Hadronthérapie Contexte International et National Cancer Hadronthérapie Asie (Japon) USA Europe Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

nouveaux cas détectés / an Le cancer Contexte 1/2 Nouveaux cas en France 800 000 français vivent avec un cancer 1 français / 3 a eu, a, ou aura un cancer 280 000 nouveaux cas détectés / an 150 000 morts / an (2000) 63 % de progression en 20 ans 1980 2000 Sein 21 200 41 900 Prostate 10 900 40 300 Intestin 24 000 36 300 Poumon 18 000 27 700 … Lymphome 4 000 9 900 Rein 3 700 8 300 Foie 2 000 6 000 + 63 % 170 000 280 000 Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

Taux de survie à 5 ans en Europe Le cancer Contexte 2/2 Taux de survie à 5 ans en Europe Chirurgie Chimiothérapie Radiothérapie Entre 40 et 50 % des malades Plus d’1/3 des 15 000 accélérateurs dans le monde (W > 1 MeV hors radio) Association de traitements Guérison et qualité de vie Sein Poumon France 81 % 14 % Suède 10 % Suisse 80 % 12 % … UK 67 % 7 % Estonie 62 % 8 % Pologne 60 % Slovaquie 58 % Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

Hadronthérapie 1/2 Pourquoi ? Protons et ions (carbone)  Précision balistique  Efficacité (organes à risque préservés)  Préserver les tissus sains  Meilleure qualité de vie post traitement Contrôle 4D Précision = 1 mm X – Y = déviateurs (15 x 15 cm) Z = énergie (pic de Bragg) 250 MeV p 400 MeV / u C pour 25 cm W/W  0,5 % t = contrôle du déversement « gating » respiratoire qq 109 pps (p ou C) Standard accélérateurs Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

Hadronthérapie 2/2 Pourquoi du carbone ? Précision balistique Moins de diffusion (X, Y) Problème de fragmentation des ions  « traînée » après le pic de Bragg Efficacité biologique Efficacité biologique des protons = efficacité biologique des X EBR p = 1,03 (même LET) EBR C = 3 – 4 dans le pic de Bragg Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

-6- SCC, Shizuoka, protons, synchrotron, juillet 2003 100 patients Japon 1/5 -1- NIRS, Chiba, p, C, O, Ne…, 2 synchrotrons Protons @ cyclotron dès 1979 (145 patients – 2002) 2000 patients ions depuis 1994 -2- HIBMC, Hyogo, p + C, synchrotron 500 patients depuis 2001 (OK C mars 2005) -3- PRMC, Tsukuba University, protons, synchrotron, KEK  Hitachi 1998 700 patients (1983 – 2000) + 500 patients nouveau centre -4- Wakasa Wan Energy Research Center, protons, synchrotron 200 MeV Multipurpose (Region + JAERI + 3 private electricity compagnies) -5- NCC, Kashiwa, protons, cyclotron 300 patients depuis 1998 -6- SCC, Shizuoka, protons, synchrotron, juillet 2003 100 patients Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

2000 patients traités C (stat +) R&D Recherche clinique Japon 2/5 NIRS / HIMAC 2000 patients traités C (stat +) R&D Recherche clinique Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

Japon 3/5 NIRS / HIMAC Results of carbon ion radiotherapy in 5 major tumors at NIRS (June 1994～Feb 2002) Protocol phase Material Treatment No. Response 2yr 4yr (fractions/week) of patients rate a) local control b) survival H&N-1 I/II Locally advanced 18/6 17 73% 80% 47% H&N-2 I/II Locally advanced 16/4 19 68% 71% 32% H&N-3 II Locally advanced 16/4 148 52% 69% 36% H&N-5 II 16/4 7 100% - - Lung-1 I/II Stage I (peripheral) 18/6 47(+1) 54% 62% 78% Lung-2 I/II Stage I (peripheral) 9/3 34 85% 86% 65% Lung-3 I/II Stage I (Hilar) 9/3 14 93% 100% - Lung-4 II Stage I (peripheral) 9/3 50(+1) 65% 98% 63% Lung-6 I/II Stage I (peripheral) 4/1 32 66% - - Liver-1 I/II T2～4 MONO 15/5 24(+1) 75% 74% 46% Liver-2 I/II T2～4 MONO 4～12/1～3 82(+4) 72% 85% -% Liver-3 II T2～4 MONO 4/1 26 81% - - Prostate-1 I/II B2～C C ion+Hormone 35 11% 100% 94% Prostate-2 I/II A2～C C ion+Hormone 61 21% 100% 89% Prostate-3 II T1C～C C ion+Hormone 74 8% 100% - Bone/Soft-1 I/II un-resectable 16/4 64 36% 77% 47% Bone/Soft-2 II un-resectable 16/4 47 62% 92% - Response rate : Percent of tumors with >50% reduction in size. Local control rate : Percent of tumors with no evidence of local recurrence or relapse. Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

Japon 4/5 NIRS / 3ième centre Carbone uniquement (pas de protons) R&D = NIRS + KEK + RIKEN + industriels Construction Mitsubishi (objectif 100 M$ @ 140) Contacts avec + de 10 régions / investisseurs Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

Japon 5/5 Shizuoka Cancer Center Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

Chine, Corée Wanjie Proton Therapy Center, Zibo, Chine Wanjie Irradiation Co LTD Protons 230 MeV, Cyclotron IBA, 3 gantries + 1 H Premier patient en décembre 2004 China-Japan Friendship Hospital, Beijing, Chine Protons 230 MeV, Cyclotron IBA, en attente de livraison Xian, Shanxi Province, Chine, Chang An Group (privé) Protons 230 MeV, Cyclotron IBA, National Cancer Center, Goyang-Si, Corée Protons 230 MeV, Cyclotron IBA 2 gantries + 1 H + 2 lignes recherche Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

USA 1/2 Les pionniers L’idée : RR Wilson, " Radiological Use of Fast Protons ", 1946 Premier patient : Berkeley 1954 Les pionniers à Berkeley : Cornelius Tobias … José Alonso, Joseph Castro Harward (p, 1961) Los Alamos (-, 1974) Loma Linda 1990 Premier hôpital hadronthérapie Synchrotron Protons 70 – 250 MeV Design et fabrication Fermilab 9585 patients traités / 11-04 Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

USA 2/2 4 nouveaux centres protons Northeast Proton Therapy Center, Massachusetts General Hospital, Boston, 2001 Midwest Proton Radiation Institute, Indiana University, Bloomington, 2004 MD Anderson Cancer Center, Houston, protons, synchrotron Hitachi, 2005 University of Florida, Jacksonville, protons, cyclotron IBA, 2006 (110 M$) Hadronthérapie carbone (SIEMENS) ??? Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

Europe Passé - Présent Uppsala (1) p 1957 – 1992 2054 patients Dubna (1) p 1967 – 1996 124 patients ITEP Moscou p 1969 3785 patients 12-04 St Petersbourg p 1975 1145 patients 04-04 PSI (SIN) - 1980 – 1993 503 patients PSI 72 MeV p 1984 4182 patients 12-04 Uppsala (2) p 1989 418 patients 01-04 Clatterbridge (UK) p 1989 1372 patients 12-04 Louvain la Neuve p 1991 – 1993 21 patients Nice p 1991 2555 patients 04-04 Orsay p 1991 2805 patients 12-03 PSI 200 MeV p 1996 209 patients 12-04 GSI C 1997 198 patients 12-03 HMI Berlin p 1998 546 patients 12-04 Dubna (2) p 1999 296 patients 12-04 INFN-LNS Catane p 2002 82 patients 11-04 Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

Europe Présent - Futur PROTONS PSI Zurich Cyclotron supra ACCEL, 2 gantries, Actif Rinecker Center Munich Cyclotron supra ACCEL, 4 gantries Privé, 4000 patients / an Rinecker #2 Cologne En construction ICPO Orsay Jouvence CPO CARBONES HICAT Heidelberg CNAO Pavie MedAustron Wiener N. 40 % état, recherche " investisseur " ETOILE / CNRH Lyon Marcel Bajard ASCLEPIOS Caen Robin Ferdinand Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

Institut Curie – Centre de Protonthérapie d’Orsay ICPO (protons) Institut Curie – Centre de Protonthérapie d’Orsay ~350 en 2005 700 patients par an en 2008 Effort principal pour les enfants (medulloblastome, tête et cou, etc.) Extension des indications pour les adultes (tête et cou, tumeurs proches de la colonne vertébrale, etc.) REM : Pierre Bey a visité Shizuoka Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

Bras isocentrique 7 – 10 m (~ 10 M€) ICPO Synchrotron (8 m) Sans arrêter les traitements ! Cyclotron (Boston) 4 m 220 T Bras isocentrique 7 – 10 m (~ 10 M€) Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

HICAT Heidelberg (carbones) @ GSI … et le groupe Kraft – Haberer @ expérience acquise à GSI Actif spot scanning (pb tumeurs mobiles) Gantry 600 Tonnes 72 M€ (90) Premier patient en 2007 Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

PIMMS  TERA (Amaldi)  CNAO CERN - INFN CNAO Pavie (carbones) PIMMS  TERA (Amaldi)  CNAO CERN - INFN Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

COMMUNIQUE Paris, le 12 mai 2005 YaKa… A mettre en musique… Contexte national Cabinet de Philippe Douste-Blazy Ministre des Solidarités, de la Santé et de la Famille Cabinet de François D’Aubert Ministre Délégué à la Recherche COMMUNIQUE Paris, le 12 mai 2005 Création d’un Pôle national de recherche en hadronthérapie pour le traitement du cancer Le site de Lyon a été choisi pour l’implantation d’un premier centre de recherche français en hadronthérapie. Ce centre associera au sein d’un réseau européen pluridisciplinaire les meilleures équipes de médecins, de biologistes et de physiciens, impliquées dans le développement de cette nouvelle approche thérapeutique, notamment les équipes des projets «Etoile» et «Asclépios». Le potentiel de cette technique justifie un important effort de recherche… Ce projet national s’appuiera sur une collaboration renforcée entre les équipes des villes candidates, Caen et Lyon, et l’ensemble des organismes de recherche concernés (CNRS, Inserm, CLCC, CHU, Universités, CEA, CERN) … YaKa… A mettre en musique… Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

CONCLUSION 1/2 IMAGE DE MARQUE du CEA et de l’IN2P3 Un investissement relativement faible pour un retour sur investissement très fort  Démonstration que les techniques développées pour la recherche fondamentale ont des retombées directes sur l'amélioration du traitement et de la qualité de vie des malades  Fort soutien des politiques et de la population locale (nombreux articles de journaux, on en parle dans les radios locales...)  Image positive Démonstration et valorisation du savoir faire Ex Cryomagnétisme "gantry supra" Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005

CONCLUSION 2/2 MOTIVANT POUR LES PHYSICIENS DES ACCELERATEURS  OBJECTIF Guérir des malades et préserver leur qualité de vie  INTERET DU TRAVAIL * Équipe = Médecins + Physiciens Médicaux + Physiciens * Technique nouvelle : beaucoup à inventer * Challenges excitants : assurance « qualité médical », machine « presse bouton » * Une nouvelle façon de construire des installations (« aires » et accélérateur) avec une “forte” implication des industriels Une étape vers le « clef en main sur spécifications fonctionnelles » pour les projets du futur (maîtrise d’œuvre industrielle) Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005