Nouvelles techniques en radiothérapie Michel Rives 28 09 2006

Nouvelles techniques en radiothérapie La radiothérapie conformationnelle : un standard ? La radiothérapie conformationnelle en modulation d'intensité : en développement L'imagerie multimodalités IRM TEP La radiothérapie asservie à la respiration Nouveautés en curiethérapie Demain : nouveaux faisceaux

Radiothérapie dans l'essai INT116 Radiothérapie "2 D" classique

La radiothérapie de conformation Etapes de mise en place TDM injecté +/- opacifié Volumes cibles GTV = tumeurs ou gg macroscopiques (seulement si patient non opéré) CTV = maladie microscopique PTV : volume planifié (tient compte des mouvements du patient et de la cible dans le patient) Organes à risque : poumons foie reins intestin moelle vessie …

La radiothérapie de conformation Définition des faisceaux Beam eye view (cible "vue du faisceau") Collimateur multi-lames Precription de dose et étude dosimétrique Doses aux OAR Homogénéité de la dose dans la cible

DRR (digitally reconstructed radiography)

OAD OAG POST

L'imagerie multi- modalités Les systèmes de calcul de dose ne fonctionnent que sur des images TDM L'IRM permet de mieux délimiter certaines tumeurs (rectum, foie, pancréas) La TEP FDG apporte des renseignements complémentaires mais pose des problèmes de seuillage et d'interprétation (BTV) Les systèmes de fusion d'image permettent de contourer sur d'autres supports que le TDM

Fusion IRM TDM

Fusion TEP TDM, BTV

Fusion TEP TDM, BTV

Résultats TEP – Image +

Resultats TEP + Image - Pas d'élargissement si fixation juxta tumorale ou sus clav pour tumeurs hautes

Imagerie fonctionnelle et radiothérapie : marqueurs d'hypoxie Modulation d'intensité et hypoxie Chao 2002 Imagerie fonctionnelle et radiothérapie : marqueurs d'hypoxie TEP "Cu ATSM" 50 Gy 70 Gy 80 Gy

Autres radio-pharmaceutiques potentiellement utiles en RT Cu(II)-diacetyl-bis-N-(4)-méthylthiosemicarbazone 18F-misonidazole imagerie fiable des zones tumorales hypoxiques 3’-deoxy-3’-[18F]fluorothymidine TEP au FLT mesure l’activité cellulaire de la thymidine kinase 1 => bon marqueur de la prolifération cellulaire  dose par RTMI Modification du fractionnement Radio-chimiothérapie

Radiothérapie conformationnelle en modulation d'intensité Planification inverse Modulation de la fluence énergétique dans les faisceaux Irradiation plus sélective Développement avancé : prostate, ORL En cours d'implémentation : digestif, sarcomes tumeurs cerebrales Probable standard à venir Escalade de dose ?

Planification directe Planification inverse

Modulation d’intensité des faisceaux - choix du protocole de prescription de dose - acquisition d ’images scanner - contourage des structures (volumes cibles, OAR) - définition des faisceaux : énergie, angulation - spécification, prescription de la distribution de dose souhaitée : définition de contraintes dose volume aux structures internes Planification inverse

REALISATION DES PROFILS D’INTENSITE

Du fait de moduler l ’intensité, on obtient : - une véritable conformation de la distribution de dose à la forme du volume cible Les isodoses englobent le volume cible - indispensable pour des volumes cibles de forme concave - adaptation des doses élevées à des volumes complexes - diminution des doses aux organes à risque

Conformationnel IMRT

Modulation d'intensité RT conformationnelle

IMRT pelvis

IMRT estomac Courbes isodoses 100% 90% 70% 50% Conformationnelle 4 fx

Demain Nouvelles machines Nouveaux faiceaux

Nouvelle machine : tomothérapie Tomothérapie hélicoïdale: principes équivalent de la tomodensitométrie spiralée T. Rockwell Mackie et al. , University of Winsconsin in Madison Accélérateur linéaire sur bras en anneau Photons collimatés dans collimateur multi-lame binaire  faisceau rotatif 360°C Patients translaté continuellement à travers l’anneau quand le bras tourne. Imagerie embarquée mégavoltage

Tomothérapie hélicoïdale Bras rotatif dans anneau Emetteur 6 Mev Collimateur multi-lame Scanner embarqué IMRT Vérification positionnement Dosimétrie in vivo Adaptive radiotherapy

TOMOTHERAPIE

Nouvelle machine : Cyberknife

Nouveaux faisceaux: les protons, les neutrons, les hadrons Comparaison des dépôts de doses par protons (pic de Bragg), photons et électrons

Les neutrons Efficacité biologique plus élevée que les photons et électrons (TEL élevé)  des capacités de réparation des radiolésions  de l’effet O2 Aucun avantage balistique (idem photons du Télécobalt) 15 centres dans le monde dont 1 en France (Orléans) Indications : tumeurs hypoxiques et/ou à cinétique lente Glandes salivaires Sarcomes inopérables Cancers avancés de la prostate (1 essai randomisé +) Cancers avancés des VADS

Les protons Même efficacité biologique que les photons et électrons (TEL faible) Avantage balistique : pic de Bragg Faible dose à l’entrée Pas de faisceau de sortie 15 installations dans le monde dont 2 en France : Nice (Medicyc) et Orsay (CPO) Indications validées Mélanomes de la choroïde (Nice) Tumeurs de la base du crâne : chondromes et chondrosarcomes (Nice et Orsay) Cancers de la prostate … Oncopédiatrie : indications indiscutables (médulloblastome ++) Concurrence de la RTMI

Ions légers (ou hadrons) Particules chargées et de PM élevé : Hélium, Néon et Carbone Produits par un synchrotron Combine les avantages des protons et des neutrons balistique : pic de Bragg (meilleur que celui des protons) biologique : TEL élevé (EBR = 1,5 à 2,5)  des capacités de réparation des radiolésions  de l’effet O2 Production noyaux instables => émission de positons (11C) => TEP

Ions légers (ou hadrons) Pic de Bragg des faisceaux de protons et d’ions carbone

Résultats cliniques 1042 patients traités au Japon (Chiba) Cancers bronchiques : 95 GyE en 9 fractions/3 sem Cancers ORL (sinus, cylindromes, mélanomes) Hépatocarcinomes inopérables : 4 fractions/1 sem. Cancers prostatiques T3-4 : escalade puis désescalade de dose au vu des résultats Sarcomes non résécables : escalade de dose 74 GyE en 16 fractions/4 sem. 140 patients traités à Darmstadt (base du crâne) 2 échecs hors volume irradié chez 37 pts (suivi médian 13 mois)

Conclusion Evolution technologique permanente de la radiothérapie Reste un traitement local ou loco régional des cancers Bénéfices d'une moindre toxicité en terme de qualité de vie et d'études d'escalades de dose Prise en charge multidisciplinaire