<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Pediatric Hematology/Oncology and Immunopathology</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Pediatric Hematology/Oncology and Immunopathology</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">1726-1708</issn><issn publication-format="electronic">2414-9314</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Fund Doctors, Innovations, Science for Children</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">953</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.24287/j.953</article-id><article-id pub-id-type="edn">KWUUUU</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>ORIGINAL ARTICLES</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Quantitative assessment of changes in the patient body volume for adaptive radiation therapy</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Количественная оценка изменения объема тела пациента для проведения адаптивной лучевой терапии</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-2678-8468</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Lisovskaya</surname><given-names>Anastasia O.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Лисовская</surname><given-names>Анастасия Олеговна</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>a medical physicist at the Radiation Therapy Department</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>медицинский физик отделения лучевой терапии</p></bio><email>nastya_lis95@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0003-8917-8250</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Popova</surname><given-names>A. V.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Попова</surname><given-names>А. В.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>nastya_lis95@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-2537-6157</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Nechesnyuk</surname><given-names>A. V.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Нечеснюк</surname><given-names>А. В.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>nastya_lis95@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-2417-0376</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Belyaev</surname><given-names>V. N.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Беляев</surname><given-names>В. Н.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>nastya_lis95@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0005-1303-567X</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Strozhenkov</surname><given-names>M. M.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Строженков</surname><given-names>М. М.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>nastya_lis95@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-9300-198X</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Karachunskiy</surname><given-names>A. I.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Карачунский</surname><given-names>А. И.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>nastya_lis95@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-6609-6071</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Loginova</surname><given-names>A. A.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Логинова</surname><given-names>А. А.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>nastya_lis95@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/><xref ref-type="aff" rid="aff3"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="en">National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff3"><aff><institution xml:lang="en">M.V. Lomonosov Moscow State University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="preprint" iso-8601-date="2025-10-13" publication-format="electronic"><day>13</day><month>10</month><year>2025</year></pub-date><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2025-12-13" publication-format="electronic"><day>13</day><month>12</month><year>2025</year></pub-date><volume>24</volume><issue>3</issue><issue-title xml:lang="en"/><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>24</fpage><lpage>36</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2025-01-30"><day>30</day><month>01</month><year>2025</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2025-09-01"><day>01</day><month>09</month><year>2025</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2025, «D. Rogachev NMRCPHOI»</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2025, ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">«D. Rogachev NMRCPHOI»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://hemoncim.com/jour/article/view/953">https://hemoncim.com/jour/article/view/953</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>The vast majority of patients undergoing radiation therapy (RT) receive cone-beam computed tomography (CBCT) for body position verification prior to treatment. The obtained CBCT images can be used not only for correcting patient position shifts, but also for getting information about the current anatomy to assess the need for adaptive RT. The existing approaches to initiating adaptive RT do not involve accurate quantitative assessment, so our aim was to develop a method for quantitative assessment of changes in the patient's body volume during the course of treatment for clinical application and to assess the impact of such anatomical changes on the radiation dose distribution in the patient’s body. The study was approved by the Independent Ethics Committee (No.9/2025 dated 22.07.2025) and the Scientific Council of the Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation. In this study, we used 357 image sets from 148 (41.5%) female and 209 (58.5%) male patients aged 1 to 18 years, who received RT between January and December 2022 at the D. Rogachev Center. From this cohort, we selected 79 cases with significant anatomical changes (as judged by experts) and identified the most common types of them: 41 cases (52%) – changes (increase/decrease) in body volume, 28 (35%) cases – a curvature of various spinal segments, 6 (8%) cases – the presence/absence of a breathing tube, and 4 (5%) cases – different breathing phases captured in computed tomography and CBCT images. We analyzed changes in the body volume of 25 patients aged 1 to 18 years (median age: 7 years) by comparing the first fraction CBCT (CBCT<sub>1</sub>) and mid-treatment fraction CBCT (CBCT<sub>mt</sub>) images with the initial CT scans. To evaluate the degree of changes in body volume, we introduced the K coefficient, the mean value of which for 25 CBCT<sub>1</sub> image sets was statistically significantly lower (<italic>p </italic>&lt; 0.001) than for the CBCT<sub>mt</sub> image sets: 11.9 (range: 6.8 – 26.7) vs 21.5 (range: 10.7 – 52.2). The mean value of |∆V| for the CBCT<sub>1</sub> image series was 2.2% (0.0%; 8.9%), which was statistically significantly lower (<italic>p </italic>&lt; 0.001) than for the CBCT<sub>mt</sub> image series – 8.3% (0.1%; 41.0%). As regards the changes in the radiation dose distribution for the new patient anatomy compared to the initial one, we observed no significant (&gt;3%) reduction in CTV (clinical treatment volume) coverage by 97% of the prescribed dose for the CBCT<sub>1</sub> image sets. However, such a deviation was found in 2 cases (8%) for the CBCT<sub>mt</sub> image sets. The approach we propose for evaluating changes in patients’ body volume is objective and quantitative, and at the same time it is simple to use and can be implemented into the clinical practice of any other conventionally equipped department of RT.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Подавляющему большинству пациентов при проведении лучевой терапии (ЛТ) выполняют конусно-лучевую компьютерную томографию (КЛКТ) для верификации положения тела перед началом лечения. Полученные изображения КЛКТ можно использовать не только для коррекции смещений пациента, но и для получения информации о его актуальной анатомии в целях оценки необходимости проведения адаптивной ЛТ. Существующие подходы к инициации проведения адаптивной ЛТ не предполагают точной количественной оценки, поэтому нашей целью стала разработка метода количественной оценки произошедших изменений объема тела пациента во время курса терапии для его применения в клинической практике и оценка влияния таких изменений анатомии на распределение дозы облучения в теле пациента. Данное исследование одобрено независимым этическим комитетом (протокол №9/2025 от 22.07.2025) и утверждено решением ученого совета ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России. В исследовании было использовано 357 наборов изображений пациентов (148 (41,5%) женского и 209 (58,5%) мужского пола) в возрасте от 1 года до 18 лет, получавших ЛТ с января по декабрь 2022 г. в Центре им. Дмитрия Рогачева. Из этой когорты были отобраны 79 случаев со значительными, по мнению экспертов, изменениями анатомии и определены самые часто встречающиеся из них: 41 (52%) – изменение (уменьшение/увеличение) объема тела пациента, 28 (35%) – изгиб различных отделов позвоночника, 6 (8%) – наличие/отсутствие воздуховода, 4 (5%) – различные фазы дыхания на компьютерных томограммах и изображениях КЛКТ. Мы провели анализ изменения объема тела у 25 пациентов в возрасте от 1 года до 18 лет (медиана составила 7 лет) на первой фракции (КЛКТ<sub>1</sub>) и на фракции в середине курса лечения (КЛКТ<sub>ск</sub>) относительно исходных наборов компьютерных томограмм. Среднее значение введенного нами коэффициента К, оценивающего степень изменения объема тела, для 25 наборов изображений КЛКТ<sub>1</sub> составило 11,9 (6,8; 26,7), что статистически значимо ниже (<italic>p </italic>&lt; 0,001), чем для наборов изображений КЛКТ<sub>ск</sub> – 21,5 (10,7; 52,2). Среднее значение |∆V| для изображений серии КЛКТ<sub>1</sub> составило 2,2% (0,0%; 8,9%), что статистически значимо ниже (<italic>p </italic>&lt; 0,001), чем для изображений серии КЛКТ<sub>ск</sub> – 8,3% (0,1%; 41,0%). Что касается изменения распределения дозы облучения для новой анатомии пациентов относительно исходной, то для наборов изображений КЛКТ<sub>1</sub> не наблюдалось значимого (&gt;3%) уменьшения покрытия CTV (clinical treatment volume, клинический объем облучения) дозой 97% от предписанного значения, а для наборов изображений КЛКТ<sub>ск</sub> такое отклонение было обнаружено в 2 (8%) случаях. Предложенный нами подход к оценке изменения объема тела пациентов является объективным и количественным, при этом прост в использовании и может быть внедрен в клиническую практику любого другого стандартно оснащенного отделения ЛТ.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>adaptive radiation therapy</kwd><kwd>cone-beam computed tomography</kwd><kwd>interfractional changes</kwd><kwd>predictor</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>адаптивная лучевая терапия</kwd><kwd>конусно-лучевая компьютерная томография</kwd><kwd>межфракционные изменения</kwd><kwd>предиктор</kwd></kwd-group><funding-group/></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Злокачественные новообразования в России в 2020 году (заболеваемость и смертность). Под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, А.О. Шахзадовой. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена − филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России; 2021. [Malignant neoplasms in Russia in 2020 (incidence and mortality). Edited by A.D. Kaprin, V.V. Starinsky, A.O. Shakhzadova. Moscow: P.A. Herzen Moscow Oncology Research Institute of the National Medical Research Center of Radiology of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation; 2021. (In Russ.)].</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Yan D., Vicini F., Wong J., Martinez A. Adaptive radiation therapy. Phys Med Biol 1997; 42 (1): 123–32. DOI: 10.1088/00319155/42/1/008</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Green O.L., Henke L.E., Hugo G.D. Practical clinical workflows for online and offline adaptive radiation therapy. Semin Radiat Oncol 2019; 29 (3): 219–27. DOI: 10.1016/j.semradonc.2019.02.004</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Thorwarth D., Low D.A. Technical challenges of real-time adaptive MR-guided radiotherapy. Front Oncol 2021; 11: 634507. DOI: 10.3389/fonc.2021.634507</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>Glide-Hurst C.K., Lee P., Yock A.D., Olsen J.R., Cao M., Siddiqui F. et al. Adaptive radiation therapy (ART) strategies and technical considerations: a state of the ART review from NRG oncology. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2021; 109 (4): 1054–75. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2020.10.021</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Anbumani S., Paulson E.S., Xu J., Pan A., Thill D., O’Connell N. et al. Comparison of enhanced cone-beam CT using next generation reconstruction with deep learning-based synthetic CT for Adaptive radiotherapy in pelvic cancers. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2024; 120 (2): S161–2. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2024.07.2186</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Menzel H.-G. International commission on radiation units and measurements. J ICRU 2010; 10 (1): 1–106. DOI: 10.1093/jicru/ndq001</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>Sonke J.-J., Aznar M., Rasch C. Adaptive radiotherapy for anatomical changes. Semin Radiat Oncol 2019; 29 (3): 245–57. DOI: 10.1016/j.semradonc.2019.02.007</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>Lavrova E., Garrett M.D., Wang Y.-F., Chin C., Elliston C., Savacool M. et al. Adaptive radiation therapy: a review of CT-based techniques. Radiol Imaging Cancer 2023; 5 (4): e230011. DOI: 10.1148/rycan.230011</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>Bak B., Skrobala A., Adamska A., Kazmierska J., Jozefacka N., Piotrowski T. et al. Criteria for Verification and replanning based on the adaptive radiotherapy protocol “Best for adaptive radiotherapy” in Head and neck cancer. Life 2022; 12 (5): 722. DOI: 10.3390/life12050722</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>Barker J.L., Garden A.S., Ang K.K., O’Daniel J.C., Wang H., Court L.E. et al. Quantification of volumetric and geometric changes occurring during fractionated radiotherapy for head-and-neck cancer using an integrated CT/linear accelerator system. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2004; 59 (4): 960–70. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2003.12.024</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
