🔧На сайте запланированы технические работы
25.12.2025 в промежутке с 18:00 до 21:00 по Московскому времени (GMT+3) на сайте будут проводиться плановые технические работы. Возможны перебои с доступом к сайту. Приносим извинения за временные неудобства. Благодарим за понимание!
🔧Site maintenance is scheduled.
Scheduled maintenance will be performed on the site from 6:00 PM to 9:00 PM Moscow time (GMT+3) on December 25, 2025. Site access may be interrupted. We apologize for the inconvenience. Thank you for your understanding!

 

Comparative Assessment of Dose Distributions During Proton and Photon Therapy in Patients with Recurrent High-Grade Gliomas

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

Purpose: To compare treatment plans on the Prometheus proton therapy complex (PTC) and a linac in terms of dose distribution parameters and radiation doses on organs at risk.

Material and methods: The study included 20 adult patients who were treated on the Prometheus PTC in 2019–2020 for recurrent malignant gliomas. Comparative planning was carried out in the XIO radiation therapy planning system with the preparation of 3D-conformal photon radiation therapy plans using intensity modulated radiotherapy technology (IMRT) based on one set of contours of the irradiated volumes.

Results: Dose-volume histograms were constructed for all volumes, dose parameters were taken into account to assess the coverage of target volumes and compliance with safety criteria for organs at risk. The average dose to the entire brain volume during proton therapy ranged from 4.54 to 20.63 Gy, the median was 6.74 Gy. The average dose during photon therapy planning ranged from 5.9 to 32.48 Gy, the median was 21.2 Gy. The average difference in radiation load to the entire brain volume was 15.24 Gy (p < 0.001). The mean maximum dose to the brainstem during proton therapy ranged from 0.01 to 51.35 Gy, median 9.77 Gy. The mean dose when planning photon therapy using the IMRT technique ranged from 1.6 to 55.1 Gy, median 44.37 Gy. The mean difference was 34.6 Gy (p < 0.003). The mean maximum dose to the optic nerve during proton therapy ranged from 0 to 25.19 Gy, median 2.15 Gy. The mean dose in the photon therapy plan was 0 to 51.35 Gy, median 21.05 Gy. The reduction in the mean difference in dose load when using proton therapy was 18.9 Gy (p< 0.001).The average maximum dose to the chiasm during intensity-modulated proton therapy ranged from 0 to 32.9 Gy, median 0.38 Gy. A similar dose when calculating photon therapy doses ranged from 1.4 Gy to 54.3 Gy, median 28.47 Gy. The average difference in the dose load on the optic nerve in favor of proton therapy was 28.09 Gy (p< 0.001). The average value of the homogeneity index of protons was 0.16 (CI 95 % 0.14–0.18), photons – 0.13 (CI 95 % 0.11–0.14), p=0.00158.

Conclusion: Proton therapy during repeated courses of radiation therapy demonstrates a significant reduction in the dose load on risk organs when compared with photon therapy on a linear accelerator. Repeated irradiation of high-grade gliomas using an active scanning proton beam is a promising direction due to the reduction in overall toxicity of treatment and the possibility of delivering radiation doses close to radical ones.

Sobre autores

K. Medvedeva

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre

Email: dr.medvedeva.mrrc@gmail.com
Obninsk

A. Adarova

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre

Email: dr.medvedeva.mrrc@gmail.com
Obninsk

N. Minaeva

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre

Email: dr.medvedeva.mrrc@gmail.com
Obninsk

I. Gulidov

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre

Email: dr.medvedeva.mrrc@gmail.com
Obninsk

S. Koryakin

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre

Email: dr.medvedeva.mrrc@gmail.com
Obninsk

Bibliografia

  1. Чойнзонов Е.Л., Грибова О.В., Старцева Ж.А., Рябова А.И., Новиков В.А., Мусабаева Л.И., Полежаева И.С. Современный подход к химиолучевой терапии злокачественных глиом головного мозга // Бюллетень сибирской медицины. 2014. Т.13. №3. С. 119-125 [Choynzonov Ye.L., Gribova O.V., Startseva Zh.A., Ryabova A.I., Novikov V.A., Musabayeva L.I., Polezhayeva I.S. Modern Approach to Chemoradiation Therapy of Malignant Gliomas of the Brain. Byulleten’ Sibirskoy Meditsiny = Bulletin of Siberian Medicine. 2014;13;3:119-125 (In Russ.)].doi: 10.20538/1682-0363-2014-3-119-125.
  2. Combs S.E., Debus J., Schulz-Ertner D. Radiotherapeutic Alternatives for Previously Irradiated Recurrent Gliomas. BMC Cancer. 2007;7:167. doi: 10.1186/1471-2407-7-167.
  3. Lee J., Cho J., Chang J.H., Suh C.O. Re-Irradiation for Recurrent Gliomas: Treatment Outcomes and Prognostic Factors. Yonsei Med J. 2016 Jul 1;57;4:824–30. doi: 10.3349/ymj.2016.57.4.824.
  4. Held K.D., Lomax A.J., Troost E.G.C. Proton Therapy Special Feature: Introductory Editorial. Br J Radiol. 2020;93;1107:20209004. doi: 10.1259/bjr.20209004.
  5. Durante M., Flanz J. Charged Particle Beams to Cure Cancer: Strengths and Challenges. Seminars in Oncology. W.B. Saunders. 2019;46;3:219–225. doi: 10.1053/j.seminoncol.2019.07.007.
  6. Kraft G. Progress in Particle and Nuclear Physics Tumor Therapy with Heavy Charged Particles. Progress in Particle and Nuclear Physics. 2000;45:473–544. doi: 10.1016/S0146-6410(00)00112-5.
  7. Schaub L., Harrabi S.B., Debus J. Particle Therapy in the Future of Precision Therapy. Br J Radiol. 2020;93;1114:20200183. doi: 10.1259/bjr.20200183.
  8. Mayer R., Sminia P. Reirradiation Tolerance of the Human Brain. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2008;70;5:1350-60. doi: 10.1016/j.ijrobp.2007.08.015.
  9. Nieder C., Milas L., Ang K.K. Tissue Tolerance to Reirradiation. Semin Radiat Oncol. 2000;10;3:200-209. doi: 10.1053/srao.2000.6593.
  10. Desai B.M., Rockne R.C., Rademaker A.W., Hartsell W.F., Sweeney P., Raizer J.J, et al. Overall Survival (OS) and Toxicity Outcomes Following Large-Volume Re-Irradiation Using Proton Therapy (PT) for Recurrent Glioma. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2014;90;1:286. doi: 10.1016/j.ijrobp.2014.05.971.
  11. Combs S.E., Edler L., Rausch R., Welzel T., Wick W., Debus J. Generation and Validation of a Prognostic Score to Predict Outcome after Re-Irradiation of Recurrent Glioma. Acta Oncol (Madr). 2013;52;1:147–52. doi: 10.3109/0284186X.2012.692882.
  12. Baumert B.G., Lomax A.J., Miltchev V., Davis J.B. A Comparison of Dose Distributions of Proton Beams in Stereotactic Confopmal Radiotherapy of Brain Lesions. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2001;49;5:1439-1449. doi: 10.1016/s0360-3016(00)01422-x.
  13. Bolsi A., Fogliata A., Cozzi L. Radiotherapy of Small Intracranial Tumours with Different Advanced Techniques Using Photon and Proton Beams: a Treatment Planning Study. Radiotherapy and Oncology. 2003;68;1:1-14. doi: 10.1016/s0167-8140(03)00117-8
  14. Kosaki K., Ecker S., Habermehl D., Rieken S., Jäkel O., Herfarth K., et al. Comparison of Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT) with Intensity Modulated Particle Therapy (IMPT) Using Fixed Beams or an Ion Gantry for the Treatment of Patients with Skull Base Meningiomas. Radiation Oncology. 2012 Mar 22;7;44:1. doi: 10.1186/1748-717X-7-44.
  15. Adeberg S., Harrabi S.B., Bougatf N., et al. Intensity-Modulated Proton Therapy, Volumetric-Modulated arc Therapy, and 3D Conformal Radiotherapy in Anaplastic Astrocytoma and Glioblastoma: a Dosimetric Comparison. Intensitätsmodulierte Protonentherapie, Volumenmodulierte Arc-Therapie and Dreidimensionale Konformale Radiotherapie Beim Anaplastischen Astrozytom und Glioblastom: Ein Dosimetrischer Vergleich. Strahlenther Onkol. 2016;192;11:770-779. doi: 10.1007/s00066-016-1007-7.
  16. Poel R., Stuessi A., Unkelbach J., Tanadini-Lang S., Guckenberger M., Foerster R. Dosimetric Comparison of Protons vs Photons in Re-Irradiation of Intracranial Meningioma Br J Radiol. 2019;92;1100:20190113. doi: 10.1259/bjr.20190113.
  17. Weber D.C., Lim P.S., Tran S., Walser M., Bolsi A., et.al. Proton Therapy for Brain Tumours in the Area of Evidence-Based Medicine. Br J Radiol. 2020;93;1107:20190237. doi: 10.1259/bjr.20190237.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».