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Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Tomothérapie M.A. Mahé, A. Lisbona, E. Kantor, P. Giraud Nantes, Bordeaux, Paris GRO, Dinan le 23/01/2010.

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1 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Tomothérapie M.A. Mahé, A. Lisbona, E. Kantor, P. Giraud Nantes, Bordeaux, Paris GRO, Dinan le 23/01/2010

2 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Principes Expérience française préliminaire Tomothérapie versus Arcthérapie dynamique Plan

3 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– 1 Montpellier Marseille Nice St Etienne Lyon Grenoble Bordeaux Toulouse Limoges – Ferrand Poitiers Rennes Brest Ile de France Caen Rouen Lille Reims Nancy Dijon Besançon Strasbourg 2005: Request for proposals: innovative techniques in radiotherapy 2007: Paris Nantes Bordeaux 2008: Strasbourg 2009: Toulouse Lille (x2) Implementation of Tomotherapy in France Nantes

4 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– TomoTherapy HI ART

5 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Radiothérapie guidée par limage (IGRT) Le principe physique est celui du scanner hélicoïdal en imagerie. Le tube à rayons X de haute énergie tourne autour du patient pendant que le lit de traitement se déplace dans le tunnel. Ce équipement permet également de contrôler le positionnement du patient, à chaque séance, par une imagerie du type de celle fournie par le scanner en radiologie. 85 cm

6 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Le faisceau est mis en forme à l'aide d'une fente permettant sa collimation et la définition d'un champ dirradiation de 40 cm de longueur par 1, 2,5 ou 5 cm de largeur couvrant ainsi une «tranche»

7 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Radiothérapie conformationnelle avec modulation dintensité (RCMI) Chaque secteur de la «tranche» du faisceau est modulé à volonté au cours de la rotation par un système de collimation additionnelle composé de 64 lames de 0,61 cm opposées et fonctionnant chacune sur un mode binaire ouvert ou fermé (arrêtant ou laissant passer les rayonnements).

8 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– T-MKT-AP0068 Principaux Pitches 0,2 à 0,5Traitement 1 à 2Imagerie Pitch = Déplacement parcourue par la table et par rotation de 360° Epaisseur de coupe Traitement Helicoidal jusquà 160 cm de longueur

9 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Expérience française 01/2007 – 06/ points analysables Suivi moyen 7-9 mois (1-29 mois)

10 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Protocole dévaluation INTRODUCTION4 SYNOPSIS TOMOTHÉRAPIE PAR ÉTUDE ET LOCALISATION 1.SARCOMES 1.1. SARCOMES DES MEMBRES ET PAROI DE LADULTE SARCOMES RÉTRO–PÉRITONÉAUX DE LADULTE TUMEURS AXIALES, PARA–AXIALES ET PELVIENNES DE LOS ET DES PARTIES MOLLES DE LADULTE13 2.MÉNINGIOMES INTRACRÂNIENS DE GRADE 1 et AUTRES TUMEURS CÉRÉBRALES NON GLIALES17 3.PROSTATE22 4.CANCERS ORL25 5.ICT30 6.SEIN31 7. TUMEURS THORACIQUES 7.1. CARCINOMES BRONCHIQUES NON À PETITES CELLULES MÉSOTHÉLIOMES41 8.MÉTASTASES OSSEUSES47 9. IRRADIATION CRÂNIO–SPINALE DE LADULTE CANAL ANAL53 ANNEXES57

11 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Total doseNumber of fractions Dose per fraction Anal canal59.4 Gy331.8 Gy Bone metastasis8 Gy1 Breast Gy Gy Cranio-spinal irradiation36 Gy (Optional posterior fossa boost of 18 Gy) 18 (+9)2 Gy Head and Neck Gy Gy Lung tumors (Non small cell) 68 Gy342 Gy Meningioma and other CNS tumors (except for glial tumors) 54 Gy301.8 Gy Mesothelioma50-54 Gy Gy Prostate70-80 Gy Gy Sarcoma, axial45-65 Gy Gy Sarcoma, limb and chest wall 59.4 Gy331.8 Gy Sarcoma, retroperitoneal54 Gy301.8 Gy

12 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Dose constraints Nervous system: Brain 1/3 < 54 Gy Brainstem6 ml < 54 Gy Pituitary50 Gy Spinal cord45 Gy Middle and Internal ear54 Gy Retina45 Gy Lens8 Gy Peripheral nerve plexus54 Gy. Head and Neck: Parotid26 Gy Temporomandibular joint60 Gy Mandible70 Gy Thorax: LungV20 Gy < 25% EsophagusV50 Gy < 35% HeartV40 Gy < 30% Abdomen: LiverV30 Gy < 40% KidneyOne kidney < 12 Gy Small bowel and ColonMax dose: 54 Gy; V45 Gy < 1/3; V20 Gy < 1/2 Pelvis: RectumMax dose: 76 Gy; 1/4 > 72 Gy Bladder Max dose: 80 Gy; 1/2 > 70 Gy Femoral heads 5% > 55 Gy Gonads 2 Gy

13 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Number of patients Sexe Male346 Female260 Age < >7196 Regional site of disease CNS39 Head and Neck196 Thorax and Chest wall79 Abdomen45 Pelvis123 Bone and Soft tissue109 Multiple sites15 Treatment intent Curative531 Palliative75 Surgery Pre-operative RT33 Post-operative RT228 No surgery345 Chemotherapy Adjuvant CT alone128 Concomitant CT alone102 Neoadjuvant and Concomitant CT73 No CT303 Re-irradiation Yes78 No528

14 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Acute toxicityChronic toxicity grade 3grade 4grade 5grade 3 CNS0100 Head and Neck38112 Thorax and Chest wall2002 Abdomen4001 Pelvis14003 Bone and Soft tissue3000 Multiple sites5000 Total66218

15 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Tomoth é rapie - ORL Donn é es de la litt é rature Van Vulpen et al. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2005; 62: oropharynx Comparaison dosim é trique : RCMI step and shout – Tomo 69 Gy Dose moyenne parotides : Tomo 24 Gy RCMI 30 Gy

16 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Tomoth é rapie - ORL Donn é es de la litt é rature Fiorino et al. Radiother Oncol 2006; 78: oropharynx, 1 hypopharynx, 1 larynx Comparaison dosim é trique : RCMI dynamique – Tomo PTV1 54 Gy TomoRCMI PTV1 V95% Parotides dose moy Moelle (dose max) 96,2 % 20,8 Gy 24,5 Gy 89,6 % 26,3 Gy 31,6 Gy

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19 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Toxicit é cutan é e

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21 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Médulloblastoma

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23 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Craniospinal irradiation DOSIMETRIC DATA OrgansMean dose CS- TOMO Mean dose CS- RT Mean dose ratio PTV brain PTV spine Parotid Thyroid Esophagus Heart Bowel

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25 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Mesothelioma Post operative hemithoracic irradiation PTV = hemithorax + scar: 50 Gy +/- residual tumor: 4 Gy OAR: heart kidneys liver lung+++ V20 < 7% (Rice IJROBP 2007; 69: )

26 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Mesothelioma pN0

27 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Mesothelioma pN2

28 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Anal cancer

29 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Endometrial cancer

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35 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Whole ventricular irradiation Pediatric germ cell tumors Supiot et al, ASTRO 2008 Objective: Dosimetric comparison 2 fields conformal RT 5 fields conformal RT 5 fields IMRT 24 Gy/12 f (excluding tumor boost) Helical IMRT Methods 6 patients volume PTV = CTV ventricles + 5mm + CTV tumor + 2mm

36 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– conformal 2 fields conformal 5 fields IMRT 5 fields Helical IMRT p (two- ways anova) chiasmMean dose 23.0 Gy Temporal lobes Mean dose 21.5 Gy19.6 Gy17.9 Gy16.5 Gy< pituitaryMean Dose 21.9 Gy22.6 Gy21.1 Gy14.3 Gy Brain stem Mean Dose 19.6 Gy20.2 Gy21.9 Gy17.6 Gy0.15 Whole ventricular irradiation

37 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Conformal RT : 2 fields

38 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Helical IMRT

39 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Low doses and IMRT: V2Gy Conformal 2 fields Conformal 5 fields IMRT 5 fields Helical IMRT p Face 2Gy31%90%91%100%< Whole ventricular irradiation: 5 children

40 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– TBI Questions Organes à protéger ? Débit de dose : Tomo = 6-8 Gy / min Classique = cGy /mn

41 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Irradiation médullaire totale (IMT) Wong et al, biology of blood and marrow transplantation, 12: , 2006 Étude dosimétrique OrganesIMT 10 GyIMT 20 GyICT conventionnelle Tomo 12 Gy Poumons4,36,88,8 Foie68,712,4 Reins5,68,712,2 Cœur6,26,412,1 Thyroïde3,74,912,1 Cristallins1,51,911,3 Parotides3,94,811,8

42 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– IMT Wong JY et al, IJROBP; 73: , 2009 MM stades I – III répondeurs ou stables après chimio Melphalan - CSP IMT – CSP : Phase I 13 patients : 10, 12, 14, 16 Gy (2 Gy x 2/j) Toxicité grade 1 – 2 : vomissement, mucite, fatigue, diarrhée Toxicité grade 3 – 4 : 0

43 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Fig. 1. Sample treatment plans for the same patient with either (a) helical tomotherapy or (b) topotherapy (static fields). The following isodose lines are displayed: 20 Gy, 30 Gy, 40 Gy, 50.4 Gy (prescription dose) and 52.9 Gy (105% of prescription dose). The dose prescription was to the V95%.

44 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Fig. 2. Dose–volume histograms for the same patient treated with either (a) helical tomotherapy or (b) topotherapy (static fields).

45 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– 15 – 23 pts/J 8 – 10h/J Temps dirradiation Loc.Moyenne (mn)Extrêmes (mn) ORL SNC Thorax Abdomen Pelvis Os-tissus mous

46 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Temps dirradiation BaumanMédiane : 6mn (2-68) N : 60 SterzingMoyenne : 10.7mn (6.8 – 46.4mn) N: 150

47 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Thomothérapie versus Arcthérapie dynamique Evaluation médico-économique Tomo vs Rapid Arc vs VMAT Objectif principal Différentiel de coûts Objectifs secondaires Impact de lapprentissage Toxicité Contrôle local, SSR, SG Distribution de dose Etude ORL: début 2010 Etude pelvis : (prostate, col utérin, canal anal avec RT gg) : mi 2010

48 Centre de Lutte Contre le Cancer –Nantes Atlantique– Conclusion Tomo : grands volumes, volumes complexes, ré-irradation, 2ème K en territoire irradié Toxicité aigue et semi-tardive acceptable Tomo vs Arcthérapie dynamique : attendre résultats EME


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