Transcript Cours 2 MASTER POLYTECH 2012

LA RADIOTHÉRAPIE
EXTERNE : TECHNIQUES
C Verry
Mars 2012
QUELS SONT LES OBJECTIFS DE LA
RADIOTHÉRAPIE ?
 Stériliser
la tumeur
Condition d’une survie prolongée
 Meilleure couverture tumorale
 Nouvelles balistiques
 Escalade de dose

 Supprimer


les complications
Protéger 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
3
 Augmenter la dose
RADIOTHÉRAPIE 1D



Irradiation des lésions superficielles comme les cancers de la peau
Calcul par rapport à la profondeur de la lésion
4
Mise en place direct et sans préparation sous appareil du
traitement ou à l’aide d’un simulateur
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)
5
RADIOTHÉRAPIE 2D
LES AVANTAGES

Traitement des tumeurs en volume

Simple et facilement reproductible
6
RADIOTHÉRAPIE 2D
LES INCONVÉNIENTS


Manque de précision du ciblage.
Pas de connaissance possible de la dose délivrée aux OAR
7
RADIOTHÉRAPIE 2D
LES INCONVÉNIENTS

Le volume d’irradiation identique chez différents patients sans
prendre en considération les caractéristiques anatomiques
individuelles.
8
RADIOTHÉRAPIE 2D
LES INCONVÉNIENTS


Des protections focalisées peu précises par défaut de visualisation
des OAR
Nécessite une manipulation par les MER, une confection…
9
Radiothérapie de
Conformation 3D



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.
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
12
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 OAR
15
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).
18
Giraud P et al. IJROBP 2000
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
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COMMENT AMÉLIORER LA CONFORMATION ?
1/ AUGMENTER LE NOMBRE DES FAISCEAUX
2/ TRAITER TOUS LES FAISCEAUX LE MÊME JOUR
PTV
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EVOLUTION DU FACTEUR
DE
CONFORMATION
EN FONCTION DE LA BALISTIQUE
Séquentielle (2 + 2)
Séquentielle (2 + 3)
Simultanée (5 fx)
6 3 Gy en 7 semaines et 35 fractions
FC = 0.14
FC = 0.15
FC = 0.55
33
LA TECHNIQUE À 5 FAISCEAUX
34
DIFFÉRENCE 2D ET 3D
PREPARATION
2D
3D



Centrage sur repères osseux ou
cliniques
Incertitude de centrage
=> protections limitées



CALCUL



TRAITEMENT

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


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
35
Imagerie portale
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)
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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.
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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 délivrée
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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.
46
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.
47
PLANIFICATION INDIRECTE
?
?
?
En intensité modulée, on connaît les contraintes physiques
et
on calcule les profils d'intensité.
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RÉALISATION
Planification Directe
CT Image
Definition des volumes
Planification Inverse
CT Image
Definition des volumes *
Definition des champs *
Definition des champs
Parametres Cliniques *
Optimisation manuelle
Calcul Dose
Optimisation *
Automatique
Validations des critères
Calcul Dose
(95/107%, HDV,…)
Validations des critères
(95/107%, HDV,…)
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PARAMÈTRES CLINIQUES
Il s’agit de contraintes que l’on fixe sur les HDV

Contraintes « dures »:


Contraintes « molles »:


OAR, la moelle le tronc cérébrale
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
EXEMPLE
MEILLEURE COUVERTURE DU VOLUME CIBLE
IMRT
RTC
52
EN PRATIQUE
Fenêtre glissante
Step & Shoot
53
NOTION DE DOSE DE TOLÉRANCE
OARS
AUX
OAR : tissu sain à proximité du volume cible à
irradier

Radiosensibilité dépend de :
- l’organe lui-même
- des pathologies associées : diabète, atteinte
vasculaire, atélectasie - télangiectasie,…
- de l’âge, de sensibilité individuelle
- des traitements associés : chimiothérapies, thérapies
ciblées, chirurgie

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TOLÉRANCE PRÉCOCE ET TARDIVE
Précoce : tissus à renouvellement rapide
(peau, muqueuses) ; effets secondaires
réversibles dans les 3 mois

Tardive
: principal facteur limitant de la
radiothérapie et est consécutive à l’atteinte
de tissus à renouvellement lent (muscles,
nerfs, moelle,…)  lésions de fibrose,
d’atteintes de la microvascularisation
Conséquences : variables selon tissu, dose,
volume irradié ; d’intensité modérée à très
grave  établissement d’un score de toxicité :
grade 1 à 5 (CTCAE)

55
NOMBREUX OARS EN RADIOTHÉRAPIE
ORL
Moelle
 Tronc cérébral
 Œil, rétine, nerfs optiques
 Parotides
 Larynx
 Os (mandibule – maxillaire), dents
 Muscles pharyngés
 Chiasma optique
 Peau
 Nerfs périphériques (paires crâniennes, plexus
brachial)
 Articulations temporo-mandibulaires
 Oreille moyenne

56
EXPRESSION DE LA DOSE
TOLÉRANCE :

DE
NTCP (normal tisssue complication probability) :
probabilité de complications en simplifiant les doses reçues en
dose uniforme reçue sur 1/3, 2/3, 3/3 de l’organe et exprimées en
Gy.
TD 5/5 : 5% de complications sévères à 5 ans (sur 1/3, 2/3, ou la
totalité de l’organe)
TD 50/5 : 50% de complications sévères à 5 ans (sur 1/3, 2/3, ou
la totalité de l’organe)
données encore en discussion (en grande partie théoriques)
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Ref : Emami 1991, Int J Radiat Oncol Biol Phys: 21; 109- 122
EXPRESSION DE LA DOSE
TOLÉRANCE :
DE
Organe
TD 5/5
1/3
TD 5/5
2/3
TD 5/5
3/3
TD5 0/5
1/3
TD 50/5
2/3
TD 50/5
3/3
Effets tardifs
≥ grade 3
Parotide
-
32
32
-
46
46
xérostomie
ATM
65
60
60
77
72
72
trismus
Moelle (5 à 10cm)
50
50
50
70
70
70
myélite
Tronc cérébral
60
53
50
-
-
65
Nécrose
Nerfs Optiques
-
-
50
-
-
65
Cécité
Larynx
79
70
70
90
80
80
Nécrose
Oreille
55
55
55
65
65
65
Otite
58
EXPRESSION DE LA DOSE
TOLÉRANCE :
DE
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 TOLÉRANCE EN ORL
Parotide controlatérale
Tronc cérébral
Dmoy<30Gy ;
V26≤50%
Dmax 50Gy
ATM
Dmax 65Gy
Moelle
Dmax 45 Gy
Larynx
Dmax 20Gy
Chiasma
Oeil
Dmax 54Gy
Dmoy <35Gy
Oreille
Dmax 50-55Gy
Ref : Guide Procédures 2007
60
« 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
61
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
62