Published 2000 | Version v1
Journal article

The biologically equivalent dose BED - Is the approach for calculation of this factor really a reliable basis?

  • 1. Kiel Univ. (Germany). Klinik fuer Strahlentherapie (Radioonkologie)
  • 2. Marburg Univ. (Germany). Klinik fuer Strahlentherapie (Radioonkologie)

Description

To predict the effect on tumours in radiotherapy, especially relating to irreversible effects, but also to realize the retrospective assessment the so called L-Q-model is relied on at present. Internal specific organ parameters, such as α, β, γ, Tp, Tk, and ρ, as well as external parameters, so as D, d, n, V, and Vref, were used for determination of the biologically equivalent dose BED. While the external parameters are determinable with small deviations, the internal parameters depend on biological varieties and dispersons: In some cases the lowest value is assumed to be Δ=±25%. This margin of error goes on to the biologically equivalent dose by means of the principle of superposition of errors. In some selected cases (lung, kidney, skin, rectum) these margins of error were calculated exemplarily. The input errors especially of the internal parameters cause a mean error Δ on the biologically equivalent dose and a dispersion of the single fraction dose d dependent on the organ taking into consideration, of approximately 8-30%. Hence it follows only a very critical and cautious application of those L-Q-algorithms in expert proceedings, and in radiotherapy more experienced based decisions are recommended, instead of acting only upon simple two-dimensional mechanistic ideas. (orig.)

Abstract (German)

Um bei der Strahlentherapie von Tumoren die Wirkung, vor allem hinsichtlich irreversibler Effekte, zu prognostizieren, aber auch retrospektive Beurteilungen durchzufuehren, wird z.Z. auf das sog. LQ-Modell vertraut. Interne organspezifische Parameter, α, β, γ, Tp, Tk und ρ, und externe Parameter, wie D, d, n, V und Vref, (Erlaeuterungen im Text) werden zur Bestimmung einer biologisch aequivalenten Dosis BED herangezogen. Waehrend die externen Parameter mit geringem Fehler bestimmbar sind, unterliegen die internen Parameter biologischen Varianzen und Streuungen, in manchen Faellen ist der minimale Wert mit Δ=±25% anzunehmen. Diese Fehlermargen gehen ueber das Fehlerfortpflanzungsgesetz in die biologisch aequivalente Dosis ein und relativieren deren Aussagekraft. Die Fehlermargen werden an einigen Beispielen (Lunge, Niere, Haut, Rektum) exemplarisch berechnet. Die Eingangsfehler, vor allem der internen Parameter, bewirken einen mittleren Fehler Δ der biologisch aequivalenten Dosis und eine Streuung der Einzeldosis d in Abhaengigkeit vom betrachteten Organ von ca. 8-30%. Daraus kann nur eine sehr kritische und zurueckhaltende Anwendung dieser LQ-Algorithmen in gutachterlichen Verfahren folgen und eine wieder mehr erfahrungsbasierte Entscheidungsfindung in der Strahlentherapie empfohlen werden, statt nur einfachen zweidimensionalen mechanistischen Modellvorstellungen zu folgen. (orig.)

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Original title (German)
Die biologisch aequivalente Dosis BED - wie solide ist die Berechnung dieses Faktors? Eine Betrachtung der Fehlerbalken der biologisch aequivalenten Dosis

Publishing Information

Journal Title
Roentgenpraxis
Journal Volume
52
Journal Issue
10-12
Journal Page Range
p. 355-360
ISSN
0035-7820
CODEN
RGPXB2