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  5. Potential benefits of using radioactive ion beams for range margin reduction in carbon ion therapy
 
  • Details
2022
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Potential benefits of using radioactive ion beams for range margin reduction in carbon ion therapy

File(s)
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Hauptpublikation
s41598-022-26290-z.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 2.14 MB
TUDa URI
tuda/12750
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-287198
DOI
10.26083/tuprints-00028719
Autor:innen
Sokol, Olga ORCID 0000-0003-3664-7538
Cella, Laura
Boscolo, Daria ORCID 0000-0001-5709-4472
Horst, Felix
Oliviero, Caterina
Pacelli, Roberto
Palma, Giuseppe
De Simoni, Micol
Conson, Manuel
Caroprese, Mara
Weber, Ulrich
Graeff, Christian ORCID 0000-0002-5296-7649
Parodi, Katia ORCID 0000-0001-7779-6690
Durante, Marco ORCID 0000-0002-4615-553X
Kurzbeschreibung (Abstract)

Sharp dose gradients and high biological effectiveness make ions such as ¹²C an ideal tool to treat deep-seated tumors, however, at the same time, sensitive to errors in the range prediction. Tumor safety margins mitigate these uncertainties, but during the irradiation they lead to unavoidable damage to the surrounding healthy tissue. To fully exploit the Bragg peak benefits, a large effort is put into establishing precise range verification methods. Despite positron emission tomography being widely in use for this purpose in ¹²C therapy, the low count rates, biological washout, and broad activity distribution still limit its precision. Instead, radioactive beams used directly for treatment would yield an improved signal and a closer match with the dose fall-off, potentially enabling precise in vivo beam range monitoring. We have performed a treatment planning study to estimate the possible impact of the reduced range uncertainties, enabled by radioactive ¹¹C ions treatments, on sparing critical organs in tumor proximity. Compared to ¹²C treatments, (i) annihilation maps for ¹¹C ions can reflect sub- millimeter shifts in dose distributions in the patient, (ii) outcomes of treatment planning with ¹¹C significantly improve and (iii) less severe toxicities for serial and parallel critical organs can be expected.

Freie Schlagworte

Nuclear physics

Radiotherapy

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Technik der Strahlentherapie
05 Fachbereich Physik > Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM) > Biophysik
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin, Gesundheit
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Scientific Reports
Jahrgang der Zeitschrift
12
ISSN
2045-2322
Verlag
Springer Nature
Ort der Erstveröffentlichung
London
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2022
Verlags-DOI
10.1038/s41598-022-26290-z
PPN
531687198
Artikel-ID
21792

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