Apport de la radiothérapie conformationnelle en pathologie tumorale maligne thoracique.

Transcription

1 Apport de la radiothérapie conformationnelle en pathologie tumorale maligne thoracique. E. Touboul Service d'oncologie-radiothérapie, hôpital Tenon A.P.-H.P. 4 rue de la Chine Paris cedex 20. CancerEst, GHU-Est.

2 La radiothérapie externe transcutanée (RTE) Thérapeutique d'action loco-régionale, née à la fin du XIX ème siècle. Première application clinique en 1896 : - V. Despeignes (français, Lyonnais), - L. Freund (autrichien, Viennois), - E.H. Grubbé (émigrant allemand à Chicago). Actuellement, considérée comme l'un des piliers des traitements en Cancérologie Thoracique avec la chirurgie et la chimiothérapie.

3 La RTE au cours du XX ème siècle : 3 grandes révolutions 1. Première révolution : le fractionnement de la dose totale d'irradiation. - effet différentiel des Rx entre la tumeur et les tissus sains de voisinage : C. Regaud 1927 H. Coutard F. Baclesse fractionnement et étalement conventionnels : 2 Gy par séance, 5 séances par semaine.

4 Appareillage : Rx de 200 à 700 Kv (orthovoltage). Repérage clinique à la peau tenant compte de l'imagerie radiologique standard.

5 2. Deuxième révolution : rayonnement de haute énergie Télécobalt ( 60 Co ; Rγ : 1,25 MV). Première installation au Canada en Accélérateur linéaire de haute énergie (Rx 4 à 25 MV), premier prototype à Standford aux USA fin des années 1950.

6 Simulation radiologique du traitement : Simulateur conventionnel Imagerie de simulation conventionnelle

7 Planification dosimétrique informatisée au cours des années 1970 "International Commission on Radiation Units and Measurements" (ICRU) rapport Etablissement d'un programme d'assurance et de qualité ; contrôle de : - l'appareillage, - la qualité du faisceau de Rx, - personnel médical et non médical (technicien de RT, dosimétriste, physicien médical).

8 3. Troisième révolution : radiothérapie conformationnelle tridimensionnelle (RTC-3D) Devenue réalisable en pratique quotidienne à la fin des années 1980 aux USA, Japon et Australie. Grâce aux progrès technologiques : - imagerie radiologique par TDM, - logiciels de calculs, - appareil de traitement et leur environnement : premier numéro spécial de 265 pages : Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys : méthodologie et contrôle de qualité de la RTC-3D. Dans le même temps, développement de nouvelles modalités de RTE : - RT hyperfractionnée, - RT sensibilisée ou pharmaco-modulée par l'administration concomitante d'agents radiosensibilisants cytotoxiques ou non cytotoxiques.

9 RTC-3D : méthodologie 1. Acquisition volumique des données anatomiques scanner-simulateur Patient dans la même position que lors du traitement. Simulation virtuelle par imagerie TDM dédiée à la radiothérapie : scannersimulateur Picker 5000, Marconi Medical systems, Inc. Cleveland, OH, installé fin 1998 dans le service d'oncologie-radiothérapie de l'hôpital Tenon (A.P.-H.P.).

10 2. Reconstruction des images en 2D ou 3D, contourage de la cible et des organes sains de voisinage, contours et balistique des faisceaux de Rx.

11 3. Planification dosimétrique tridimensionnelle Courbe de dose-volume histogramme

12 4. Traitement : accélérateur linéaire de 10 à 15 MV avec des équipements spécifiques associés Imagerie embarquée Collimateur multilames automatisé

13 Réseau image de radiothérapie

14 Contrôle de qualité vidéoprojection des étapes de la mise en œuvre de la RTC-3D Contrôle de conformité du traitement pendant l'irradiation

15 1993 : ICRU report 50 : nouveau langage commun : GTV (Gross Target Volume) = VTM (volume tumoral macroscopique), CTV (Clinical Target Volume) = VCA (volume cible anatomo-clinique), PTV (Planning Target Volume) = VCP (volume cible prévisionnel) : ICRU report 62 ITV (Internal Target Volume) = VCI (volume cible interne) ST (Set-up margin) = incertitude aléatoire liée à la mise en place et systématique liée au gradient de dose en périphérie du faisceau de Rx.

16 Fin des années 1990 Définition du VTM avec recalage d'images de TDM de simulation et TEP au 18α-FDG en position de traitement (USA). Standard thérapeutique pour la RTC-3D : ASTRO 2000 (Boston) Modification du VTM Augmenté Diminué Auteurs Méthode n pts n (%) n (%) Mac Manus 2001 Melbourne TEP TDM (22) 16 (16) Mah 2002 Toronto γ caméra coïncidence 23 5 (21) - - Bradeley 2004 MIR St-Louis TEP TDM (46) 3 (12) Deniaud 2005* Paris-Tenon γ caméra coïncidence (26) 21 (23) * atélectasie seul facteur indépendant (p = 0,0001).

17 Réduction du VTM en cas d'atélectasie

18 Augmentation du VTM

19 Recalage d'images TEP et TDM et variation inter-observateur de la définition du volume cible macroscopique (VCM) des cancers bronchiques non à petites cellules VCM Valeur Auteurs n pts Observations TDM TDM + TEP du p Caldwell Coefficients de variations extrêmes* Toronto 0,08-0,93 0,04-0,51 < 0,01 Fox 2005 MSKCC New York 19 3 % concordance NE Ashamalla 2005 New York Methodist hospital 19 2 Déviation standard (cm 3 ) 20,99 6,47 * coefficient de variations : déviation standard du VCM/VCM moyen. NE

20 Contraintes liées au contrôle tumoral local Martel MK 1999, Ann Arbor, Michigan. Taille tumorale Microscopique 1-3 cm 3 cm Dose totale* (Gy) > * fractionnement conventionnel.

21 Contraintes liées au contrôle tumoral locorégional : volume cible prévisionnel - VCP tumoral = VTM + 6 à 8 mm (VCA) mm (VCI) + 3 mm (incertitude). - VCP ganglionnaire = VTM + 3 mm si G < 2 cm ou 8 mm si G > 2 cm (VCA) + 5 mm (VCI) + 3 mm (incertitude).

22 Contraintes liées au contrôle tumoral loco-régional : irradiation médiastinale sélective, ganglion fixant à la TEP au 18α-FDG, ou adénomégalie au TDM > 1 cm dans son plus grand diamètre. Auteurs n pts Stade Rosenzweig 2001 MSKCC 171 I-IIIB Dose (Gy) 50,4-81 Rechute gangl. non irradiée (%) 6,4 Survie en RC à 2 ans % 21 Haymon 2001 Ann Arbor 104 I-IIIB Senan 2002 Rotterdam 50 IIIA-B Belderbos 2003 Amsterdam 55 I-IIIB De Ruysscher 2005 Maastricht 44 I-IIIB 61,2 à 64,8 (2 x 1,8/j) 2,3 35

23 Contraintes liées aux tissus sains de voisinage - V20 Gy aux deux parenchymes pulmonaires sains : 25 à 30 %, - Dose moyenne dans un seul parenchyme pulmonaire sain : < 15 Gy, - Dose à l'œsophage : 36 Gy sur toute la longueur, 45 Gy sur 9 cm, 40 Gy sur 15 cm, D max 58 Gy. - Cœur : V36 Gy 100 % ; limiter au maximum le V40 Gy. - Moelle épinière : D max 45 Gy.

24 Fin 1990 : RTC-3D asservie à la respiration - diminuer les marges liées aux mouvements internes, - diminuer la dose aux tissus sains, - favoriser l'escalade de dose dans le volume tumoral.

25 Fin 1990 : modulation d'intensité du faisceau d'irradiation avec logiciel de planificatio n dosimétrique inverse. - méthode segmentée : multifaisceaux statiques successifs modifiés par le collimateur multilames. - méthode dynamique : mouvements continus des lames.

26 Appareil dédié pour la modulation d'intensité : tomothérapie hélicoïdale Accélérateur de 6 MV monté sur un anneau de TDM avec un collimateur multilames (64 lames) conçu à l'université du Wisconsin, Madison USA. 3 en France : institut Curie Paris, Bordeaux et Nantes.

27 Radiothérapie stéréotaxique extra crânienne : Cyberknife Fx de Rx de 5 à 60 mm de diamètre. Accélérateur de 6 MV. conçu à l'université de Stanford, USA. 3 installations en France : Lille, Nancy et Nice.

28 Hadronthérapie - protons - ions carbone, -hélium. 1 en Allemagne : Darmstadt. 2 au Japon : Chiba et Harimac. Projet : 1 installation en France : Lyon (projet Etoile) avec 4 autres projets européens : Heidelberg (Allemagne), Vienne (Autriche), Milan (Italie) et à Stockholm (Suède).

29 RTC-3D : CBNPC stade I non opérable Auteurs Lageword 2002 Rotterdam n pts 113 Dose (Gy) Survie (%) à 3 ans Bradley 2003 St-Louis, USA à 3 ans meilleurs si > 70 Gy Fung 2006 MDAH en 2D 115 en 3D 10 à 5 ans p = 0, Contrôle local à 5 ans 34 % contre 70 %, p < 0,001

30 Radiothérapie stéréotaxique stade I non opérable Auteurs n pts Dose (Gy) CTV Contrôle local % Survie % Uematsu 2001 Japon 50 T1-2 N0 50/5-10F 1 à 2 sem. (18 pts RTE 40-60) 0,8-5 cm isodose 80 % ans Nagata 2005 Japon 45 T1-2 N0 48/4F 13 cm 3 isocentre 95 T1 : 83 T2 : 72 à3 ans Xia 2006 Chine 43 T1-2 N0-1 50/10F sur l'isodose 50 % et 70 Gy/10 sur le GTV 1-10 cm isodose 50 % - I : 91 II : 64 à3 ans Timmerman 2006 Dallas 70 T1-2 N0 66/3F isodose 80 % 95 54,7 à 2 ans Hof 2007 Heidelberg 42 stade I et II 19-30/1F isodose 67,9 67,9 37,4 à 3 ans

31 RTC par hadronthérapie avec protons : stade I non opérable Auteurs n pts RTE (Gy eq.) Contrôle local % Survie spécifique Shioyama 2003 Japon 28 T1N0 : 9 T2N0 : Gy/F protons 250 MeV IA : 89 IB : à5 ans Nihei 2006 Japon 37 T1N0 : 17 T2N0 : ,5-4,9 Gy/F protons MeV IA : 79 IB : à 2 ans Hata 2007 Japon 21 T1N0 : 11 T2N0 : F en 13 à 19 jours protons MeV à 2 ans

32 RTC par hadronthérapie avec ions carbones : stade I non opérable Auteurs n pts RTE (Gy eq.) Contrôle local % Survie spécifique Miyamoto 2003 Japon 48 T1N0 : 27 T2N0 : 21 59,4-95,4 18F en 6 semaines ions carbones MeV 76 IA : 82 à5 ans IB : 40 Miyamoto 2007 Japon Working Group for Lung Cancer 51 T1N0 : 30 T2N0 : F en 3 semaines ions carbones et 400 MeV 94,7 IA : 89,4 à5 ans IB : 55,1

33 RTC-3D : stade I-IIIB Dose Survie à CL Toxicité grade 3 (%) Auteurs n pts Stade (Gy) 2 ans (%) (%) Oeso. Poumon Graham 1995 MIR St-Louis 70 I-II : IIIA : IIIB : I-II : 90 III : Sibley 1995 Chacago 37 IIIA : IIIB : Hayman 2001 Ann Arbor 104 I-II : IIIA : IIIB : Rechute : Rosenzweig 2001 MSKCC New York 171 I-II IIIA : IIIB : , Rosenman 2002 Chapel Hill 62 IIIA-B Dose totale 80 Gy en 8 semaines avec un V20 Gy 25 % ou 30 % améliore le contrôle local et la survie.

34 Au cours de ces 20 dernières années : modification considérables des techniques d'irradiation : - planification tridimensionnelle de la RT basée sur l'imagerie moderne : TDM, IRM, TEP ; - modulation d'intensité des faisceaux d'irradiation ; - imagerie embarquée ; - synchronisation aux mouvements respiratoires. Coûts élevés. Adaptation du personnel traitant. Augmentation importante des moyens de contrôle et de maintenance.