Feasibility of using 6 MV photon beams in contrast-enhanced radiotherapy

Abstract

Contrast-enhanced radiotherapy (CERT) is a type of radiation therapy used to enhance the radiation dose absorbed by the tumor while sparing surrounding healthy tissues. The present study aims to assess feasibility of using 6 MV photons to increase radiation absorption in CERT. The dose absorbed by iodinated water was directly measured by ferrosulphate dosimetry. Concentrations of iodine (a dose-enhancing agent) ranged from 2.5 to 50 mg/ml. Solutions were exposed to 5 Gy radiation generated by the clinical linear accelerator SL75-5MT (Russia). The radiation dose applied did not account for increased absorbance due to the presence of iodine atoms. No reliable increase in the absorbed dose was observed for iodine concentrations ranging from 2.5 to 20 mg/ml. For 50 mg/ml concentrations the absorbed dose increased by 13% ± 5 % (p < 0.05). Normally, dose-enhancing concentrations observed in CERT studies range from 2.5 to 15 mg/ml, therefore, as demonstrated by our findings, employing 6 MV photon energy spectra in order to reach a therapeutically significant effect is unreasonable.ВОЗМОЖНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ФОТОН-ЗАХВАТНОЙ ТЕРАПИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 6 МВ ФОТОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Фотон-захватная терапия (ФЗТ) -метод лучевой терапии, который обеспечивает повышение поглощенной дозы в опухоли без дополнительной лучевой нагрузки на окружающие нормальные ткани. В работе представлены результаты экспериментального исследования возможности увеличения поглощенной дозы при ФЗТ за счет использования 6 МВ фотонного излучения. При помощи водных растворов ферросульфатных дозиметров было проведено прямое измерение величины поглощенной дозы в воде, содержащей йод (дозоповышающий агент) в концентрации от 2,5 до 50 мг/мл. Облучение растворов проводили на линейном медицинском терапевтическом ускорителе СЛ75-5-МТ (Россия) в дозе 5 Гр без учета возможного увеличения поглощенной дозы за счет присутствия атомов йода. Для концентраций йода 2,5-20 мг/мл достоверного увеличения поглощенной дозы зарегистрировано не было. Для концентрации йода 50 мг/мл увеличение поглощенной дозы составило 13 ± 5 % (p < 0,05). Поскольку типичные концентрации дозоповышающих агентов при введении в организм пациентов, как правило, находятся в диапазоне 2,5-15 мг/мл, использование 6 МВ фотонного излучения для достижения терапевтически значимого противоопухолевого эффекта не представляется целесообразным.