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LA RADIOTHÉRAPIE LA RADIOTHÉRAPIE EXTERNE : EXTERNE :
TECHNIQUESTECHNIQUES
C VerryMars 2012
QUELS SONT LES OBJECTIFS DE LA RADIOTHÉRAPIE ?
Stériliser la tumeurCondition d’une survie prolongéeMeilleure couverture tumoraleNouvelles balistiquesEscalade de dose
Supprimer les complicationsProtéger les tissus sains : œsophage,
poumon…Utiliser les facteurs prédictifs de toxicité
(DVH)2
COMMENT ATTEINDRE CES OBJECTIFS ?
Optimiser la précision et la reproductibilité de la radiothérapie
Optimiser la visualisation des structures anatomiques
Optimiser la définition des volumes cibles Optimiser la balistique et la dosimétrie Evaluer la qualité de la conformation Réduire la toxicité Augmenter la dose
3
RADIOTHÉRAPIE 1D
Irradiation des lésions superficielles comme les cancers de la peau
Calcul par rapport à la profondeur de la lésion Mise en place direct et sans préparation sous appareil du
traitement ou à l’aide d’un simulateur
4
RADIOTHÉRAPIE 2D
Planification de la radiothérapie par rapport à la profondeur de la lésion dans 2 plans sagittal et coronal (traitement à mi-diamètre ou à une profondeur donnée)
Installation géométrique à l’aide d’un Simulateur et l’imagerie orthogonale par rapport aux repères anatomiques (les os)
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RADIOTHÉRAPIE 2DLES AVANTAGES
Traitement des tumeurs en volume
Simple et facilement reproductible 6
RADIOTHÉRAPIE 2DLES INCONVÉNIENTS
Manque de précision du ciblage. Pas de connaissance possible de la dose délivrée aux OAR
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RADIOTHÉRAPIE 2DLES INCONVÉNIENTS
Le volume d’irradiation identique chez différents patients sans prendre en considération les caractéristiques anatomiques individuelles.
8
RADIOTHÉRAPIE 2DLES INCONVÉNIENTS
Des protections focalisées peu précises par défaut de visualisation des OAR
Nécessite une manipulation par les MER, une confection…
9
Basée sur les données d’imagerie par scanner
Le premier pas vers la radiothérapie de précision
Améliorée après l’invention du scanner spiralé qui a permis la reconstruction des organes en 3 dimensions.
Radiothérapie de Conformation 3D
10
LE SCANNER DOSIMÉTRIQUE
Consiste à faire un scanner de la zone d’intérêt hors diagnostic
Fabrication du matériel de contention (masque ORL, appui bras…), l’objectif est de retrouver tous les jours la même position.
Mise en place de marque sur le patient ou sur le masque.
11
LE SCANNER DOSIMÉTRIQUE
Acquisition des données anatomiques
Coupe tous les 2-3 mm +/- injection selon la clairance et selon les besoins
Transfert des données sur les consoles dosimétriques
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ACQUISITION D’IMAGES AVEC RECONSTRUCTION
TRIDIMENSIONNELLE
13
PLAN DE COUPE AXIALE TRANSVERSE
14
LE CONTOURAGE = LA DÉLINÉATION
Définir le volume cible
Contourer la tumeur (GTV)
Évaluer la maladie microscopique (CTV)
Evaluer la mobilité des organes (ITV)
Définir l’incertitude du repositionnement et
l’incertitude du faisceau en bordure de
champs (PTV)
Définir les OAR15
LES VOLUMES À PRENDRE EN CONSIDÉRATION
( RAPPORT ICRU 50 ET 62)
- GTV et CTV sont des volumes qui relèvent de la maladie (1, 2)
- ITV et PTV relèvent de contraintes techniques (3, 4)
16
GTV (GROSS TUMOR VOLUME )
17
CTV (CLINICAL TARGET VOLUME)
GTV + extension microscopique
Microscopic extension in adenocarcinoma and in squamous cell
carcinoma (lung cancer).
Giraud P et al. IJROBP 2000
18
CTV (CLINICAL TARGET VOLUME)
19
ITV=INTERNAL TARGET VOLUME
Marge liée au déplacement du volume cible intra ou inter-fractions
Evaluation des déplacements d’une tumeur thoracique (respiration)
Evaluation du déplacement d’une tumeur prostatique localisée (distension rectale)
20
MOUVEMENTS DES ORGANES INTRATHORACIQUES
GIRAUD, ET AL. IJROBP 2001
21
PTV= PLANNING TARGET VOLUME
Volume cible prévisionnel Il s’agit du volume le plus large, tenant
compte de toutes les incertitudes, et sur lequel s’effectue l’étude dosimétrique permettant de définir le plan de traitement.
Il tient compte de l’ITV (erreurs aléatoires) et des erreurs de repositionnement (systématique)
22
PTV= PLANNING TARGET VOLUME
PTV doit entre contenu dans l’isodose 95% et ne doit pas dépasser 107 % de la dose prescrite.
Il s ’agit en pratique d’un compromis entre la dose délivrée au PTV et la tolérances aux OAR
Différents PTV peuvent exister au cours d’une planification de traitement
23
PTV= PLANNING TARGET VOLUME
24
LA DOSIMÉTRIE
Consiste à choisir la balistique pour irradier au mieux la tumeur en protégeant les tissus sains
La dosimétrie 3D doit essayer d’avoir un index de conformité élevé
Utilisation de programmes informatiques sophistiqués
Mise en place de collimateur multi-lames
Transfert des données aux consoles de TTT.
25
DOSIMETRIE 4 FAISCEAUX ORTHOGONAUX
26
CONTOURS DES VOLUMES IRRADIÉS ET PRÉSENTATION DES 6 FAISCEAUX.
27
DOSIMETRIE FINALE
28
HISTOGRAMME DOSE-VOLUME
29
INDEX DE CONFORMITÉ
Un tel indice est défini comme le rapport du volume traité au volume–cible prévisionnel et peut être utilisé comme l’un des éléments du processus d’optimisation. La radiothérapie conformationnelle devrait conduire à une valeur de cet indice proche de 1 .
30
OPTIMISER LA BALISTIQUE ET LA DOSIMÉTRIE
Dans la balistique classique, les faisceaux antéro-postérieurs sont la principale cause d’irradiation des tissus sains : poumon, œsophage, moelle
31
COMMENT AMÉLIORER LA CONFORMATION ?
1/ AUGMENTER LE NOMBRE DES FAISCEAUX2/ TRAITER TOUS LES FAISCEAUX LE MÊME
JOUR
PTV
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Séquentielle (2 + 2)Séquentielle (2 + 2) Séquentielle (2 + 3)Séquentielle (2 + 3) Simultanée (5 fx)Simultanée (5 fx)
EVOLUTION DU FACTEUR DE CONFORMATION
EN FONCTION DE LA BALISTIQUE
FC = 0.14 FC = 0.15 FC = 0.55
6 3 Gy en 7 semaines et 35 fractions
33
LA TECHNIQUE À 5 FAISCEAUX
34
DIFFÉRENCE 2D ET 3D
Centrage sur repères osseux ou cliniques
Incertitude de centrage => protections limitées
Balistique simple (2 à 4 fx) Calcul 2 D Ignorant les hétérogénéités
de densité des tissus Caches fixes
Transfert manuel des données
Commandes séparées et manuelles table/appareil
Gammagraphies
PR
EPA
RA
TIO
N
Contention rigide Centrage sur imagerie
numérisée Centrage précis = protection
accrue des tissus sains
Balistique complexe (>4 fx) Calcul 3D Intégrant la densité réelle
des tissus irradiés Collimateur multi-lames
mobiles
Transfert informatique Automation des
mouvements table/appareil Imagerie portale
CA
LCU
LTR
AIT
EM
EN
T
2D 3D
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RÉALISATION DU TRAITEMENT
Séances quotidienne en générale (5/semaine)
Surveillance balistique (imagerie portale)
Surveillance clinique et para-clinique hebdomadaire durant le TTT
36
37
38
39
40
41
SURVEILLANCE POST-THÉRAPEUTIQUE
Contrôle de la tumeur (récidive locale, M+)
Traitement des effets secondaires et recherche de complications ou de séquelles
Recherche d’un autre cancer (cancer métachrone)
Surveillance des mesures d’hygiène de vie (alcool, tabac)
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EVOLUTIONS DE LA RADIOTHÉRAPIE EXTERNE
Limitation de la dose délivrée à la tumeur du fait des OAR (RCMI)
Mobilité de la cible (Blocage respiratoire, RPM=Real-time Position Management)
Manque de reproductibilité du positionnement quotidiennement (exatrac)
Mouvement de l’organe cible inter-fraction (IGRT)
Adapter le volume irradié au volume tumoral (ART) 43
RADIOTHÉRAPIE DE CONFORMATION AVEC MODULATION D’INTENSITÉ
(RCMI, IMRT) Définition/principe
variation spatiale volontaire de la dose(dite fluence)
à l'intérieur d'un faisceau,au cours d'une même séance.
44
OBJECTIF DE LA RCMI
Améliorer la conformité entre le VC et le volume irradié
VC concave ou convexe zones de faible dose incluses dans des zones à doses plus
élevées
Homogénéiser la dose au sein du VC Créer des gradients de dose plus élevés dans
des zones précises Protection des organes à risques
Incrément de dose délivrée45
SPÉCIFICITÉ DE LA RCMI
En radiothérapie classique c’est l’utilisateur qui DOIT S ’ADAPTER aux caractéristiques figées du faisceau.
En modulation d’intensité, les caractéristiques des faisceaux SONT ADAPTABLES aux contraintes volumiques ou dosimétriques des organes cibles et à risques.
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PLANIFICATION DIRECTE
?
En radiothérapie classique, on a les profils d'intensité connu et on regarde la distribution de dose qui en découle.
L‘orientation, le poids, les modificateurs de chaque faisceau sont ajustés jusqu’à l’obtention d’une distribution de dose satisfaisante.
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PLANIFICATION INDIRECTE
En intensité modulée, on connaît les contraintes physiques et on calcule les profils d'intensité.
?
?
?
48
RÉALISATION
CT Image
Definition des volumes
Definition des champs
Calcul Dose
Optimisation manuelle
Planification Directe
Validations des critères
(95/107%, HDV,…)
Definition des volumes *
Definition des champs *
Parametres Cliniques *
Optimisation *Automatique
Calcul Dose
Validations des critères
(95/107%, HDV,…)
CT Image
Planification Inverse
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PARAMÈTRES CLINIQUES
Il s’agit de contraintes que l’on fixe sur les HDV
Contraintes « dures »: OAR, la moelle le tronc cérébrale
Contraintes « molles »: pas plus de 25% de la paroi rectale ne doit recevoir une dose supérieure à 65 Gy
Applications de pénalités ~ pondérations
50
BALISTIQUE PROSTATE
Prostate : 2 temps de traitement
1er temps : 0 => 56 Gy 5 faisceaux coplanaires, non
opposés 0°, 60°, 145°, 215°, 300°
2nd temps : 56 => 20 Gy 5 faisceaux coplanaires, non
opposés 180°, 100°, 30°, 330°, 260°
51
MEILLEURE COUVERTURE DU VOLUME CIBLE
IMRT RTC
EXEMPLE
52
EN PRATIQUE
Fenêtre glissante Step & Shoot53
NOTION DE DOSE DE TOLÉRANCE NOTION DE DOSE DE TOLÉRANCE AUX OARSAUX OARS
OAROAR : tissu sain à proximité du volume cible à irradier
RadiosensibilitéRadiosensibilité dépend de :- l’organeorgane lui-même- des pathologies associéespathologies associées : diabète, atteinte vasculaire, atélectasie - télangiectasie,… - de l’âge, de sensibilité individuelle- des traitements associéstraitements associés : chimiothérapies, thérapies ciblées, chirurgie
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TOLÉRANCE PRÉCOCE ET TOLÉRANCE PRÉCOCE ET TARDIVETARDIVE
Précoce Précoce : tissus à renouvellement renouvellement rapiderapide (peau, muqueuses) ; effets secondaires réversibles dans les 3 mois
Tardive Tardive : principal facteur limitant de la radiothérapie et est consécutive à l’atteinte de tissus à renouvellement renouvellement lentlent (muscles, nerfs, moelle,…) lésions de fibrose, d’atteintes de la microvascularisation
Conséquences Conséquences : variables selon tissu, dose, volume irradié ; d’intensité modérée à très grave établissement d’un score de toxicitéscore de toxicité : grade 1 à 5 (CTCAE)
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NOMBREUX OARS EN NOMBREUX OARS EN RADIOTHÉRAPIE ORLRADIOTHÉRAPIE ORL
Moelle Moelle Tronc cérébralTronc cérébral
Œil, rétine, nerfs optiquesŒil, rétine, nerfs optiques ParotidesParotides
LarynxLarynx Os (mandibule – maxillaire), dentsOs (mandibule – maxillaire), dents
Muscles pharyngésMuscles pharyngés Chiasma optiqueChiasma optique
PeauPeau Nerfs périphériques (paires crâniennes, Nerfs périphériques (paires crâniennes,
plexus brachial)plexus brachial) Articulations temporo-mandibulairesArticulations temporo-mandibulaires
Oreille moyenneOreille moyenne 56
EXPRESSION DE LA DOSE DE EXPRESSION DE LA DOSE DE TOLÉRANCE :TOLÉRANCE :
NTCP NTCP (normal tisssue complication probability) : (normal tisssue complication probability) : probabilité de complications en simplifiant les doses probabilité de complications en simplifiant les doses reçues en dose uniforme reçue sur 1/3, 2/3, 3/3 de reçues en dose uniforme reçue sur 1/3, 2/3, 3/3 de l’organe et exprimées en Gy. l’organe et exprimées en Gy.
TD 5/5TD 5/5 : 5% de complications sévères à 5 ans (sur 1/3, 2/3, : 5% de complications sévères à 5 ans (sur 1/3, 2/3, ou la totalité de l’organe)ou la totalité de l’organe)
TD 50/5TD 50/5 : 50% de complications sévères à 5 ans (sur 1/3, : 50% de complications sévères à 5 ans (sur 1/3, 2/3, ou la totalité de l’organe)2/3, ou la totalité de l’organe)
données encore en discussion (en grande partie données encore en discussion (en grande partie théoriques)théoriques)
Ref : Emami 1991, Int J Radiat Oncol Biol Phys: 21; 109- 122Ref : Emami 1991, Int J Radiat Oncol Biol Phys: 21; 109- 122
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EXPRESSION DE LA DOSE DE EXPRESSION DE LA DOSE DE TOLÉRANCE :TOLÉRANCE :
OrganeOrgane TD 5/5 TD 5/5
1/31/3TD 5/5 TD 5/5
2/32/3TD 5/5TD 5/5
3/33/3TD5 0/5TD5 0/5
1/31/3TD 50/5TD 50/5
2/32/3TD 50/5TD 50/5
3/33/3Effets Effets tardifs tardifs
≥ ≥ grade 3grade 3
ParotideParotide -- 3232 3232 -- 4646 4646 xérostomiexérostomie
ATMATM 6565 6060 6060 7777 7272 7272 trismustrismus
Moelle (5 à 10cm)Moelle (5 à 10cm) 5050 5050 5050 7070 7070 7070 myélitemyélite
Tronc cérébralTronc cérébral 6060 5353 5050 -- -- 6565 NécroseNécrose
Nerfs OptiquesNerfs Optiques -- -- 5050 -- -- 6565 CécitéCécité
LarynxLarynx 7979 7070 7070 9090 8080 8080 NécroseNécrose
OreilleOreille 5555 5555 5555 6565 6565 6565 OtiteOtite
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EXPRESSION DE LA DOSE DE EXPRESSION DE LA DOSE DE TOLÉRANCE :TOLÉRANCE :
HDV : méthode la plus détaillée pour décrire les doses reçues par les OARs
Organes en série : une dose élevée sur un petit volume est toxique ; on utilise donc la Dose max (ex : moelle)Organes en parallèle : on détermine des % Y de volume de l’organe dans lesquels on ne doit pas dépasser une dose X : VX ≤ Y ex : dans le poumon ( V30 < 20 et V20 < 30 )Dose moyenne : utile pour certains organes Ex : parotide ≤ 30 Gy
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CONSENSUS SUR LES DOSES DE CONSENSUS SUR LES DOSES DE TOLÉRANCE EN ORLTOLÉRANCE EN ORL
Parotide controlatérale Dmoy<30Gy ; V26≤50%
Tronc cérébral Dmax 50Gy
ATM Dmax 65Gy
Moelle Dmax 45 Gy
Larynx Dmax 20Gy
Chiasma Dmax 54Gy
Oeil Dmoy <35Gy
Oreille Dmax 50-55Gy
Ref : Guide Procédures 2007
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« Primum non nocere » mais il faut aussi donner aux patients le
maximum de chances de guérison !
Encore beaucoup de travail pour concilier les objectifs et réduire le risque de séquelles invalidantes
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PERSPECTIVES
Plus les tumeurs seront diagnostiquées précocement, plus le contrôle de la maladie systémique fera des progrès et plus grande sera la place de la radiothérapie dans le traitement des cancers au service de la guérison locale la moins délabrante possible
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