Radiothérapie de la tumeur primitive (GTV) Extension loco-régionale 01/04/2011. Quelles images pour les nouvelles techniques de radiothérapie?

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1 Quelles images pour les nouvelles techniques de radiothérapie? Le point de vue du radiologue Valeur diagnostique des différentes méthodes d imagerie (CT,IRM,TEP) Plan : Valeur diagnostique des différentes méthodes d imagerie (TDM, IRM, TEP-FDG) Le recalage d image Les particularités techniques de l acquisition des images pour la radiothérapie Un cas particulier : la tumeur n est plus en place Comment contrôler les mouvements internes Les apports potentiels de l imagerie fonctionnelle Extension loco-régionale Radiothérapie de la tumeur primitive (GTV) Planifier une thérapie locale ( radiothérapie = chirurgie) Déterminer précisément l extension tumorale Déterminer précisément l envahissement ganglionnaire Tumeur cérébrale : IRM (TDM) K VADS : TDM IRM CBNPC : TDM (TEP) K œsophage : TDM TEP K pancréas : TDM (écho-endoscopie) K utérus : IRM K prostate : IRM K rectum-ca : IRM 1

2 IV + T1 Gado Envahissement ganglionnaire Limites des critères morphologiques (TDM,IRM) CBNPC et description TEP du N - Méta-analyse de Dwamena (1999) : sensibilité 79% et spécificité de 91% (versus 60%, 77% en TDM) - Fischer B. et al. Preoperative staging of lung cancer with combined PET-CT. N Engl J Med 2009 ; 361 : Groupe TEP-TDM = 35% (21/60) thoracotomies inutiles -Groupe TDM = 52% (38/73) thoracotomies inutiles (stade IIIA N2/IIIB, lésion bénigne, décès dans les 12 mois) 2

3 Accuracy of integrated FDG-PET/contrast-enhanced CT in detecting pelvic and paraaortic lymph node metastasis in patient with uterine cancer. Kitajima K et al. Eur Radiol 2009 ; 19 : Objectifs de l étude : déterminer la valeur de la TEP avec injection et «full dose» TDM (230 ma). 30 endomètres et 15 col. 28 curage pelvien et lomboaortique et 17 seulement pelvien 45 patients. Confrontation à l exploration chirurgicale et l anapath. Le critère en TEP était la fixation du GG quelque soit sa taille Résultats : sur la base de l analyse GG par GG, sensibilité 51,1%, spécificité 99,8%, VPP 85,2% et VPN 98,9% Bilan d extension d un K du col utérin La sensibilité pour les GG de 4mm de petit axe et moins était de 12,5% La sensibilité pour les GG entre 5 et 9mm de petit axe était de 66,7% La sensibilité pour les GG de 10mm et plus de petit axe était de 100% La TEP a détecté 18/40 (45%) des GG métastatiques de moins de 9mm qui auraient été sous évalués en TDM ou IRM Planification de la radiothérapie d un K du col TEP + Recalage d image Volume préservé Volume irradié Risque sur les GG LOA en TEP = 8% Boughanim M et al. J Clin Oncol 2008 ; 26 : ? Recalage rigide (points de corrélation, IM) Recalage élastique Quel algorithme utiliser? les points de corrélations est une méthode simple et précise. Pas toujours utilisable l information mutuelle est particulièrement adaptée lorsque les deux types d images sont physiquement différentes Comment l utiliser? globalement (sur l ensemble de l image) localement (sur une région particulière) 3

4 Recalage et fusion d images Les particularités techniques de l acquisition (CT/IRM) pour la radiothérapie Pour le scanner c est simple TDM IRM + scinti Th IRM TDM+ IRM Des coupes fines mais pas trop résolution en densité ( ex. 2-3mm) Un intervalle de reconstruction de la moitié de l épaisseur de coupe (qualité des MPR) Un champ de vue (FOV) optimisé (postreconstruction) Des protocoles d injection de produit de contraste bien maîtrisés TEP +TDM Pour l IRM c est plus compliqué Acquisition IRM (axial FSE T2) - Centre aimant (minimiser les distorsions géométriques) - Pixel carré - Coupes jointives - Coupes axiales strictes - FOV similaire IRM/TDM (surtout pour recalage IM) - Couverture anatomique large (organe à risque) Imagerie 3D (Voxel isotropique) Les principales différences avec un examen d IRM diagnostique (ex. pelvis) Positionnement en PTT sur un plateau plat (bois) Pas de préparation rectale ou vaginale (gel d échographie) Pas de contention abdominale et de bandes de présaturation antérieure (diminution artéfacts) Pas d injection IV de Glucagon (diminution du péristaltisme) Séquence pondérée en T2 en 3D plutôt que 2D avec un grand FOV et une matrice carrée diminution de la résolution spatiale, diminution de la résolution en contraste et augmentation du temps d acquisition 4

5 Une préparation dédiée : Chélate de Gadolinium dilué, Mitosil 2D 3D STIC PDR 2004 Cas particulier : la tumeur n est plus en place - Situations post-opératoires (tumeur du sein, loge de prostatectomie, autres ) Anticiper la situation (RCP++++) Obtenir des chirurgiens qu ils marquent le site opératoire Réaliser un examen en position de traitement pré-opératoire (recalage TDM-TDM) Projet Boost : mieux définir le volume cible («lit tumoral») pour réaliser un complément de dose Les moyens conventionnels : L examen clinique Les données d imagerie préopératoire (mammographie) La pose d un clip profond à l aplomb de la tumeur 5

6 Recalage élastique? Plastie de glissement interne Kirova Y, Fournier-Bidoz N, Servois V, Laki F, Pollet G, Salmon RJ, Thomas A, Dendale R, Bollet M, Campana F, Fourquet A. How to boost the breast tumor bed? A multidisciplinary approach in eight steps. Int J Radiat Oncol Biol Phys ; 72 : Contrôler les mouvements internes Les situations cliniques ou je peux (poumon, foie) - Décider dans une situation «non physiologique» = inspiration, expiration profonde (spiromètre) - Décider dans une situation «physiologique» = synchronisation (capteurs de pression, optique ) Prospective (TDM, IRM, TEP) Rétrospective (TDM, IRM) Acquisition 4D CT Image acquired signal to RPM system Respiration Waveform from RPM Respiratory Gating System Exhalation Inhalation Les situations cliniques ou je ne peux pas (pelvis) - Évaluation personnalisée des mouvements Améliorer la précision des images diagnostiques X-ray on 1 st couch position 2 nd couch position 3 rd couch position Améliorer la définition des marges 6

7 8% cellules tumorales résiduelles RF RF Tomothérapie des lésions résiduelles Imagerie fonctionnelle Vascularisation : DCE-MRI, DCE-CT, TEP-H2O (O15) Densité et prolifération cellulaire : DWI, H1MR spectroscopy, TEP-FLT (F18), TEP-choline (C11) Ciné-IRM Non irradiant, rapide, multiplans, multicoupes Chan P et al. Inter and intrafractional tumor and organ movement in patients with cervical cancer undergoing radiotherapy : a cinematic-mri point of interest study. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2008 ; 70 : Hypoxie : BOLD-MRI (avec carbogène), TEP-MISO (F18) Paramètres descriptifs de l hétérogénéité tumorale Méthodes de quantification, précision spatiale et géométrique, images DICOM 7

8 K du rectum CT/IRM T1 IRM T1 TEP-CT/IRM T1 Quel seuil utiliser? DWI TEP-FDG K du canal anal T2 T1 Gado «Oxygénation tumorale» : technique BOLD Fonctionnalité capillaire, radiorésistance, effet des radiosensibilisants IRM après inhalation de carbogène T1 IV- T1 1min IV Coef. perméabilité T2* DWI K du col TEP-FDG Rijpkema M et al Int J Radiat Oncol Biol Phys 2002;53:1185 8

9 Relations entre l hypoxie, la perfusion et le métabolisme glucidique et leur probable signification biologique au niveau tumoral (Padhani AR, Miles KA. Multiparametric imaging of tumor response to therapy. Radiology 2010 ; 256 : ) Hypoxie Perfusion Métabolisme Glucidique Signification Absente Basse Modéré Pas d up-régulation de l angiogénèse ou du métabolisme Agressivité tumorale faible (bas grade) Résistance au traitement faible Absente Élevée Élevé Up-régulation constitutive de l angiogénèse et du métabolisme Agressivité tumorale modérée Résistance au traitement modérée Présente Basse Bas Nécrose Présente Basse Modéré Échec de l adaptation à l hypoxie Agressivité tumorale Résistance au traitement modérée Présente Basse Élevé Adaptation à l hypoxie Agressivité tumorale élevée Résistance au traitement élevée Conclusion La définition du GTV reste basée sur l imagerie morphologique la plus précise La TEP-FDG est particulièrement utile dans la détermination de l envahissement ganglionnaire TDM perfusion Résistance modérée + Hypoxie Nécrose Résistance élevée IRM T2 TEP-FDG Fusion TEP-IRM 9