Inter-fractional monitoring of [Formula: see text]C ions treatments: results from a clinical trial at the CNAO facility.


Journal

Scientific reports
ISSN: 2045-2322
Titre abrégé: Sci Rep
Pays: England
ID NLM: 101563288

Informations de publication

Date de publication:
26 11 2020
Historique:
received: 14 04 2020
accepted: 13 11 2020
entrez: 27 11 2020
pubmed: 28 11 2020
medline: 16 3 2021
Statut: epublish

Résumé

The high dose conformity and healthy tissue sparing achievable in Particle Therapy when using C ions calls for safety factors in treatment planning, to prevent the tumor under-dosage related to the possible occurrence of inter-fractional morphological changes during a treatment. This limitation could be overcome by a range monitor, still missing in clinical routine, capable of providing on-line feedback. The Dose Profiler (DP) is a detector developed within the INnovative Solution for In-beam Dosimetry in hadronthErapy (INSIDE) collaboration for the monitoring of carbon ion treatments at the CNAO facility (Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica) exploiting the detection of charged secondary fragments that escape from the patient. The DP capability to detect inter-fractional changes is demonstrated by comparing the obtained fragment emission maps in different fractions of the treatments enrolled in the first ever clinical trial of such a monitoring system, performed at CNAO. The case of a CNAO patient that underwent a significant morphological change is presented in detail, focusing on the implications that can be drawn for the achievable inter-fractional monitoring DP sensitivity in real clinical conditions. The results have been cross-checked against a simulation study.

Identifiants

pubmed: 33244102
doi: 10.1038/s41598-020-77843-z
pii: 10.1038/s41598-020-77843-z
pmc: PMC7693236
doi:

Substances chimiques

Ions 0
Carbon 7440-44-0

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

Sous-ensembles de citation

IM

Pagination

20735

Références

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Auteurs

M Fischetti (M)

Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.
INFN Sezione di Roma I, Rome, Italy.

G Baroni (G)

Dipartimento di Elettronica Informazione e Bioingegneria, Politecnico di Milano, Milan, Italy.

G Battistoni (G)

INFN Sezione di Milano, Milan, Italy.

G Bisogni (G)

INFN Sezione di Pisa, Pisa, Italy.
Dipartimento di Fisica "E. Fermi", Università di Pisa, Pisa, Italy.

P Cerello (P)

INFN Sezione di Torino, Turin, Italy.

M Ciocca (M)

CNAO Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica, Pavia, Italy.

P De Maria (P)

Scuola di Specializzazione di Fisica Medica, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.

M De Simoni (M)

Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.
INFN Sezione di Roma I, Rome, Italy.

B Di Lullo (B)

Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.

M Donetti (M)

CNAO Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica, Pavia, Italy.

Y Dong (Y)

INFN Sezione di Milano, Milan, Italy.
Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Milan, Italy.

A Embriaco (A)

INFN Sezione di Pavia, Pavia, Italy.

V Ferrero (V)

INFN Sezione di Torino, Turin, Italy.

E Fiorina (E)

INFN Sezione di Torino, Turin, Italy.
CNAO Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica, Pavia, Italy.

G Franciosini (G)

Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.
INFN Sezione di Roma I, Rome, Italy.

F Galante (F)

Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.

A Kraan (A)

INFN Sezione di Pisa, Pisa, Italy.

C Luongo (C)

INFN Sezione di Pisa, Pisa, Italy.
Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, Università di Pisa, Pisa, Italy.

M Magi (M)

Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.

C Mancini-Terracciano (C)

Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.
INFN Sezione di Roma I, Rome, Italy.

M Marafini (M)

INFN Sezione di Roma I, Rome, Italy.
Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche "E. Fermi", Rome, Italy.

E Malekzadeh (E)

CNAO Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica, Pavia, Italy.

I Mattei (I)

INFN Sezione di Milano, Milan, Italy.

E Mazzoni (E)

INFN Sezione di Pisa, Pisa, Italy.

R Mirabelli (R)

Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.
INFN Sezione di Roma I, Rome, Italy.
Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche "E. Fermi", Rome, Italy.

A Mirandola (A)

CNAO Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica, Pavia, Italy.

M Morrocchi (M)

INFN Sezione di Pisa, Pisa, Italy.
Dipartimento di Fisica "E. Fermi", Università di Pisa, Pisa, Italy.

S Muraro (S)

INFN Sezione di Milano, Milan, Italy.

V Patera (V)

Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.
INFN Sezione di Roma I, Rome, Italy.
Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche "E. Fermi", Rome, Italy.

F Pennazio (F)

INFN Sezione di Torino, Turin, Italy.

A Schiavi (A)

Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.
INFN Sezione di Roma I, Rome, Italy.

A Sciubba (A)

Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.
INFN Sezione dei Laboratori di Frascati, Rome, Italy.
Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche "E. Fermi", Rome, Italy.

E Solfaroli Camillocci (E)

Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.
INFN Sezione di Roma I, Rome, Italy.
Scuola di Specializzazione in Fisica Medica, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.

G Sportelli (G)

INFN Sezione di Pisa, Pisa, Italy.
Dipartimento di Fisica "E. Fermi", Università di Pisa, Pisa, Italy.

S Tampellini (S)

CNAO Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica, Pavia, Italy.

M Toppi (M)

Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy. marco.toppi@uniroma1.it.
INFN Sezione dei Laboratori di Frascati, Rome, Italy. marco.toppi@uniroma1.it.

G Traini (G)

INFN Sezione di Roma I, Rome, Italy.
Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche "E. Fermi", Rome, Italy.

S M Valle (SM)

INFN Sezione di Milano, Milan, Italy.

B Vischioni (B)

CNAO Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica, Pavia, Italy.

V Vitolo (V)

CNAO Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica, Pavia, Italy.

A Sarti (A)

Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy.
INFN Sezione di Roma I, Rome, Italy.
Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche "E. Fermi", Rome, Italy.

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