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PRINCIPES DE LA RADIOTHERAPIE DES TUMEURS DES VOIES AERO- DIGESTIVES SUPERIEURES Cours DES Oncologie ( 03 02 06) S.Chapet Centre Henry S. Kaplan.

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1 PRINCIPES DE LA RADIOTHERAPIE DES TUMEURS DES VOIES AERO- DIGESTIVES SUPERIEURES Cours DES Oncologie ( ) S.Chapet Centre Henry S. Kaplan

2 INTRODUCTION(1) Epidémio des cancers de la tête et du cou: environ 18 % de l ensemble des cancers en France Age moyen: 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

3 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.)

4 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

5 INTRODUCTION(4) Organisation technique du traitement Surveillance clinique en cours de RTE Effets secondaires et complications Conclusion

6 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.

7 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

8 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.

9 BASES BIOLOGIQUES RTE TÊTE et COU (4) Interactions à l échelon cellulaire G0 G1 S G2 M Cellules radiosensibles blocage en G2 f(dose) mort cellulaire en mitose ou mort reproductive

10 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

11 BASES BIOLOGIQUES RTE TÊTE et COU (6) Existence d un seuil critique ~ 55 Gy courbe exponentielle avec ascension rapide Dose (Gy) % de contrôle tumoral (%) Gy = unité de dose énergie de 1 joule par kg de tissu irradié 1 Gy ~ ionisations par cellule

12 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (1) DOSE(1) Modèles biologiques: D 37 (réduction des cellules tumorales à 37% de la pop initiale): 1 Gy D Gy dans les carcinomes. Fletcher a montré que des doses de 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

13 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (2) DOSE(2) RTE post opératoire des carcinomes ORL intérêt: s adapte aux données histo 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 RTOG: 50 Gy préop versus 60 Gy post op.

14 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

15 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (5) Types de rayonnements (1) Photons du Co 60 ou issus d accélérateurs: énergie de 4 à 6 Mv Electrons de 8 à 12 MeV Prof traversée (cm) % de la dose Mev Mev Épaisseur cou (~ 10 cm) % de la dose Mev 9 Mev 12 Mev 15 Mev

16 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (6) Types de rayonnements(2) Curiethérapie Technique des tubes plastiques ou des gouttières vectrices Chargement différé par Ir 192 Implantation selon les règles du système de Paris Indication: petites tumeurs de l oropharynx ou de la cavité buccale, nasopharynx Dose délivrée: Gy si exclusive, 20 à 35 Gy en boost après RTE

17 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

18 PTV CTV IM SM ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (8) Volume (2) 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

19 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

20 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (10) Volume (4) Volume ganglionnaire (1): Classification de Robbins ( Academys comittee for Head and Neck Surgery and Oncology) Aire I= sous mento sous maxillaire Aire II= jugulo- carotidien (JC) sup Aire III= JC moyen Aire IV= JC inf et Sus claviculaire Aire V: cervical post Aire VI: prélaryngée + Aire rétropharyngée

21 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 ;

22 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (12) Volume (6) Proba. datteinte ggl si Tx No de cavité buccale Site Tcurage (n)% d envahissement ggl IIIIIIIVV langue m plancher b gencive CIM joue face int dissections au MSKCC: 1965 < < 1986

23 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (13) Volume (7) Proba. datteinte ggl si Tx No de l oropharynx Site Tcurage (n)% d envahissement ggl IIIIIIIVV base de l vallécule amygdale dissections au MSKCC: 1965 <<1986

24 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (14) Volume (8) Proba. datteinte ggl si Tx No de l hypo. ou larynx Site Tcurage (n)% d envahissement ggl IIIIIIIVV sinus piri paroi pharyn larynx sus gl larynx dissections au MSKCC: 1965<<1986

25 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (15) Volume (9) Recommandations RTE des aires ganglionnaires selon la topographie et le TNM LocalisationAires ggl à traiter N0-N1 N2b cavité b.I, II, III (+/-IV) I,II, III, IV, V oropharynxII, III, IV I,II, III, IV, V +/-rétro + rétro. hypopharynxII, III, IV( +/-VI) I à V+rétro larynxII,III, IV ( +/-VI) II à V ( +/-VI)

26 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

27 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (17) dosimétrie cavité buccale

28 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (18) dosimétrie cavité buccale

29 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (19) dosimétrie cavité buccale

30 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (20) Oropharynx

31 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (21) Ethmoïde

32 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (22) Ethmoïde

33 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (23) Larynx (corde vocale T1)

34 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (24) Larynx (corde vocale T1)

35 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU(25) Radiothérapie conformationnelle dintensité modulée (RCMI) Progrès technologiques: collimateurs multilames, imagerie portale… a permis doptimiser la distribution de dose et dobtenir par RCMI des isodoses incurvées ajustées au volume cible Planification inverse: Quels sont les paramètres du traitement que lon doit utiliser pour respecter des contraintes physiques et biologiques de dose dans un volume donné

36 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (26) RCMI Système de planification inverse: - modèle doptimisation: plan de traitement avec contraintes de dose dans le GTV, PTV, OAR et priorités - algorithmes doptimisation: 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)

37 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (27) RCMI Segmentation du champ, modulation de la fluence

38 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (28)

39 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (29)

40 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

41 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (31) Fractionnement (2) Dose Probabilité (%) Contrôle local toxicité modèle linéaire Quadratique: S= e -( d + dD ) : mortalité par lésion non réparables : mortalité par lésion réparables / = témoin de la Se des tissus aux changement de fractionnement Indexe

42 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

43 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

44 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

45 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

46 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (36) Essais de modification du fractionnement (3) et essais hyperfractionnés accélérés C ontinous H yperfractionnated A ccelerated R adiation T herapy 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

47 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 4 H entre les séances. Risque de toxicité tardive, dose médullaire réduite

48 ASPECTS PHYSIQUES RTE TÊTE ET COU (38) Hypoxie Cellule hypoxique: 3 fois plus radiorésistante qu une cellule bien oxygénée. L O 2 dommages non réparables des radiations sur l ADN. La pO 2 des tumeurs est < pO 2 tissus sains; Dische: 23 / 25 études cliniques: l anémie réponse à la RTE Overgaard dans une méta analyse sur 73 essais: O 2 contrôle local des cancers ORL = discrète de la survie. Utilité clinique: carbogène, nicotinamide, l EPO

49 ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (1) Masque de contention

50 ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (2) TDM de repérage

51 ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (3) Contourage des volumes

52 ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (4) Simulation

53 ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (5) Repérage des faisceaux

54 ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (6) Séance de traitement

55 ORGANISATION TECHNIQUE DU TRAITEMENT (7) Contrôle de qualité: films ou imagerie portale

56 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

57 SURVEILANCE CLINIQUE DURANT LA RTE (2) Effets secondaires épithélite sèche desquamative

58 SURVEILANCE CLINIQUE DURANT LA RTE (3) Effets secondaires épithélite exsudative avec croûtes

59 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 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

60 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 Gy en RTE acélérée sclérose des ptérygoïdiens et des masséters Dmax à lATM< 65 Gy ostéoradionécrose de la mandibule Dmax mandibule < 65 Gy, f( dents résiduelles)

61 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 Gy/F Chiasma: Dmax < 60 Gy 1.9-2Gy/F

62 CONCLUSION (1) RTE: rôle thérapeutique majeur dans les cancers tête et cou (extension loco- régionale); 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

63 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


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