Käyttötarkoitus: kliininen protonisuihkuhoito on perustunut yleiseen suhteelliseen biologiseen tehokkuuteen (RBE), joka on 1, 0 tai 1, 1, koska saatavilla olevan näytön on tulkittu osoittavan, että RBE: n vaihtelun suuruus hoitoparametrien kanssa on pieni suhteessa kykyymme määrittää RBEs. Koska RBE: stä on kertynyt merkittävää kliinistä kokemusta ja lisää kokeellisia määrityksiä ja protonisäteilyhoitokeskusten määrän ennustetaan kasvavan, on aiheellista arvioida uudelleen perustelut yleisen RBE: n jatkamiselle ja RBE: n arvolle 1, 0-1, 1.

menetelmät ja materiaalit: in vitro-ja In vivo-järjestelmien RBE: n kokeellisten määritysten tulokset tutkitaan, minkä jälkeen arvioidaan useita näkökohtia, jotka ovat kriittisiä päätettäessä siirtyä yleisistä RBE-arvoista kudos -, annos – / fraktio-ja LET-spesifisiin RBE-arvoihin. RBE: lle annetun arvon virheen vaikutusta normaaleihin kudoskomplikaatioiden todennäköisyyksiin (ntcp) käsitellään. Massachusetts General Hospitalin (MGH) protonihoitoa saaneiden potilaiden vakavaa sairastavuutta kallonpohjan ja eturauhasen pahanlaatuisten kasvainten osalta tarkastellaan. Tämän jälkeen analysoidaan, kuinka suuri koeponnistus on, jotta voidaan sulkea pois In vivo-järjestelmiä käytettäessä RBE: n virhe >tai=10%.

tulokset: In vitro-tutkimuksista julkaistut RBE-arvot, joissa solujen elossaolon mittarina käytetään pesäkemuodostusta, osoittavat merkittävää leviämistä eri solulinjojen välillä. Keskimääräinen arvo sobp: n keskivaiheilla (Bragg Peak) kaikilla annostasoilla on noin 1, 2, vaihdellen 0, 9: stä 2, 1: een. Keskimääräinen RBE-arvo sobp: n puolivälissä In vivo on noin 1, 1, vaihdellen välillä 0, 7-1, 6. Kaiken kaikkiaan sekä in vitro-että In vivo-tiedot viittaavat tilastollisesti merkitsevään RBE: n nousuun, kun annokset ovat pienempiä fraktiota kohden, mikä on paljon pienempi in vivo-järjestelmissä. On yksimielisyyttä siitä, että RBE: n määrä kasvaa mitattavasti SOBP: n terminaalin muutaman millimetrin yli, mikä johtaa säteen bioefektiivisen alueen laajentumiseen 1-2 mm: n alueella. ei ole julkaistu raporttia, joka osoittaisi, että RBE 1.1 on alhainen. Kuitenkin huomattava osa potilaista, joita hoidettiin noin 2 Cobalt Gray-ekvivalentilla (CGE)/fraktiolla vähintään 5 vuotta sitten, hoidettiin sekä protoni-että fotonisäteiden yhdistelmällä. Jos RBE aliarvioitaisiin virheellisesti noin 10%: lla, komplikaatiotiheyden lisääntyminen olisi melko vakavaa, jos vertailuhoidon komplikaatiotilanne >tai=3% ja annos-vastekäyrien kaltevuus olisi jyrkkä, esim.gamma(50) noin 4. Jos >tai=1.2 jätetään pois tietyn tilan tai kudoksen oikeana RBE-arvona 95 prosentin luotettavuusrajalla, tarvitaan suhteellisen suuria ja useita määrityksiä.

päätelmät: Tällä hetkellä minkään ihmiskudoksen RBE-arvossa on liian paljon epävarmuutta, jotta voitaisiin ehdottaa kudokselle, annokselle/fraktiolle, protonienergialle jne.spesifisiä RBE-arvoja. In vivo-kokeelliset ja kliiniset tiedot osoittavat, että yleisen RBE-arvon jatkuminen ja arvon 1, 1 pitäminen on kohtuullista. SOBP: n terminaalin muutaman millimetrin yläpuolella on kuitenkin paikallinen ”kuuma alue” ja biologisesti tehokkaan alueen jatke. Tämä on otettava huomioon hoidon suunnittelussa, erityisesti yksittäisissä kenttäsuunnitelmissa tai kriittisessä rakenteessa tai sen läheisyydessä. Protonisäteilytettyjen potilaiden normaalien kudosreaktioiden prospektiivinen arviointi on selvästi tarpeen ja useiden myöhäiseen reagointiin reagoivien kudosten RBE-arvot on määritettävä koe-eläinjärjestelmissä, erityisesti 1-4 Gy: n annoksen/fraktion funktiona.