Published July 2014 | Version v1
Journal article

Application of organ tolerance dose-constraints in clinical studies in radiation oncology

  • 1. Task Group ''Tolerance Doses'' of the German Society for Radiation Oncology (DEGRO), Berlin (Germany)
  • 2. Technical University Dresden, Department of Radiotherapy and Radiation Oncology, OncoRay-National Center for Radiation Research in Oncology, Medical Faculty Carl Gustav Carus, Dresden (Germany)
  • 3. Medical University/AKH Vienna, Dept. of Radiation Oncology/Christian Doppler Laboratory for Medical Radiation Research for Radiation Oncology, Comprehensive Cancer Center, Vienna (Austria)

Description

In modern radiation oncology, tolerance dose-constraints for organs at risk (OAR) must be considered for treatment planning, but particularly in order to design clinical studies. Tolerance dose tables, however, only address one aspect of the therapeutic ratio of any clinical study, i.e., the limitation of adverse events, but not the desired potential improvement in the tumor effect of a novel treatment strategy. A sensible application of ''tolerance doses'' in a clinical situation requires consideration of various critical aspects addressed here: definition of tolerance dose, specification of an endpoint/symptom, consideration of radiation quality and irradiation protocol, exposed volume and dose distribution, and patient-related factors of radiosensitivity. The currently most comprehensive estimates of OAR radiation tolerance are in the QUANTEC compilations (2010). However, these tolerance dose values must only be regarded as a rough orientation and cannot answer the relevant question for the patients, i.e., if the study can achieve a therapeutic advantage; this can obviously be answered only by the final scientific analysis of the study results. Despite all limitations, the design of clinical studies should currently refer to the QUANTEC values for appreciation of the risk of complications, if needed supplemented by one's own data or further information from the literature. The implementation of a consensus on the safety interests of the patients and on an application and approval process committed to progress in medicine, with transparent quality-assuring requirements with regard to the structural safeguarding of the study activities, plays a central role in clinical research in radiation oncology. (orig.)

Availability note (English)

Available from: http://dx.doi.org/10.1007/s00066-014-0613-5

Abstract (German)

In der modernen Radioonkologie muessen Toleranzdosisgrenzen fuer die Risikoorgane (''organs at risk'', OAR) zur Behandlungsplanung, besonders aber zur Gestaltung klinischer Studien, herangezogen werden. Jedoch sind Toleranzdosistabellen als Basis zur Bewertung einer klinischen Studie grundsaetzlich dadurch limitiert, dass sie nur einen Parameter des therapeutischen Verhaeltnisses der Behandlung beruecksichtigen, naemlich unerwuenschte Nebenwirkungen, nicht aber die erwuenschte potentielle Verbesserung der Tumorwirkung. Die sinnvolle Anwendung von ''Toleranzdosen'' in der Klinik bedarf der Beruecksichtigung verschiedener kritischer Aspekte, die in diesem Artikel angesprochen werden: die Definition der Toleranzdosis, die Festlegung eines Endpunkts/Symptoms, die Beruecksichtigung von Strahlenqualitaet und Bestrahlungsprotokoll, exponiertem Volumen und Dosisverteilung sowie patientenbezogene Faktoren der Normalgewebsempfindlichkeit. Die derzeit umfassendste Abschaetzung der OAR-Toleranz findet sich in der Zusammenstellung von QUANTEC (2010). Die dort gelisteten Toleranzwerte sind jedoch grundsaetzlich nur als Orientierungshilfe zu betrachten und koennen nicht die fuer den Patienten relevante Frage beantworten, ob mit einer klinischen Studie ein therapeutischer Vorteil erreicht werden kann; dies kann naturgemaess nur durch die abschliessende wissenschaftliche Auswertung der Studienergebnisse erfolgen. Trotz aller Einschraenkungen sollten bei der Gestaltung klinischer Studien die Werte von QUANTEC zur Bewertung des Komplikationsrisikos herangezogen werden, falls moeglich ergaenzt durch eigene Daten und neuere Ergebnisse aus dem Schrifttum. Eine Konsensbildung ueber ein den Sicherheitsinteressen der Patienten und gleichzeitig dem medizinischen Fortschritt verpflichtetes Antrags- und Genehmigungsverfahren mit transparenten qualitaetssichernden Anforderungen an die strukturelle Absicherung der Studienablaeufe ist von zentraler Wichtigkeit fuer die klinische Forschung in der Radioonkologie. (orig.)

Additional details

Identifiers

Publishing Information

Journal Title
Strahlentherapie und Onkologie
Journal Volume
190
Journal Issue
7
Journal Page Range
p. 621-627
ISSN
0179-7158
CODEN
STONE4