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LA R ADIOTHÉRAPIE EXTERNE : TECHNIQUES C Verry Mars 2012.

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1 LA R ADIOTHÉRAPIE EXTERNE : TECHNIQUES C Verry Mars 2012

2 Q UELS SONT LES OBJECTIFS DE LA R ADIOTHÉRAPIE ? Stériliser la tumeur Condition dune 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

3 C OMMENT 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

4 R ADIOTHÉRAPIE 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 laide dun simulateur 4

5 R ADIOTHÉRAPIE 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 laide dun Simulateur et limagerie orthogonale par rapport aux repères anatomiques (les os) 5

6 R ADIOTHÉRAPIE 2D L ES AVANTAGES Traitement des tumeurs en volume Simple et facilement reproductible 6

7 R ADIOTHÉRAPIE 2D L ES INCONVÉNIENTS Manque de précision du ciblage. Pas de connaissance possible de la dose délivrée aux OAR 7

8 R ADIOTHÉRAPIE 2D L ES INCONVÉNIENTS Le volume dirradiation identique chez différents patients sans prendre en considération les caractéristiques anatomiques individuelles. 8

9 R ADIOTHÉRAPIE 2D L ES INCONVÉNIENTS Des protections focalisées peu précises par défaut de visualisation des OAR Nécessite une manipulation par les MER, une confection… 9

10 Basée sur les données dimagerie par scanner Le premier pas vers la radiothérapie de précision Améliorée après linvention du scanner spiralé qui a permis la reconstruction des organes en 3 dimensions. Radiothérapie de Conformation 3D 10

11 L E SCANNER DOSIMÉTRIQUE Consiste à faire un scanner de la zone dintérêt hors diagnostic Fabrication du matériel de contention (masque ORL, appui bras…), lobjectif est de retrouver tous les jours la même position. Mise en place de marque sur le patient ou sur le masque. 11

12 L E 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

13 A CQUISITION D IMAGES AVEC RECONSTRUCTION TRIDIMENSIONNELLE 13

14 P LAN DE COUPE AXIALE TRANSVERSE 14

15 L E CONTOURAGE = LA DÉLINÉATION Définir le volume cible Contourer la tumeur (GTV) Évaluer la maladie microscopique (CTV) Evaluer la mobilité des organes (ITV) Définir lincertitude du repositionnement et lincertitude du faisceau en bordure de champs (PTV) Définir les OAR 15

16 L ES VOLUMES À PRENDRE EN CONSIDÉRATION ( R APPORT 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

17 GTV ( G ROSS T UMOR V OLUME ) 17

18 CTV (C LINICAL T ARGET V OLUME ) GTV + extension microscopique Microscopic extension in adenocarcinoma and in squamous cell carcinoma (lung cancer). Giraud P et al. IJROBP

19 CTV (C LINICAL T ARGET V OLUME ) 19

20 ITV=I NTERNAL T ARGET V OLUME Marge liée au déplacement du volume cible intra ou inter-fractions Evaluation des déplacements dune tumeur thoracique (respiration) Evaluation du déplacement dune tumeur prostatique localisée (distension rectale) 20

21 M OUVEMENTS DES ORGANES INTRATHORACIQUES G IRAUD, ET AL. IJROBP

22 PTV= P LANNING T ARGET V OLUME Volume cible prévisionnel Il sagit du volume le plus large, tenant compte de toutes les incertitudes, et sur lequel seffectue létude dosimétrique permettant de définir le plan de traitement. Il tient compte de lITV (erreurs aléatoires) et des erreurs de repositionnement (systématique) 22

23 PTV= P LANNING T ARGET V OLUME PTV doit entre contenu dans lisodose 95% et ne doit pas dépasser 107 % de la dose prescrite. Il s agit en pratique dun compromis entre la dose délivrée au PTV et la tolérances aux OAR Différents PTV peuvent exister au cours dune planification de traitement 23

24 PTV= P LANNING T ARGET V OLUME 24

25 L A DOSIMÉTRIE Consiste à choisir la balistique pour irradier au mieux la tumeur en protégeant les tissus sains La dosimétrie 3D doit essayer davoir 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

26 DOSIMETRIE 4 FAISCEAUX ORTHOGONAUX 26

27 C ONTOURS DES VOLUMES IRRADIÉS ET PRÉSENTATION DES 6 FAISCEAUX. 27

28 DOSIMETRIE FINALE 28

29 H ISTOGRAMME DOSE - VOLUME 29

30 I NDEX DE CONFORMITÉ Un tel indice est défini comme le rapport du volume traité au volume–cible prévisionnel et peut être utilisé comme lun des éléments du processus doptimisation. La radiothérapie conformationnelle devrait conduire à une valeur de cet indice proche de 1. 30

31 O PTIMISER LA BALISTIQUE ET LA DOSIMÉTRIE Dans la balistique classique, les faisceaux antéro-postérieurs sont la principale cause dirradiation des tissus sains : poumon, œsophage, moelle 31

32 COMMENT AMÉLIORER LA CONFORMATION ? 1/ AUGMENTER LE NOMBRE DES FAISCEAUX 2/ TRAITER TOUS LES FAISCEAUX LE MÊME JOUR PTV 32

33 Séquentielle (2 + 2) Séquentielle (2 + 3) Simultanée (5 fx) E VOLUTION DU FACTEUR DE CONFORMATION EN FONCTION DE LA BALISTIQUE FC = 0.14FC = 0.15FC = Gy en 7 semaines et 35 fractions 33

34 L A TECHNIQUE À 5 FAISCEAUX 34

35 D IFFÉRENCE 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 PREPARATION 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 CALCUL TRAITEMENT 2D3D 35

36 R ÉALISATION DU TRAITEMENT Séances quotidienne en générale (5/semaine) Surveillance balistique (imagerie portale) Surveillance clinique et para-clinique hebdomadaire durant le TTT 36

37 37

38 38

39 39

40 40

41 41

42 S URVEILLANCE POST - THÉRAPEUTIQUE Contrôle de la tumeur (récidive locale, M+) Traitement des effets secondaires et recherche de complications ou de séquelles Recherche dun autre cancer (cancer métachrone) Surveillance des mesures dhygiène de vie (alcool, tabac) 42

43 E VOLUTIONS DE LA R ADIOTHÉRAPIE 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 lorgane cible inter-fraction (IGRT) Adapter le volume irradié au volume tumoral (ART) 43

44 R ADIOTHÉRAPIE DE C ONFORMATION AVEC M ODULATION D I NTENSITÉ (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

45 O BJECTIF 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 45

46 S PÉCIFICITÉ DE LA RCMI En radiothérapie classique cest lutilisateur qui DOIT S ADAPTER aux caractéristiques figées du faisceau. En modulation dintensité, les caractéristiques des faisceaux SONT ADAPTABLES aux contraintes volumiques ou dosimétriques des organes cibles et à risques. 46

47 P LANIFICATION DIRECTE ? En radiothérapie classique, on a les profils d'intensité connu et on regarde la distribution de dose qui en découle. Lorientation, le poids, les modificateurs de chaque faisceau sont ajustés jusquà lobtention dune distribution de dose satisfaisante. 47

48 P LANIFICATION INDIRECTE En intensité modulée, on connaît les contraintes physiques et on calcule les profils d'intensité. ? ? ? 48

49 R ÉALISATION 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 49

50 P ARAMÈTRES C LINIQUES Il sagit de contraintes que lon 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

51 B ALISTIQUE P ROSTATE 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

52 MEILLEURE COUVERTURE DU VOLUME CIBLE IMRTRTC E XEMPLE 52

53 E N PRATIQUE Fenêtre glissanteStep & Shoot 53

54 N OTION DE DOSE DE TOLÉRANCE AUX OAR S OAR OAR : tissu sain à proximité du volume cible à irradier Radiosensibilité Radiosensibilité dépend de : organe - lorgane lui-même pathologies associées - des pathologies associées : diabète, atteinte vasculaire, atélectasie - télangiectasie,… - de lâge, de sensibilité individuelle traitements associés - des traitements associés : chimiothérapies, thérapies ciblées, chirurgie 54

55 T OLÉRANCE PRÉCOCE ET TARDIVE Précoce renouvellement rapide Précoce : tissus à renouvellement rapide (peau, muqueuses) ; effets secondaires réversibles dans les 3 mois Tardive renouvellement lent Tardive : principal facteur limitant de la radiothérapie et est consécutive à latteinte de tissus à renouvellement lent (muscles, nerfs, moelle,…) lésions de fibrose, datteintes de la microvascularisation Conséquences score de toxicité Conséquences : variables selon tissu, dose, volume irradié ; dintensité modérée à très grave établissement dun score de toxicité : grade 1 à 5 (CTCAE) 55

56 N OMBREUX OAR S EN RADIOTHÉRAPIE ORL Moelle Tronc cérébral Tronc cérébral Œil, rétine, nerfs optiques Œil, rétine, nerfs optiques Parotides Parotides Larynx Larynx Os (mandibule – maxillaire), dents Os (mandibule – maxillaire), dents Muscles pharyngés Muscles pharyngés Chiasma optique Chiasma optique Peau Peau Nerfs périphériques (paires crâniennes, plexus brachial) Nerfs périphériques (paires crâniennes, plexus brachial) Articulations temporo-mandibulaires Articulations temporo-mandibulaires Oreille moyenne Oreille moyenne 56

57 E XPRESSION DE LA DOSE DE TOLÉRANCE : 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 lorgane et exprimées en Gy. TD 5/5 : 5% de complications sévères à 5 ans (sur 1/3, 2/3, ou la totalité de lorgane) TD 50/5 : 50% de complications sévères à 5 ans (sur 1/3, 2/3, ou la totalité de lorgane) données encore en discussion (en grande partie théoriques) Ref : Emami 1991, Int J Radiat Oncol Biol Phys: 21;

58 E XPRESSION DE LA DOSE DE TOLÉRANCE : Organe TD 5/5 1/3 2/3 3/3 TD5 0/5 1/3 2/3 3/3 Effets tardifs grade 3 grade 3 Parotide xérostomie ATM trismus Moelle (5 à 10cm) myélite Tronc cérébral Nécrose Nerfs Optiques Cécité Larynx Nécrose Oreille Otite 58

59 E XPRESSION DE LA DOSE DE 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 lorgane 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 59

60 C ONSENSUS SUR LES DOSES DE TOLÉRANCE EN ORL Parotide controlatéraleDmoy<30Gy ; V2650% Tronc cérébralDmax 50Gy ATMDmax 65Gy MoelleDmax 45 Gy LarynxDmax 20Gy ChiasmaDmax 54Gy OeilDmoy <35Gy OreilleDmax 50-55Gy Ref : Guide Procédures

61 « 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

62 P ERSPECTIVES 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


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