In-beam PET treatment monitoring of carbon therapy patients: Results of a clinical trial at CNAO.

Anatomical changes Beam-eye-view analysis Carbon therapy Gamma analysis In-beam PET monitoring

Journal

Physica medica : PM : an international journal devoted to the applications of physics to medicine and biology : official journal of the Italian Association of Biomedical Physics (AIFB)
ISSN: 1724-191X
Titre abrégé: Phys Med
Pays: Italy
ID NLM: 9302888

Informations de publication

Date de publication:
12 Aug 2024
Historique:
received: 08 04 2024
revised: 26 06 2024
accepted: 25 07 2024
medline: 14 8 2024
pubmed: 14 8 2024
entrez: 13 8 2024
Statut: aheadofprint

Résumé

Carbon ion therapy treatments can be monitored non-invasively with in-beam Positron Emission Tomography (PET). At CNAO the INSIDE in-beam PET scanner has been used in a clinical trial (NCT03662373) to monitor cancer treatments with proton and carbon therapy. In this work we present the analysis results of carbon therapy data, acquired during the first phase of the clinical trial, analyzing data of nine patients treated at CNAO for various malignant tumors in the head-and-neck region. The patient group contained two patients requiring replanning, and seven patients without replanning, based on established protocols. For each patient the PET images acquired along the course of treatment were compared with a reference, applying two analysis methods: the beam-eye-view (BEV) method and the γ-index analysis. Time trends in several parameters were investigated, as well as the agreement with control CTs, if available. Regarding the BEV-method, the average sigma value σ was 3.7 mm of range difference distributions for patients without changes (sensitivity of the INSIDE detector). The 3D-information obtained from the BEV analysis was partly in agreement with what was observed in the control CT. The data quality and quantity was insufficient for a definite interpretation of the time trends. We analyzed carbon therapy data acquired with the INSIDE in-beam PET detector using two analysis methods. The data allowed to evaluate sensitivity of the INSIDE detector for carbon therapy and to make several recommendations for the future.

Identifiants

pubmed: 39137617
pii: S1120-1797(24)00238-2
doi: 10.1016/j.ejmp.2024.104493
pii:
doi:

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

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104493

Informations de copyright

Copyright © 2024. Published by Elsevier Ltd.

Déclaration de conflit d'intérêts

Declaration of competing interest The authors declare that they have no known competing financial interests or personal relationships that could have appeared to influence the work reported in this paper.

Auteurs

Aafke Christine Kraan (AC)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy. Electronic address: aafke.kraan@pi.infn.it.

Filippo Susini (F)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy; Università di Pisa, Dipartimento di Fisica, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy.

Martina Moglioni (M)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy; Università di Pisa, Dipartimento di Fisica, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy.

Giuseppe Battistoni (G)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano, Via Giovanni Celoria 16, 20133 Milano, Italy.

Davide Bersani (D)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy; Università di Pisa, Dipartimento di Fisica, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy.

Pietro Carra (P)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy; Università di Pisa, Dipartimento di Fisica, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy.

Piergiorgio Cerello (P)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, Via Pietro Giuria 1, 10125 Torino, Italy.

Angelica De Gregorio (A)

Sapienza università di Roma, Dipartimento di Fisica, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy.

Veronica Ferrero (V)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, Via Pietro Giuria 1, 10125 Torino, Italy.

Elisa Fiorina (E)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, Via Pietro Giuria 1, 10125 Torino, Italy.

Gaia Franciosini (G)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy; Sapienza università di Roma, Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria, Via A. Scarpa 14, 00161 Roma, Italy.

Matteo Morrocchi (M)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy; Università di Pisa, Dipartimento di Fisica, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy.

Silvia Muraro (S)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano, Via Giovanni Celoria 16, 20133 Milano, Italy.

Vincenzo Patera (V)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy; Sapienza università di Roma, Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria, Via A. Scarpa 14, 00161 Roma, Italy.

Francesco Pennazio (F)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, Via Pietro Giuria 1, 10125 Torino, Italy.

Alessandra Retico (A)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy.

Valeria Rosso (V)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy; Università di Pisa, Dipartimento di Fisica, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy.

Alessio Sarti (A)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy; Sapienza università di Roma, Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria, Via A. Scarpa 14, 00161 Roma, Italy.

Angelo Schiavi (A)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy; Sapienza università di Roma, Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria, Via A. Scarpa 14, 00161 Roma, Italy.

Giancarlo Sportelli (G)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy; Università di Pisa, Dipartimento di Fisica, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy.

Giacomo Traini (G)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy.

Barbara Vischioni (B)

CNAO National Center for Oncological Hadrontherapy, Via Erminio Borloni 1, 27100 Pavia, Italy.

Viviana Vitolo (V)

CNAO National Center for Oncological Hadrontherapy, Via Erminio Borloni 1, 27100 Pavia, Italy.

Maria Giuseppina Bisogni (MG)

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy; Università di Pisa, Dipartimento di Fisica, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy.

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