11 octobre 2005 Projet ETOILE 1 ETOILE Projet national de centre d'hadronthérapie par faisceaux d'ions légers SFP, 11 octobre Marcel Bajard, Christophe Peaucelle Institut de Physique Nucléaire de Lyon

11 octobre 2005 Projet ETOILE 2 Traitement de tumeurs cancéreuses inopérables peu sensibles à la radiothérapie Par des faisceaux d'ions légers ions carbone Dossier présenté par : Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble Centre Hospitalier Universitaire de Saint Etienne Centre Régional de Lutte Contre le Cancer Léon Bérard, Lyon Hospices Civils de Lyon Institut de Cancérologie de la Loire Université Claude Bernard Lyon 1 Université Joseph Fourier Grenoble 1 ETOILE

11 octobre 2005 Projet ETOILE Premiers contacts 2000 Inscription au CPER Contrat de recherche entre L'UCB Lyon 1, l'IN2P3 et la DSM 2002Avant-projet technique (LPSC, IPNL, IPNO, CEA Saclay/DAM, CERN, GSI, TERA, GANIL, CPO) 2003Inscription au plan Cancer 2004Demande de création d'un centre national de soins et de recherches. Etudes techniques complémentaires (CEA/CNRS/UCBL) ETOILE  Objectif 1: création d'un centre de traitement  Objectif 2: développer un programme de recherches Dans un cadre européen mai 2005 décision de création à Lyon d'un pôle national de recherche en hadronthérapie

11 octobre 2005 Projet ETOILE 4 Communiqué de Presse (extraits) Philippe Douste-Blazy Ministre des Solidarités, de la Santé et de la Famille François D’Aubert Ministre Délégué à la Recherche Paris, le 12 mai 2005 Philippe Douste-Blazy, ministre des Solidarités, de la santé et de la famille, et François d’Aubert, ministre délégué à la Recherche ont décidé la création d’un Pôle national de recherche en hadronthérapie pour le traitement du cancer. Le site de Lyon, à proximité de la cancéropôle Rhône-Alpes-Auvergne, 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 », présenté par la région Rhône-Alpes, et « Asclépios » de la région Basse-Normandie. L’hadronthérapie par ions carbone est une technique de traitement de cancers localisés, permettant une irradiation très précise du volume tumoral en respectant les tissus sains avoisinants et en augmentant l’efficacité biologique. C’est une approche thérapeutique nouvelle qui présenterait un intérêt médical spécifique pour le traitement des tumeurs inopérables et peu sensibles à la radiothérapie. Le potentiel de cette technique justifie un important effort de recherche afin d’aboutir dans les meilleurs délais à la qualification et à la mise en place de centres de soins opérationnels. 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) qui doivent s’associer afin d’assurer au projet français d’hadronthérapie les meilleures chances de réussite.

11 octobre 2005 Projet ETOILE 5 Cahier des charges fonctionnelles Etudié par des médecins spécialistes d'organes, des oncologues médicaux et radio-oncologistes (73 médecins impliqués dans 8 groupes), ainsi que par des physiciens médicaux, des physiciens et des ingénieurs Traiter des tumeurs profondes de 2 à 27 cm avec une précision millimétrique Balayage actif 3D 3 salles de traitement 2 faisceau fixes, 1 faisceau rotatif (ou H + V si pas possible) 1000 patients par an Neurochirurgie Pneumologie Sarcomes Tête et cou Pédiatrie Gastro-enterologie Urologie Endocrinologie et tumeurs rares

11 octobre 2005 Projet ETOILE 6 Synchrotron (1) énergie, intensité, distribution de la dose Profondeur : 2-27 cm  énergie (80 ®400 MeV/amu pour les ions carbone)  Dimensions machine (diamètre 24m) Débit de dose: ~2 j oules/min/litre  Intensité 4 x 10 8 C +6 / déversement 1 x p / déversement Rasterscanning  Balayage  Contrôle de dose en temps réel (Doc. GSI)

11 octobre 2005 Projet ETOILE 7 Homogénéité de la dose  Modulation en énergie  Modulation en intensité Contrôle de l'irradiation  Coupes avec des formes complexes  Tumeurs mobiles (Doc. GSI) Synchrotron (2) flexibilité Qualité et Fiabilité recherchées Flux de patients (dépend du nombre de séances) Temps d'indisponibilité 3 % Temps de réparation 1 heure 1000 par an (13 séances en moyenne) 3 salles de traitement séances !!

11 octobre 2005 Projet ETOILE 8 Bâtiment (solution avec une gantry, deux salles avec faisceau horizontal et une salle de tests) Synchrotron basé sur l'étude PIMMS du CERN Parcours du patient à redéfinir et finaliser

11 octobre 2005 Projet ETOILE 9 Coût d’investissement (en M€ courants) Bâtiments et infrastructures32,05 Maîtrise d’ouvrage7,39 Accélérateur, distribution du faisceau, gantry41,71 Système de contrôle11,61 Equipement médical11,58 Total TTC (prix )104,34 M€ Le financement de l'investissement, étalé de 2005 à fin 2009, est estimé à 104,34 M€ TTC, en € courants. Il est prévu par subventions et emprunts Total Subventions Collectivités locales1,966,106,005, ,00 Subventions ETAT008,009,474,6022,07 Emprunts (remboursés par la Santé)0020,9936,28057,27 Total (M€)104,34 Financement Les premiers patients sont prévus pour 2010, la montée en charge durera 3 ans.

11 octobre 2005 Projet ETOILE 10 Planning de réalisation (approche "industrielle")

11 octobre 2005 Projet ETOILE 11 Planning de réalisation sur 6 ans (avec gantry) Année 1: Contrat pour le management du projet du bâtiment + études Année 2: Commandes du bâtiment et des infractructures Année 3: Commandes des principaux équipements (haute technologie) Année 4: Commandes du système de contrôle + une partie des équipts médicaux Année 5: Equipements médicaux Année 6: tests (période pré clinique) + autorisations administratives

11 octobre 2005 Projet ETOILE 12 Organisation (juillet 2005) Niveau national Ministère de la Santé Ministère de la Recherche INCa Cancéropôles Centres français d'Hadronthérapie Orsay, Nice, Orléans ETOILE Niveau local Organisation du centre Niveau local, recherches Cancéropôle Rhône-Alpes Programme national de recherches pour l'hadronthérapie 3 CHU, CLB GCS Projet Chef de projet Comité Exécutif

11 octobre 2005 Projet ETOILE 13 Objectifs pour la réalisation Ne pas étudier un troisième prototype de synchrotron (après Heidelberg et Pavie) S'orienter vers une solution du type "conception-réalisation" Etude de marché pour Identification de groupements d'industriels et/ou d'organismes pour réaliser le centre Possibilité de construction de la machine par CNRS/CEA ou CNRS/CEA/INFN (GSI) en participant à un consortium ? A voir. CERN ?

11 octobre 2005 Projet ETOILE 14 Actions en cours pour le projet (1) Recherche d'un chef de projet Constitution d'une équipe-projet réduite avec des spécialistes (accélérateurs, bât. et infrastructures, systèmes d'informations, équipement des salles de traitement, …) Constitution de groupes d'experts (par ex : IN2P3/DSM/CERN, ….. pour la machine) R&D sur une gantry cryogénique et sur un système de distribution uniforme de la dose Début des études détaillées pour le bâtiment (parcours du patient, ….) Optique des voies de faisceau (lignes H et V ou oblique, gantry) à finaliser Contrôle

11 octobre 2005 Projet ETOILE 15 Actions en cours pour le projet (2) Sites d'implantation, environnement, impact Collaboration avec Ganil-Asclepios Collaboration avec CPO Structuration juridique (GCS) Elaboration d'un projet européen d'exploitation des centres (ERANET) et de recherches associées (ENLIGHT ++) Transformation du projet de recherche ETOILE en un programme de recherches national pluriannuel sur l'hadronthérapie (p, et ions C)

11 octobre 2005 Projet ETOILE 16 Actions en cours pour les recherches (1) Radiobiologie Interaction des ions légers avec la matière vivante Dosimétrie absolue et dosimétrie relative Modélisation et mesure de survies cellulaires in vitro Mécanismes moléculaires de la radiorésistance tumorale aux photons et radiosensibilisation potentielle par les ions carbone : expériences in vitro et in vivo Etude du rôle biologique des protéines de choc thermique Hsp dans les mécanismes de réparation de l’ADN et de mort cellulaire Etude des implications possibles des effets de voisinage dans les irradiations à haut TEL Etude in silico à différents niveaux d’intégration, de l’évolution tumorale des aspects biologiques jusqu’à la réponse clinique sous hadronthérapie

11 octobre 2005 Projet ETOILE 17 Imagerie et simulation Fusion et segmentation pour les plans de traitement Contrôle de positionnement Acquisitions, modélisation et simulation de la respiration Dosimétrie dynamique et adaptative Instrumentation TEP Traitement des images Reconstruction, segmentation TEP en ligne Plan de traitement, grille médicale Avec photons, protons et ions carbone, incluant la fusion des images, la reconstruction et le mouvement de la cible Enseignement Création d'un master de physique médicale depuis 2004 à Lyon et Grenoble Actions en cours pour les recherches (2)

11 octobre 2005 Projet ETOILE 18 Contributions Projet technique – CEA (DAPNIA, DAM), IN2P3 (LPSC, IPNL, IPNO), CERN, ESRF, GANIL, TERA, GSI, MedAustron, diverses sociétés Projets de recherches – IPNL (PRIL, GIPIM, CAS), LIRIS, CREATIS, HCL Lyon Sud, CLB, GANIL, LPC Caen, LPC Clermont, CHU Grenoble

11 octobre 2005 Projet ETOILE 19 Risques Risques techniques - Retard dans certaines mises au point techniques pour les parties originales du projet (gantry, distribution de la dose, contrôle, ….) - Autorisations administratives - Contraintes des procédures de vérification après panne Risques d’exploitation clinique - Retard dans les accréditations médicales - Peu d'efficacité, les premières années, du réseau de recrutement des patients - Contrôle qualité des logiciels - Difficultés d'organisation du flux des patients - Manque de médecins (comme pour l'ensemble de la radiothérapie)