Účel: Klinická protonového svazku terapie byla založena na použití generického relativní biologické účinnosti (RBE) 1.0 nebo 1.1, neboť dostupné důkazy byly vykládány tak, že velikost RBE variace s léčbou parametry je malé ve vztahu k naší schopnosti určovat RBEs. Jako značné klinické zkušenosti a další experimentální stanovení RBE nahromadily a počet protonové radiační terapie centra se předpokládá zvýšení, je vhodné přehodnotit důvody pro pokračování v používání generického RBE a za to RBE být 1.0-1.1.

Metody a materiály: Výsledky experimentální stanovení RBE in vitro a in vivo systémy jsou zkoumány, a pak několik úvah kritické k rozhodnutí přejít od obecných ke tkáni, dávka/frakce-, a NECHAT konkrétní hodnoty RBE jsou hodnoceny. Vliv chyby v hodnotě přiřazené RBE na pravděpodobnost normální komplikace tkáně (NTCP) je diskutován. Incidence velké morbidity u pacientů léčených protony v Massachusetts General Hospital (MGH) pro maligní nádory lebky a prostaty je přezkoumána. Následuje analýza velikosti experimentálního úsilí o vyloučení chyby v RBE > nebo=10% pomocí systémů in vivo.

výsledky: Publikované hodnoty RBE, používající tvorbu kolonií jako měřítko přežití buněk, ze studií in vitro naznačují podstatné rozšíření mezi různými buněčnými liniemi. Průměrná hodnota v polovině SOBP (rozprostřený vrchol Bragg) na všech úrovních dávky je přibližně 1, 2, v rozmezí od 0, 9 do 2, 1. Průměrná hodnota RBE v polovině SOBP in vivo je přibližně 1, 1, v rozmezí od 0, 7 do 1, 6. Celkově údaje in vitro i in vivo naznačují statisticky významné zvýšení RBE u nižších dávek na frakci, což je mnohem menší u systémů in vivo. Tam je dohoda, že tam je měřitelné zvýšení v RBE přes terminál několik milimetrů SOBP, což má za následek prodloužení bioeffective rozsah paprsku v rozmezí 1-2 mm. Nemáme žádné publikované zprávy naznačují, že RBE 1,1 je nízká. Podstatná část pacientů léčených přibližně 2 ekvivalenty kobaltové šedé (CGE) / frakce před 5 a více lety však byla léčena kombinací protonových i fotonových paprsků. Byly RBE být mylně podceňován o přibližně 10%, nárůst komplikací frekvence by být docela vážné komplikace incidence za sledované léčby >nebo=3% a sklon křivky dávka-odezva, strmé, např. gama(50) cca 4. Vyloučit > nebo = 1.2 jako správný RBE pro konkrétní stav nebo tkáň při 95% limitu spolehlivosti by vyžadovalo relativně velké a vícenásobné testy.

závěry: V současné době existuje příliš mnoho nejistoty v hodnotě RBE pro jakoukoli lidskou tkáň, aby bylo možné navrhnout hodnoty RBE specifické pro tkáň, dávku / frakci, protonovou energii atd. Experimentální údaje in vivo a klinické údaje naznačují, že pokračující zaměstnávání generické hodnoty RBE a pro tuto hodnotu 1,1 je přiměřené. Existuje však místní „horká oblast“ nad terminálem několika milimetrů SOBP a rozšíření biologicky účinného rozsahu. To musí být považovány za při plánování léčby, zejména pro jednotlivé studijní plány, nebo na konci rozsahu v nebo v blízkosti kritické struktury. Existuje jasná potřeba pro budoucí hodnocení normální tkáně, reakce v protonové ozáření pacientů a stanovení hodnoty RBE pro několik pozdně reagující tkáně u laboratorních zvířat systémů, zejména jako funkce dávka/frakce v rozmezí 1-4 Gy.