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DOSE RESPONSE RELATIONSHIP OF OZONE GENERATION DURING PROTON IRRADIATION WITH EXPERIMENTAL INSIGHTS INTO OLFACTORY SENSATIONS

Voit, Luisa und Barcikowski, Stephan und Hellweg, Christine Elisabeth und Limper, Ulrich und Thomas, Heike und Schulte-Steinberg, Michelle und Wolter, Maximilian und Timmermann, Beate und Bäumer, Christian (2026) DOSE RESPONSE RELATIONSHIP OF OZONE GENERATION DURING PROTON IRRADIATION WITH EXPERIMENTAL INSIGHTS INTO OLFACTORY SENSATIONS. 64th ANNUAL PTCOG Conference, 2026-06-08 - 2026-06-13, Deauville, France.

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Kurzfassung

Background and Aims Unpleasant odors during radiotherapy are a common, burdensome, but poorly understood phenomenon, which may result in intolerance to treatment. Ozone formation by ionizing radiation is a suspected cause, because of its low odor threshold around 7 parts per billion (ppb). While ozone formation was studied with e.g., clinical linear accelerators and alpha-particle radiation, this study presents the first systematic investigation of proton-induced ozone production and its dose dependence in the clinical environment of a proton therapy center with the aim of improving patients’ overall treatment adherence. Methods Ozone measurements were performed with a commercial ozone monitor based on differential ultraviolet light (254 nm) absorption and using dual-cell detection. Air was sampled at 1.8 L/min through a coiled tube (1.25 m length, 10 cm coil diameter, 3.7 mm inner tube diameter) placed in a 10 x 10 cm² irradiation field of a spot scanning multi-room proton machine. Two irradiation series were performed: (i) fixed energy of 100 MeV (13.7 MeV residual energy) with varying machine output (1.43–28.55 Gy absorbed dose in the isocenter) and (ii) fixed machine output with energies of 100–140 MeV (residual energies 13.7-90.8 MeV; doses 2.05-5.71 Gy), using a 7.5 cm polymethylmethacrylate (PMMA) range shifter. The relation between time-integrated ozone readings and peak ozone readings, respectively, was compared with the applied absorbed dose. Monte Carlo simulations of the dose distributions were conducted with a clinical treatment planning system. Results Ozone measurements demonstrated that ozone concentrations increase linearly with dose under both, varying machine output and changing beam energy. At a fixed residual energy of 13.7 MeV, ozone concentrations ranged from 6 to 23 ppb as machine output increased. Both, integrated ozone concentration signals (R²=0.999) and maximal values (R²=0.862) were dose-dependent. When beam energy was varied (residual energies 13.7-90.8 MeV), decreasing energies enhanced ozone formation, with ozone concentration maxima ranging from 17.5 to 8 ppb (gradient=2.22 ppb/Gy). Again, integrated signals and peaks scaled linearly with dose. Conclusions Measured ozone concentrations were near the human detection threshold, thus ozone and ozone reaction products such as saturated and unsaturated aldehydes should be considered as possible causes of burdensome olfactory sensations during radiotherapy.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/225038/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:DOSE RESPONSE RELATIONSHIP OF OZONE GENERATION DURING PROTON IRRADIATION WITH EXPERIMENTAL INSIGHTS INTO OLFACTORY SENSATIONS
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Voit, LuisaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barcikowski, StephanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hellweg, Christine ElisabethChristine.Hellweg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2223-3580NICHT SPEZIFIZIERT
Limper, UlrichUlrich.Limper (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9927-4180NICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, HeikeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schulte-Steinberg, MichelleNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wolter, MaximilianNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Timmermann, BeateNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bäumer, ChristianNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2026
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:radiotherapy, proton irradiation, ozone and ozone reaction products, olfactory sensations during radiotherapy
Veranstaltungstitel:64th ANNUAL PTCOG Conference
Veranstaltungsort:Deauville, France
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:8 Juni 2026
Veranstaltungsende:13 Juni 2026
Veranstalter :PTCOG, Particle Therapy Cooperative Group
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt | SpaceRad-ISS | Space Radiation: ISS and Beyond
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:11 Jun 2026 14:43
Letzte Änderung:11 Jun 2026 14:43

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