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Conférence à l’EMSE le 7 décembre 2011 Jacques Balosso Directeur du GCS ETOILE Professeur à l’Université de Grenoble

Objet de l’intervention  LA RADIOTHERAPIE – SES DERNIERES EVOLUTIONS  LES HADRONS COMME PARTICULES THERAPEUTIQUES  LES INDICATIONS  LA SITUATION ET L’OBJET DU PROJET ETOILE  L’EQUIPEMENT DE HAUTE TECHNOLOGIE  LE GCS ETOILE  ACCUEIL ET MODE DE PRISE EN CHARGE DES PATIENTS 3

Quelques définitions  Radiothérapie : rayons X ou faisceaux d’électrons  Protonthérapie : faisceaux de protons Hadronthérapie : faisceaux d’ions légers : 4He2+(α),12C6+, 18O9+, etc Hadron : particule constituée de quark : neutron, proton … ions MeV : Méga électron Volt - unité d’énergie cinétique des particules 1MeV = 1,6.10-13 Joule MeV/μ: MeV par nucléon (nucléon : neutron et proton) Dose (Gy) : Energie déposée (Joule) / Masse du volume irradié (kg) Indications : les maladies qui peuvent être soignées par un traitement donné 4 4

Objet de l’intervention  LA RADIOTHERAPIE – SES DERNIERES EVOLUTIONS  LES HADRONS COMME PARTICULES THERAPEUTIQUES  LES INDICATIONS  LA SITUATION ET L’OBJET DU PROJET ETOILE  L’EQUIPEMENT DE HAUTE TECHNOLOGIE  LE GCS ETOILE  ACCUEIL ET MODE DE PRISE EN CHARGE DES PATIENTS 5 5

Indications en cancérologie : rôle majeur et principal L’importance de la radiothérapie dans le traitement des cancers ne se dément pas au fil des décennies. Indications en cancérologie : rôle majeur et principal 300 à 400 cancers pour 100 000 habitants / an 150 000 décès par an 1ère cause de mortalité chez les 35-65 ans 50 % des cancers sont guéris et pour 50 % d’entre-eux grâce à la radiothérapie utilisée seule ou plus souvent en association (chirurgie, chimiothérapie…) 50 à 70 % des patients atteints d’un cancer auront une irradiation (~ 160 000 patients / an) Thérapeutique loco-régionale, conservative (« 3C ») 6 6

Principales indications de la radiothérapie Radiothérapie curatrice (guérir) exclusive complémentaire pré-opératoire ≈ 60% Prophylactique Radiothérapie palliative (qualité de vie) antalgique Décompressive ≈ 25% symptomatique 7 7

COUT DU TRAITEMENT DU CANCER La radiothérapie est de loin le traitement du cancer le plus efficient économiquement. Le coût de l’hadronthérapie se situe dans la moyenne des coûts de traitement du cancer. 8 8

Coûts des traitements anticancéreux 60 000 55 000 50 000 45 000 40 000 35 000 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 1 000 2 500 € 4 500 € 6 400 € 8 400 € 14 000 € 15 600 € 24 000 € 25 000 € 45 000 € 55 600 € 35 000 € Euros Hadron-thérapie par ions carbone Hadronthérapie protons 2 ans de traitement par GLIVEC 1 ans de traitement par thérapie ciblée Coût moyen du traitement du cancer En France ETOILE 1 à 5% de la RTF Intensification chimiothérapique avec autogreffe de CSP 1 an de traitement par HERCEPTINE du sein Coût moyen du traitement par AVASTIN durant 6 mois Traitement complet par MABTHERA Radiothérapie par IMRT pour tumeurs ORL ou prostate Coût pharmaceutique 6 mois de FOLIFOX ou FORFIRI Coût radiothérapie 3D (85% de la RTF) 9 9

Simulation virtuelle généralisée LES EVOLUTIONS TECHNIQUES DE LA RADIOTHERAPIE ONT PRODUIT DE NOMBREUSES INNOVATIONS La tendance lourde est vers la précision croissante de la distribution de la dose, l’épargne des tissus sains et l’augmentation des doses aux tumeurs Simulation virtuelle généralisée Développement de la RTMI et de la RTGI Tomothérapie, Cyberknife® Développement de la protonthérapie 10 10

Simulation virtuelle généralisée 11 11

RTMI et de la RTGI 12 12

RTMI et de la RTGI Ne garder qu’une diapo sur les deux de RTMI 13 13

Tomothérapie 14 14

Cyberknife ® 15 15

Le gradient de dose n’est favorable en photons que pour les cibles petites 24 faisceaux fins Crane 12 faisceaux 8 faisceaux larges Isodose 50% Tumeur 16 16

Upgrade des centres de protonthérapie L’Institut-Curie / Centre de protonthérapie vient d’être rénové avec la première gantry proton en France. Médicyc à Nice a un projet innovant pour augmenter l’énergie de son faisceau. 17 17

Objet de l’intervention  LA RADIOTHERAPIE – SES DERNIERES EVOLUTIONS  LES HADRONS COMME PARTICULES THERAPEUTIQUES  LES INDICATIONS  LA SITUATION ET L’OBJET DU PROJET ETOILE  L’EQUIPEMENT DE HAUTE TECHNOLOGIE  LE GCS ETOILE  ACCUEIL ET MODE DE PRISE EN CHARGE DES PATIENTS 18 18

Balistiques et Radiobiologiques Recherche et développement Dans ce champs d’applications des technologies pour la santé quelle sont les atouts de l’Hadronthérapie carbone ? Balistiques et Radiobiologiques Recherche et développement 19 19

La balistique du faisceau Source: PSI 20 20

La construction du volume irradié par contrôle actif Source: CNAO Source: GCS-ETOILE, d’après GSI et Siemens AG 21 21

La densité d’ionisation rend compte de l’efficacité biologique des radiations Conséquences…. 22 22

Efficacité Biologique Relative 23

Les indications sont limitées… R.tissus sains > R.tumeur  Indications pour une radiothérapie fractionnée avec Effet Biologique Relatif proche de 1 (photons, protons) R.tissus sains < R.tumeur  Indications pour thérapie à particules avec EBR supérieur à 1 et une balistique très précise (carbone) 24

En résumé : l’hadronthérapie par ions carbone est spécifiquement dédiée aux : Tumeurs infiltrantes assez volumineuses Et inopérables Et radiorésistantes Et / Ou entourées de tissues sensibles et vitaux Et sans risque métastatique important Et chez des patients de bon pronostic vital 25 25

PLACE DE L’HADRONTHERAPIE AU SEIN DE LA RADIOTHERAPIE 10% des patients à traiter par radiothérapie devraient recevoir une hadronthérapie proton ou carbone, soit ≈ 16000 patients / an 0.6% des radiothérapies sont réalisées actuellement par protons Un traitement d’hadronthérapie coûte en moyenne 5 à 10 fois plus cher qu’une radiothérapie conventionnelle … mais le coût complet d’un patient supporté par l’assurance maladie est équivalent pour des indications bien sélectionnées 26 26

Objet de l’intervention  LA RADIOTHERAPIE – SES DERNIERES EVOLUTIONS  LES HADRONS COMME PARTICULES THERAPEUTIQUES  LES INDICATIONS  LA SITUATION ET L’OBJET DU PROJET ETOILE  L’EQUIPEMENT DE HAUTE TECHNOLOGIE  LE GCS ETOILE  ACCUEIL ET MODE DE PRISE EN CHARGE DES PATIENTS 27 27

Indications, critères généraux L'HADRONTHÉRAPIE : Indications, critères généraux Patient État général et psychologique compatible, Absence de comorbidités menaçant le pronostic vital, Tumeur Cancer histologiquement prouvé, Taux d’échec local élevé avec les traitements actuels non résécable radio-résistance et/ou organes à risque (très) sensibles très proches Stade loco-régional et faible potentiel métastatique (ou dissémination M+ contrôlée par les traitements médicaux) Gain médical attendu + 20 à 25 % de guérisons supplémentaires 28 28

Indications « consolidées » 1 170 / an en France < Tumeurs des sinus de la face < Carcinomes adénoïdes kystiques < Mélanomes muqueux Tumeurs des glandes salivaires > Chordomes de la base du crâne > 29 29

Indications « consolidées » < Chondrosarcome du squelette axial < Sarcomes des tissus mous Chordome du sacrum > Rechutes des cancers du rectum > 30 30

Pr Tsujii, NIRS - Carcinome Adénoïde Kystique du sinus maxillaire 31 31

Pr Tsujii, NIRS - Adénocarcinome de l’ethmoïde 32 32

Pr Tsujii, NIRS - Mélanome malin 57.6GyE/16fx Avant RT 48 mois après RT 33 33

Pr Tsujii, NIRS - Hépatocarcinome 34 34

Dr Schulz-Ertner, GSI b) Coronar plan > < a) Axial plans c) Sagittal plan > 35 35

Indications « prospectives » > 3 000 / an en France sarcomes en résection R1 définitive, carcinomes bronchiques de volume moyens, non opérables, des adénocarcinomes de la prostate agressifs localisés, des tumeurs digestives très radiorésistantes ou difficiles d’accès : Hépatocarcinomes isolés de grande taille, Certaines tumeurs du pancréas. les gliomes de haut grade, certains carcinomes épidermoïdes ORL. 36 36

Capacité d’accueil du centre par rapport aux besoins 37 37

Objet de l’intervention  LA RADIOTHERAPIE – SES DERNIERES EVOLUTIONS  LES HADRONS COMME PARTICULES THERAPEUTIQUES  LES INDICATIONS  LA SITUATION ET L’OBJET DU PROJET ETOILE  L’EQUIPEMENT DE HAUTE TECHNOLOGIE  LE GCS ETOILE  ACCUEIL ET MODE DE PRISE EN CHARGE DES PATIENTS 38 38

Situation au plan européen et mondial Les autres projets en discussion : États-Unis, Corée du Sud, Taiwan, Malaisie, Arabie Saoudite, Russie, Afrique du Sud, Australie… En France, Caen souhaite construire un centre de ressource (projet Archade) 39 39

Localisation 60, avenue Rockefeller Lyon 8ième 40 40

L'objectif du projet ETOILE : la construction d’un centre de soins et de recherche Clinique : 2.500 m² Traitement : 3.000 m² Recherche et enseignt : 1.500 m² Locaux techniques : 4.000 m² 3 salles de traitement et 1 salle de recherche, Un plateau d’imagerie et des robots de positionnement, Un système de contrôle commande et un système d’information de forte capacité. 41 41

Calendrier du Centre ETOILE Mai 2011 : Constitution des groupements candidats à la construction du Centre Courant 2012 : Choix d’une offre 2013-2014 : Construction 2015 : ouverture de la plateforme R&D 2016 : traitement du 1er patient 42 42

Salle de Heidelberg 43 43 43

La Plateforme R&D en Hadronthérapie Conforte la position de la France par la création d’une plateforme de R&D d’envergure nationale : attractive pour les équipes de recherche publiques ou industrielles, répondant à la pénurie d’accès à des faisceaux d’ions et à des données cliniques. Appuyée sur un programme scientifique engagé depuis 8 ans : Radiobiologie, Dosimétrie, + Recherche clinique Instrumentation. 44 44

La Plateforme R&D en Hadronthérapie La mutualisation de l’infrastructure et des équipements de haute technologie permet : de diminuer fortement le coût de chacune des deux structures, l’accès à des données cliniques pour les équipes de recherche, une recherche de transfert et de développement préclinique, des opportunités de valorisation. 45 45

Objet de l’intervention  LA RADIOTHERAPIE – SES DERNIERES EVOLUTIONS  LES HADRONS COMME PARTICULES THERAPEUTIQUES  LES INDICATIONS  LA SITUATION ET L’OBJET DU PROJET ETOILE  L’EQUIPEMENT DE HAUTE TECHNOLOGIE  LE GCS ETOILE  ACCUEIL ET MODE DE PRISE EN CHARGE DES PATIENTS 46 46

Structure d’un centre d’hadronthérapie : Pavie 47 47

Le faisceau C6+ de la source au patient : 48 48

Le faisceau C6+ de la source au patient : Accélérateur linéaire Synchrotron Spécificités du faisceau C6+ en sortie de chaque équipement Énergie MeV/μ Imax mA Source 0.008 0,16 Linac 7 0,15 Synchrotron 420 Salle : traitement 120 à 400 0,002 2 nA Accélérateur linéaire LINAC Pavie 49 49

Force de Lorentz : à la base des accélérateurs de particles C'est cette force qui est à la base de l'accélération et du guidage d'un faisceau de particules. Pour une charge q animée d'une vitesse v dans un champ électromagnétique, elle s'exprime par : F = q.E + q.v^B B | v Déviation de la particule => guidage du faisceau E // v Gain en énergie de la particule => accélération du faisceau 50 50

Le faisceau de la source au patient : Source d’ions © Pantechnik Source ECR Supernanogan Marburg 51 51

Le faisceau de la source au patient : LINAC Gunma Pavie 52 52

Le faisceau de la source au patient : Synchrotron Pavie 53 53

Le faisceau de la source au patient : Cavité RF accélératrice Gunma 54 54

Pavie Alimentation de puissance pour les quadripôles et sextupôles magnétiques d’un synchrotron Tension d’alimentation : 400 Vac Courant de sortie : 650 A Tension de sortie : 160 Vdc Ondulation du courant de sortie : < 5.10-4% Stabilité du courant de sortie : < 5.10-4% Erreur de linéarité : < 5.10-4% Réponse dynamique : 1300 A/s Pavie 55 55

Le faisceau de la source au patient : ligne de faisceau Chiba Gunma 56 56

Le faisceau de la source au patient : dipôles de balayage Chiba 57 57

Le faisceau de la source au patient : diagnostic faisceau Chiba 58 58

Salle de traitement Chiba 59 59

Architecture et radioprotection En zone non réglementée : Dose<1mSv/an Gunma 60 60

Gunma 61 61

Chiba 62 62

Pavie 63 63

Objet de l’intervention  LA RADIOTHERAPIE – SES DERNIERES EVOLUTIONS  LES HADRONS COMME PARTICULES THERAPEUTIQUES  LES INDICATIONS  LA SITUATION ET L’OBJET DU PROJET ETOILE  L’EQUIPEMENT DE HAUTE TECHNOLOGIE  LE GCS ETOILE  ACCUEIL ET MODE DE PRISE EN CHARGE DES PATIENTS 64 64

Le GCS ETOILE : Composition Groupement de Coopération Sanitaire (GCS) créé en mai 2007 par arrêté du DARH RA Membres : Les Hospices Civils de Lyon, Le CHU de Saint Etienne, Le CHU de Grenoble, Le Centre de Lutte contre le Cancer Léon Bérard, puis L’Institut de Cancérologie de la Loire en 2008 65 65

L'objet du GCS ETOILE Rassembler les moyens et organiser les conditions nécessaires à la construction du centre ETOILE Gérer et exploiter pour le compte de ses membres une activité de traitement du cancer par hadronthérapie (et équipements associés), Détenir l’ensemble des autorisations nécessaires à la mise en œuvre des activités du Groupement. Constituer le cadre d'une organisation commune permettant l'intervention de professionnels médicaux et non médicaux pour la réalisation des traitements par hadronthérapie, pour des activités de recherche et leur valorisation 66 66

Objet de l’intervention  LA RADIOTHERAPIE – SES DERNIERES EVOLUTIONS  LES HADRONS COMME PARTICULES THERAPEUTIQUES  LES INDICATIONS  LA SITUATION ET L’OBJET DU PROJET ETOILE  L’EQUIPEMENT DE HAUTE TECHNOLOGIE  LE GCS ETOILE  ACCUEIL ET MODE DE PRISE EN CHARGE DES PATIENTS 67 67

Organisation Médicale du Recrutement pour la Accueil Organisation Médicale du Recrutement pour la Radiothérapie par Ions Carbone Il s’agit d’une organisation co-financée par l’INCa et l’ARH-RA avec un Comité permanent de concertation pluridisciplinaire pour les indications d’hadronthérapie carbone : Enregistrement et vérification épidémiologiques de terrain, Recrutement effectif des patients, bilan pré-traitement, inclusion dans des essais, organisation de la prise en charge du traitement hors de France    (Japon, Allemagne, Italie…) financé par  l’assurance maladie, Construction d’un réseau de centres de référence pour le recrutement des patients pour l’hadronthérapie à l’échelle nationale et internationale, Préparation, dans la continuité, du recrutement pour ETOILE… * RIC : Radiothérapie par Ions Carbone 68 68

Cellule d’Assistance Logistique pour les Accueil Cellule d’Assistance Logistique pour les Malades d’ETOILE Structure d'assistance logistique du séjour des patients ll s’agira d’un système d’aide qui organisera entièrement la venue des patients à partir de leur domicile puis leur séjour au Centre ETOILE et leur retour à domicile. Cette cellule gérera aussi les déplacements nécessaires pour le suivi des cohortes de patients en surveillance active. 69 69

Contacts Directeur du GCS ETOILE : Pr Jacques Balosso Secrétaire Général du GCS ETOILE : Guillaume Wasmer Adjointe au Secrétaire Général : Pauline Bordet Ingénieur : Emmanuel Richard Réseau OMéRRIC : Stéphanie Patin Secrétaire comptable : Anne Ciccarello GCS ETOILE 60, avenue Rockefeller - F 69008 LYON Tél. : 04 72 78 89 20 Fax : 04 78 76 06 43 Mail : info@centre-etoile.org www.centre-etoile.org Grenoble, le 28 octobre 2009 70 70

Merci ! www.centre-etoile.org 71

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