Transcript principes de la radiotherapie des tumeurs des voies aero

PRINCIPES DE LA RADIOTHERAPIE
DES TUMEURS DES VOIES AERODIGESTIVES SUPERIEURES
Cours DES Oncologie (03 02 06)
S.Chapet
Centre Henry S. Kaplan
INTRODUCTION(1)
Epidémio des cancers de la tête et du cou:
environ 18 % de l ’ensemble des cancers en
France
Age moyen: 55-60 ans
Sexe ratio: 1 femme/10 hommes
Histo: carcinome epidermoïde > 90% cas,
ou histo rares: UCNT, mélanome
lymphome, cylindrome, ADK…
Bilan à distance: TDM cervico-thoracique,
écho hépatique, 2ème localisation ORL ou
œsophage, TEP
INTRODUCTION(2)
RTE adjuvante exclusive ou concomitante à
la chimio: rôle thérapeutique majeur
But de la RTE:
délivrer une dose tumoricide dans un
volume cible
ne pas dépasser dans les organes
critiques une dose pouvant générer
complications et séquelles

nécessité d ’une balistique optimale
supposant masque de contention, TDM,
dosimétrie informatisée.)
INTRODUCTION(3)
 Bases biologiques de la RTE de la tête et
du cou
 Aspects physiques de la RTE: dose à
délivrer, différents types de rayonnement,
volume à traiter, fractionnement, étalement
 Modèles de dosimétrie selon les
topographies:
 cavité buccale
 oropharynx
 sinus ethmoïdo maxillaire
 pharyngo-larynx
INTRODUCTION(4)
 Organisation technique du traitement
 Surveillance clinique en cours de RTE
 Effets secondaires et complications
 Conclusion
BASES BIOLOGIQUES RTE TÊTE et COU (1)
Rayonnements ionisants des tissus:
relarguage local d ’une quantité d ’énergie
capable d ’altérer les liaisons chimiques
intramoléculaires.
Échelon cellulaire: radiolyse de l ’eau
radicaux libres
molécules oxydantes ou réductrices

atteinte des protéines membranaires et des
macro molécules d ’ADN.
BASES BIOLOGIQUES RTE TÊTE et COU (2)
Niveau membranaire:
*peroxydation de la double couche
lipidique altération létale de la
membrane
*augmentation de la C protéine kinase
apoptose: mort cellulaire
programmée
sous contrôle de l ’anti oncogène p53:
blocage du cycle C G1-S  réparation
ou mort par apoptose
BASES BIOLOGIQUES RTE TÊTE et COU (3)
niveau des macromolécules d ’ADN:
principal mécanisme de mort cellulaire radio
induite

ruptures mono ou doubles brins à l ’origine
de lésions létales ou sub létales:
délétion, translocation, inversion des
chromosomes.
Le nombre d ’anomalies chromosomiques
étant proportionnel à la dose reçue.
BASES BIOLOGIQUES RTE TÊTE et COU (4)
Interactions à l ’échelon cellulaire
Cellules
radiosensibles
G2
S
M
G1
G0
blocage en G2
f(dose)
mort cellulaire en
mitose
ou mort reproductive
BASES BIOLOGIQUES RTE TÊTE et COU (5)
Le tissu cancéreux est composé de cellules
clonogènes, de cellules en cycle classique et
de cellules quiescentes.
La radio curabilité est facteur de:
la dose totale
du volume tumoral
du type histo (d° de différenciation)
Probabilité de stérilisation de la tumeur est
une fonction sigmoïde de la dose
BASES BIOLOGIQUES RTE TÊTE et COU (6)
Existence d ’un seuil critique ~ 55 Gy
courbe exponentielle avec ascension rapide
Gy = unité de dose
énergie de 1 joule par kg
de tissu irradié
1 Gy ~ 200 000
ionisations par cellule
90
10
Dose (Gy)
55
70
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (1)
DOSE(1)
Modèles biologiques: D37 (réduction des
cellules tumorales à 37% de la pop initiale):
1 Gy  D37  2.5 Gy dans les carcinomes.
 Fletcher a montré que des doses de 45-50
Gy en 5 semaines contrôlaient 90% des
amas cellulaires .
 RTE exclusive des carcinomes ORL:
70 Gy en 7 semaines et 35 fractions
compromis entre probabilité de stérilisation
de la tumeur et tolérance des tissus sains
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (2)
DOSE(2)
 RTE post opératoire des carcinomes ORL
intérêt: s ’adapte aux données histo
45-50 Gy dans le lit tumoral +/-10 à 25 Gy
selon marges.  meilleur contrôle local
 RTE pré opératoire des carcinomes ORL
intérêt: cellules mieux oxygénées mais
chirurgie retardée et + compliquée.
Essai 73-03 RTOG: 50 Gy préop versus 60
Gy post op.
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (3)
DOSE(3)
RTE des aires ganglionnaires:
*en l ’absence de curage:
aire envahie: 70 Gy
aire adjacente: 54 Gy
aire à distance: 44 Gy- 50 Gy
*après curage:
aire envahie sans rupture capsulaire: 54 Gy
aire envahie avec rupture capsulaire: 64 Gy
aire adjacente à une aire envahie: 54 Gy
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (5)
Types de rayonnements (1)
Photons du Co60 ou issus d ’accélérateurs: énergie
de 4 à 6 Mv
Electrons de 8 à 12 MeV
100
80
100
15 Mev
2 3 4 5 6 7
80
% de la dose
9 12
6
Mev
15 Mev
Prof traversée (cm)
12 Mev
9 Mev
6 Mev
Épaisseur cou (~ 10 cm)
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (6)
Types de rayonnements(2)
Curiethérapie
Technique des tubes plastiques ou des
gouttières vectrices
Chargement différé par Ir192
Implantation selon les règles du système de
Paris
Indication: petites tumeurs de l ’oropharynx
ou de la cavité buccale, nasopharynx
Dose délivrée: 65-70 Gy si exclusive, 20 à 35
Gy en boost après RTE
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (7)
Volume (1)
RTE conformationnelle:
Principe des réductions progressives des vol.
Détermination clinique et scannographique
reportées sur TDM de repérage
GTV: gross tumor volume = volume
tumoral macroscopique
CTV: clinical target volume = volume
cible anatomique, inclut les extensions µ
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (8)
Volume (2)
CTV
SM
IM
PTV
PTV:planning target volume =
Volume cible prévisionnel ~
CTV + marges:
IM: marge interne ~ mvts φ
des organes
SM: set up margin ~
inexactitudes de mise en place,
Incertitudes dosimétriques
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU(9)
Volume (3)
CTV = GTV + 1,5 cm; PTV = CTV + 0,5 cm
Prescription des doses de références aux GTV et
CTV-T et CTV-N.
Connaissance des doses max et dose min reçues
dans le PTV.
Evaluation des doses reçues dans les organes à
risques.
OAR: moëlle, parotides, mandibule…
HDV: histogramme dose volume
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (10)
Volume (4)
Volume ganglionnaire (1):
Classification de Robbins (Academy’s comittee for Head
and Neck Surgery and Oncology)
Aire I= sous mento
sous maxillaire
Aire II= jugulocarotidien (JC) sup
Aire III= JC moyen
Aire IV= JC inf et
Sus claviculaire
Aire V: cervical post
Aire VI: prélaryngée
+
Aire rétropharyngée
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (11)
Volume (5)
Volume ganglionnaire (2):
Risque d ’envahissement ganglionnaire  est
fonction  du T
de la topographie:
Risque élevé: palais mou, base de langue, p.
pharyngée post, nasopharynx
Risque faible: cordes vocales, oreille moy.
Extension contro-latérale: cavité buccale et
oropharynx (10 à 20% selon séries)
skip méta: cavité buccale vers aires IV et V
Grégoire Cancer Radiothérapie 2001. 5; 614-28
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (12)
Volume (6)
Proba. d’atteinte ggl si Tx No de cavité buccale
Site T
curage (n)
langue m.
plancher b.
gencive
CIM
joue face int.
58
57
52
16
9
% d ’envahissement ggl
I
II
III
IV
V
14
16
27
19
44
19
12
21
12
11
16
7
6
6
0
3
2
4
6
0
0
0
2
0
0
192 dissections au MSKCC: 1965 < < 1986
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (13)
Volume (7)
Proba. d’atteinte ggl si Tx No de l ’oropharynx
Site T
curage (n)
base de l.
+ vallécule
amygdale
% d ’envahissement ggl
I
II
III
IV
V
21
0
19
14
9
5
27
4
30
22
7
0
48 dissections au MSKCC: 1965 <<1986
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (14)
Volume (8)
Proba. d’atteinte ggl si Tx No de l ’hypo. ou larynx
Site T
curage (n)
sinus piri.
paroi pharyn.
larynx sus gl.
larynx
13
11
65
14
% d ’envahissement ggl
I
II
III
IV
V
0
0
6
0
15
9
18
21
8
18
18
29
0
0
9
7
0
0
2
7
103 dissections au MSKCC: 1965<<1986
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (15)
Volume (9)
Recommandations RTE des aires ganglionnaires
selon la topographie et le TNM
Localisation
Aires ggl à traiter
N0-N1
N2b
cavité b.
I, II, III (+/-IV) I,II, III, IV, V
oropharynx
II, III, IV
+/-rétro
hypopharynx
II, III, IV(+/-VI) I à V+rétro 
larynx
II,III, IV (+/-VI) II à V (+/-VI)
I,II, III, IV, V
+ rétro.
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (16)
Volume (10)
rhinopharynx: RTE des aires: II à V + rétro
RTE conformationnelle: RTE ganglionnaire
homolatérale pour les T1, T2 sauf pour les
tumeurs médianes, ex:base de langue,voile et
luette, paroi  post, épiglotte
RTE ggl bilatérale pour les T3 T4, quelque
soit la topographie
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (17)
dosimétrie cavité buccale
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (18)
dosimétrie cavité buccale
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (19)
dosimétrie cavité buccale
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (20)
Oropharynx
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (21)
Ethmoïde
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (22)
Ethmoïde
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (23)
Larynx (corde vocale T1)
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (24)
Larynx (corde vocale T1)
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU(25)
Radiothérapie conformationnelle d’intensité
modulée (RCMI)
Progrès technologiques: collimateurs multilames,
imagerie portale… a permis d’optimiser la
distribution de dose et d’obtenir par RCMI des
isodoses incurvées ajustées au volume cible
Planification inverse:
Quels sont les paramètres du traitement que l’on
doit utiliser pour respecter des contraintes
physiques et biologiques de dose dans un volume
donné
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (26)
RCMI
Système de planification inverse:
- modèle d’optimisation: plan de traitement avec
contraintes de dose dans le GTV, PTV, OAR et priorités
- algorithmes d’optimisation: calcul des intensités
des faisceaux élémentaires ou modulation de la fluence
méthode: déplacement des lames, exposant chaque partie
du champ durant une fraction variable du temps de la
séance.
Résolution dans le sens ┴: f° (largeur des lames).
déplacement: continu ou discontinu ( step and shoot)
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (27)
RCMI
Segmentation du champ, modulation de la
fluence
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (28)
ASPECTS PHYSIQUES RTE
TÊTE ET COU (29)
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (30)
Fractionnement (1)
nombre de séances pour délivrer la dose
totale
normofractionnement: 70 Gy, 5 fr de 2 Gy
par semaine
1,8 < < 2,25 Gy / fraction.
le fractionnement  un effet différentiel:
tissu sain (4 à 6 H pour réparer les lésions
sub létales de l ’ADN) / tissu tumoral
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (31)
Fractionnement (2)
Probabilité (%)
modèle linéaire
Quadratique:
S= e-(d + dD)
: mortalité par lésion non
Contrôle local
toxicité
Indexe 
Dose
réparables
:mortalité par lésion réparables
 /  = témoin de la Se des
tissus aux changement de
fractionnement
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (32)
fractionnement (3)
traitement hypofractionné: traitement
palliatif
traitement hyperfractionné: 2 à 3 séances / J
but: éviter la repopulation cellulaire entre 2
séances.
Tissus sains à renouvellement rapide et
tissu cancéreux   / : 10 < < 15: faible Se
au  dose / fraction, mais f°(Dose, étalement)
Tissus sains à renouvellement lent 
 / :1< <5: très Se aux fortes dose / fraction
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (33)
Etalement
Durée totale du traitement, étalement
classique: 7 semaines, influence la toxicité
aigüe.
Allongement de l ’étalement de 10 jours  une
baisse du contrôle local de 10 à 14 %.
RTE séquentielle ou split course: intervalle
maximum de 15 J entre les séries si but curatif
(Wang) sinon réservée au traitements
palliatifs.
Accélération: d° de réduction de l ’étalement
Rationnel: tumeur ORL: Tpot médian ~ 3J
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (34)
Essais de modification du fractionnement (1)
> 20 essais randomisés
Essais hyperfractionnés purs
EORTC (92):356 pts T2-T370 Gy /7 sem
80,5 Gy /7 sem
2 x 1,15 Gy / J
amélioration du contrôle locale 56% versus
38% (p= 0,02).
Analyse multivariée:
T et fractionnement seuls fact indépendants
pour le contrôle loco-régional
N et index de Karnofski facteurs
pronostiques pour la survie
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (35)
Essais de modification du fractionnement (2)
essais hyperfractionnés accélérés
 Etude du RTOG (90-03):
70 Gy/35 f/46 J
80,5 Gy / 2 x 1,2 Gy / J/ 68 f / 7 sem
67.2 Gy /2 x 1.6 Gy / J/ avec split course
(2 sem)/ 42 f/ 6 sem
72 Gy ) / 42 f/ 6 sem avec concomitant boost 1.8 Gy
+1.5 Gy 12 J
Amélioration du contrôle local bras 2 et 4 (54,4 et
54,5% versus 46 et 47,5 % à 2 ans), même survie
globale, toxicité de grade III augmentée
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (36)
Essais de modification du fractionnement (3)
et essais hyperfractionnés accélérés
Continous Hyperfractionnated Accelerated Radiation
Therapy
n=198 pts: R  66 Gy en 6,5 sem (f= 2 Gy)
 54 Gy: 3 x 1,5 Gy / J /12 J
T3, T4: contrôle local augmenté de 14 %
EORTC 22851: n= 525 pts T2-T4
 70 Gy / 7 sem
 72 Gy / 5 sem= 3 x 1,6 Gy
contrôle loco-régional augmenté de 15 %
(p=0,002)
toxicité aigüe et tardive très augmentées
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (37)
Essais de modification du fractionnement (4)
RTE hyperfractionnée pure:  contrôle local
par  dose à morbidité constante, indiqué
pour T à cinétique lente ( Tpot > 4J)
RTE hyperfractionnée accélérée: indiquée si
T à cinétique rapide ( Tpot < 4J)
nécéssité d ’un intervalle > 4 H entre les
séances.
Risque de toxicité tardive  , dose médullaire
réduite
ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (38)
Hypoxie
Cellule hypoxique: 3 fois plus radiorésistante
qu ’une cellule bien oxygénée. L ’O2 dommages
non réparables des radiations sur l ’ADN.
La pO2 des tumeurs est < pO2 tissus sains;
Dische: 23 / 25 études cliniques: l ’anémie 
réponse à la RTE
Overgaard dans une méta analyse sur 73 essais:
 O2   contrôle local des cancers ORL =
discrète  de la survie.
Utilité clinique: carbogène, nicotinamide, l ’EPO
ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (1)
Masque de contention
ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (2)
TDM de repérage
ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (3)
Contourage des volumes
ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (4)
Simulation
ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (5)
Repérage des faisceaux
ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (6)
Séance de traitement
ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (7)
Contrôle de qualité:
films ou imagerie portale
SURVEILANCE CLINIQUE DURANT LA RTE (1)
Effets secondaires
Apparition en cours de 3ème semaine de RTE de
mucite, épithélite et de xérostomie et troubles du goût
 hygiène bucco-dentaire: bains de bouche, arrêt du
tabac
 traitement antalgique des mucites
 surveillance du poids: support nutritonnel, pose
de sonde naso gasrique, gastrostomie
 traitement local des épithélites
 Eviter toute interruption du traitement
SURVEILANCE CLINIQUE DURANT LA RTE (2)
Effets secondaires
épithélite sèche desquamative
SURVEILANCE CLINIQUE DURANT LA RTE (3)
Effets secondaires
épithélite exsudative avec croûtes
EFFETS SECONDAIRES TARDIFS
Complications (1)
influence de la dose du volume, du
fractionnement et de la dosimétrie, gradées selon
critères EORTC et du RTOG
 Atrophie des glandes salivaires: parotides et
(sous maxillaires)
réduction du flux à partir de 10-14 Gy,
indétectable après 40 Gy
restauration possible si dose moy < 40 Gy
 traitement préventif: champs
asymétriques, RCMI ( dose moy < 30 Gy dans la
parotide controlatérale), amifostine
EFFETS SECONDAIRES TARDIFS
Complications (2)
 myélite radique: signe de Lhermitte,
troubles sensitifs et moteurs...
Dmax = 50 Gy en normofrac
45 Gy en RT/CT et hyperfractionnée
35 - 40 Gy en RTE acélérée
 sclérose des ptérygoïdiens et des masséters
Dmax à l’ATM< 65 Gy
 ostéoradionécrose de la mandibule
Dmax mandibule < 65 Gy, f( dents
résiduelles)
EFFETS SECONDAIRES TARDIFS ET
Complications (3)
tractus orbitaire
Cristallin :
D max < 15 Gy 1Gy/F
Pas de complication si
Dmax < 5 Gy
• Retine : V50% < 45 Gy
• Nerfs optiques :
Dmax < 60 Gy 1.8-2
Gy/F
• Chiasma:
Dmax < 60 Gy 1.9-2Gy/F
CONCLUSION (1)
 RTE: rôle thérapeutique majeur dans les
cancers tête et cou (extension locorégionale);
elle délivre des doses élevées.
 Détermination du volume cible et des
organes critiques (ATM, gldes salivaires...)
de + en + précise/ scanner dosimétrique.
But: approche de + en +conformationnelle.
avec RCMI éventuellement
CONCLUSION (2)
 Cinétique de prolifération des tumeurs
tête et cou correspond aux modèles radio
biologiques
Meilleur connaissance des Tpot devrait
permettre d'adapter le fractionnement et
l ’étalement appropriés à chaque tumeur.
 Surveillance clinique essentielle durant le
traitement pour la tolérance, l ’état
nutritionnel et le support psychologique