The RBE of negative pions in the treatment of tumors with different volumes
- 1. Inst. of Biophysics, Frankfurt Univ. (Germany)
- 2. Paul-Scherrer-Institut, Villigen (Switzerland)
Description
For negative pions, large differences exist between experimental RBE values obtained by in vivo investigations with animals and corresponding data being used in clinical tumor therapy. Therefore, the influence of the treatment volume on the radiation quality and respectively on the RBE is examined. The RBE for euoxic mammalian cells is measured with high precision in different volumes irradiated in the spot-scan mode with the PIOTRON at the Paul-Scherrer-Institute. It is shown experimentally that the RBE is reduced if the radius of the irradiation volume is increased. Using a simple mathematical approximation for the spot-scan technique this relation can be understood quantitatively. The same approximation is also used to calculate dose mean values for the lineal energy anti yD present in different irradiated volumes. The good agreement with existing experimental data for anti yD indicates that the approximation used is adequate and the main physical parametes have been taken into consideration. The above mentioned differences between animal experiments and treatment of patients can be explained by changes in the effective radiation quality due to the scanning procedure used in the clinical treatments. (orig.)
Abstract (German)
Es bestehen grosse Unterschiede bei den RBW-Werten fuer negative Pionen, die experimentell in Tierexperimenten gewonnen wurden, und solchen, die in der klinischen Tumortherapie benutzt werden. Deshalb wird hier der Einfluss des Behandlungsvolumens auf die Strahlenqualitaet und entsprechend auf die RBW untersucht. Die RBW fuer exotische Saeugetierzerllen wird mit hoher Praezision in verschiedenen Bestrahlungsvolumen gemessen, die mit dem Spot-Scan-Verfahren am PIOTRON des Paul-Scherrer-Instituts erzeugt werden. Es wird experimentell gezeigt, dass bei einer Vergroesserung des Radius des Bestrahlungsvolumens die RBW ensprechend herabgesetzt wird. Diese Relation kann mit Hilfe einer einfachen Naeherung fuer das Spot-Scan-Verfahren quantitativ beschrieben werden. Das gleiche Naeherungsverfahren kann benutzt weren, um Mittelwerte fuer die lineale Energieuebertragung anti yD in den verschiedenen Volumen zu berechnen. Die gute Uebereinstimmung dieser berechneten Werte mit bereits bekannten experimentellen Werten fuer anti yD zeigt, dass die benutzte Naeherung hinreichend ist und die wichtigsten relevanten physikalischen Parameter beruecksichtigt wurden. Die anfangs erwaehnten grossen Unterschiede zwischen den RBW-Werten fuer die Tierbestrahlung und der Patientenbehandlung koennen dann voellig mit diesen Aenderungen der Strahlenqualitaet bei dem Scanningverfahren in der Tumortherapie erklaert werden. (orig.)Additional details
Publishing Information
- Journal Title
- Strahlentherapie und Onkologie
- Journal Volume
- 169
- Journal Issue
- 7
- Journal Page Range
- p. 394-404.
- ISSN
- 0179-7158
- CODEN
- STONE4
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 24074517
- Subject category
- S63: RADIATION, THERMAL, AND OTHER ENVIRONMENTAL POLLUTANT EFFECTS ON LIVING ORGANISMS AND BIOLOGICAL MATERIALS;
- Descriptors DEI
- ANOXIA; ASCITES TUMOR CELLS; BIOLOGICAL RADIATION EFFECTS; CELL CULTURES; DOSIMETRY; MATHEMATICAL MODELS; MICRODOSIMETRY; NEOPLASMS; PIONS MINUS; PIONS PLUS; PLANNING; RADIATION QUALITY; RADIOBIOLOGY; RADIOTHERAPY; RBE; SURVIVAL CURVES; VOLUME
- Descriptors DEC
- ANIMAL CELLS; BIOLOGICAL EFFECTS; BIOLOGY; BOSONS; DISEASES; ELEMENTARY PARTICLES; HADRONS; MEDICINE; MESONS; PIONS; PSEUDOSCALAR MESONS; RADIATION EFFECTS; THERAPY; TUMOR CELLS