Définition des volumes ganglionnaires dans le cadre du traitement d un cancer du sein et règles de contourage

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1 J Radiol : Éditions Françaises de Radiologie, Paris, 2009 Édité par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés note technique sénologie Définition des volumes ganglionnaires dans le cadre du et règles de contourage YM Kirova*, P Castro Pena*, R Dendale, F Campana, MA Bollet, N Fournier-Bidoz et A Fourquet Abstract Definition of nodal volumes in breast cancer treatment and segmentation guidelines. J Radiol : Purpose. To assist in the determination of breast and nodal volumes in the setting of radiotherapy for breast cancer and establish segmentation guidelines. Materials and methods. Contrast metarial enhanced CT examinations were obtained in the treatment position in 25 patients to clearly define the target volumes. The clinical target volume (CTV) including the breast, internal mammary nodes, supraclavicular and subclavicular regions and axxilary region were segmented along with the brachial plexus and interpectoral nodes. The following critical organs were also segmented : heart, lungs, contralateral breast, thyroid, esophagus and humeral head. Results. A correlation between clinical and imaging findings and meeting between radiation oncologists and breast specialists resulted in a better definition of irradiation volumes for breast and nodes with establishement of segmentation guidelines and creation of an anatomical atlas. Conclusion. A practical approach, based on anatomical criteria, is proposed to assist in the segmentation of breast and node volumes in the setting of breast cancer treatment along with a definition of irradiation volumes. Key words: CTV. Breast, cancer. Radiotherapy. Segmentation. Radiotherapy, conformational. IMRT. Résumé Objectif. Le but est d aider à la définition des volumes mammaires et ganglionnaires dans le cadre d une irradiation d un cancer du sein et établir des règles de contourage. Matériel et méthodes. Un scanner en position de traitement avec injection a été réalisé pour 25 patientes traitées pour un cancer du sein, afin de définir clairement les volumes cibles. Le «clinical target volume» CTV comprenant le sein, la chaîne mammaire interne (CMI), la région sus et sous claviculaire et la région axillaire a été contouré ainsi que le plexus brachial et la région du ganglion de Rotter. Les organes critiques suivants ont été également délimités : le cœur, les deux poumons, le sein controlatéral, la thyroïde, l œsophage et la tête humérale. Résultats. Une confrontation clinique et radiologique entre les médecins radiothérapeutes, spécialistes en sénologie et une discussion ouverte a permis une définition claire des volumes d irradiation mammaire et ganglionnaires a été établie avec des règles de contourage ainsi que la création d un atlas anatomique. Conclusions. Ce travail est une proposition pratique basée sur les données anatomiques pour un contourage du sein et des aires ganglionnaires dans le cadre du traitement du cancer du sein ainsi qu une définition des volumes d irradiation. Mots-clés : CTV. Sein (sein, cancers). Radiothérapie. Contourage. Radiothérapie conformationnelle. IMRT. La radiothérapie administrée après chirurgie conservatrice du sein réduit le risque de récidive locale de 70 % et améliore la survie à long terme (1). Cet effet est indépendant des facteurs liés à la personne ou à la tumeur. La radiothérapie est basée sur les résultats d études qui ont montré que l irradiation des relais ganglionnaires diminue le risque de récidive ganglionnaire (1-12). L intérêt de l irradiation de la chaîne mammaire interne (CMI) était évoqué par les résultats de grandes études randomisées et la méta analyse, traitant le problème de la radiothérapie après mastectomie (1). L étude Département d Oncologie Radiothérapie, Institut Curie, 26, rue d Ulm, Paris. Correspondance : YM Kirova youlia.kirova@curie.net * Les 2 premiers auteurs ont également participé dans ce travail. récemment terminée de l EORTC va donner la réponse à la question de l indication d une irradiation ganglionnaire chez des patientes présentant des tumeurs internes ou N+. Les zones de drainage lymphatique du sein sont les relais ganglionnaires axillaires, sus-claviculaires et mammaires internes. Dans les cancers du sein avec envahissement ganglionnaire l irradiation locorégionale du cancer du sein est complexe car elle intègre plusieurs volumes cibles. Les techniques classiques à 4 ou 5 faisceaux ne satisfont que rarement aux conditions d homogénéité de dose et posent des problèmes difficiles à résoudre au niveau des jonctions des faisceaux. Ces difficultés peuvent induire des séquelles à type de fibrose du tissu conjonctif, de rétraction de la glande, de pigmentation et de télangiectasies. Ces séquelles peuvent être responsables de douleurs chroniques. Ces effets induisent une dégradation esthétique du sein traité (déformation, asymétrie) mais aussi peuvent contribuer à une toxicité significative de tous les organes à risque principaux : le cœur et les gros vaisseaux, le poumon et le sein controlatéral. Cette toxicité se manifeste à long terme et peut être responsable d une mortalité accrue d origine cardiaque et d un risque accru des tumeurs secondaires (1, 11, 13). En même temps, on observe un avancement des techniques de radiothérapie et l entrée dans nos pratiques de routine l utilisation d une radiothérapie avec modulation d intensité (IMRT), radiothérapie réalisée avec une très haute précision sur des volumes cibles basées sur une imagerie (CT scan ou IRM) en position de traitement. L utilisation des scanners pour la majorité des patientes devient une procédure de

2 748 Définition des volumes ganglionnaires dans le cadre du YM Kirova et al. routine (1, 3, 8, 9, 14). Le problème du contourage et la définition des volumes d irradiation deviennent de plus en plus pertinents (1, 4, 10, 12, 15, 16). La radiothérapie des cancers du sein rencontre un certain nombre de difficultés techniques, dont certaines peuvent être résolues par les moyens modernes d imagerie et de dosimétrie. Ces difficultés sont liées à la nécessité de traiter des volumes cibles parfois volumineux, la proximité d organes critiques, et les variations anatomiques importantes d une patiente à l autre. Le traitement doit être adapté aux particularités individuelles de chaque patiente (3, 12). Cette attitude permet aussi une réelle diminution du risque de complications précoces et tardives dans le cadre du traitement du cancer du sein. L attention et nos efforts sont concentrés sur la définition des volumes d irradiation et l amélioration de la précision dans le contourage des volumes ganglionnaires. Plusieurs équipes ont travaillé sur la définition anatomique et radiologique des aires ganglionnaires dans le cadre des traitements des tumeurs ORL et gynécologiques. Les atlas anatomiques ont été créés pour faciliter le contourage des régions ganglionnaires dans le cadre du traitement des tumeurs thoraciques, abdominales et pelviennes. Pour le cancer du sein, l appréciation clinique reste un élément essentiel dans la définition des volumes de traitement, et de plus en plus souvent le traitement est réalisé suite à un scanner en position de traitement et la difficulté de contourage devient un problème quotidien. Le but de cet article est de présenter les volumes d irradiation mammaire, sus et sous claviculaires, axillaires ainsi que de proposer des règles de contourage de ces volumes basées sur la tomodensitométrie (TDM) en position de traitement. Matériel et méthodes Les volumes d irradiation mammaire ont déjà été définis dans les ouvrages de radiothérapie et nous avons utilisé ces volumes pour développer des protocoles de contourage (15, 16). Un scanner en position de traitement avec injection a été réalisé (100 ml Iomeron de 350) pour toutes les patientes en DD, sur un plan incliné (PI) spécialement conçu. Le scanner était de type Light-Speed Plus GE Healthcare Technologies, Milwaukee, USA. Le protocole consiste en coupes de 2,5 mm avec intervalle de reconstruction de 1,25 mm, avec pitch de 0,75, 120 kv et ma. Le «clinical target volume» (CTV) comprenant le sein, la CMI, la région sus et sous claviculaire et la région axillaire a été contouré ainsi que le plexus brachial et la région du ganglion de Rotter. Comme organes critiques le cœur, les deux poumons, le sein controlatéral, la thyroïde, l œsophage et la tête humérale ont été également délimités. Une analyse des volumes et les règles de contourage ont été faites selon les données de la littérature (11, 13, 15). Résultats Le «planning treatment volume» (PTV) était défini comme le CTV avec une marge d au moins 5 mm, pour tous les volumes. Les volumes utilisés comme base pour développer le contourage simplifié sont : Le volume mammaire défini cliniquement et radiologiquement. Les contours cliniques du sein sont repérés par la palpation et matérialisés par des fils radioopaques. Ces repères ont été utilisés pour effectuer le contourage sur les coupes scannographiques. Le CTV est délimité par : en avant, une limite parallèle à la peau 5 mm en arrière en arrière, la face antérieure du muscle pectoral en dehors, en dedans, en haut, en bas, les repères cutanés radiopaques et leur projection orthogonale à la paroi. Le pédicule vasculo-graisseux mammaire interne est repéré sur le scanner, et contouré sur les trois premiers espaces intercostaux, sous la tête de la clavicule. Les limites du CTV sont définies par : en haut, le bord inférieur de la tête claviculaire en avant la face postérieure du muscle pectoral et de ses insertions sternales en arrière la plèvre pariétale en dedans le bord externe du sternum. en dehors l angle du triangle cellulo graisseux formé par le muscle et la paroi thoracique Le contourage de la région sus claviculaire dans certains cas est aidé par l opacification de l artère de l origine de l artère mammaire interne (16). Le CTV était limité par : en avant, une ligne parallèle à la peau à 5 mm en dessous en arrière la plèvre et les apophyses vertébrales latérales en dedans, le tendon du muscle sternocléïdo-mastoidien, qui pourra être repéré cliniquement par un fil radio-opaque, le bord externe du lobe thyroïdien, la trachée et l œsophage en dehors, la clavicule dans ses 2/3 internes en haut, un plan parallèle à la clavicule à 3 cm de celle-ci en bas, un plan parallèle au précédent à hauteur du bord inférieur de la clavicule. Le volume ganglionnaire sous claviculaire correspond au drainage lymphatique du sommet de l aisselle, au-dessus de la limite supérieure de la dissection axillaire chirurgicale. Ses limites sont : en avant le muscle pectoral en arrière muscle de la fosse antérieure de la scapula en dedans la paroi thoracique en dehors un plan allant de la glène humérale au pectoral en haut le bord inférieur clavicule en bas la limite correspond au sommet du curage ganglionnaire, de préférence repéré par des clips. En cas d irradiation de l ensemble de l aisselle, la région anatomique de l aisselle constitue le CTV : en avant le muscle pectoral en arrière les muscles de la fosse antérieure de la scapula en dedans la paroi thoracique (muscle grand dentelé, côtes et plèvre) en dehors un plan allant du muscle dorsal au pectoral, 5 mm sous la peau en haut le bord inférieur de la clavicule en bas, la limite supérieure du prolongement axillaire du sein. Après la définition des volumes, des règles de contourage des différentes régions ganglionnaires ont été définies pour les : région sus claviculaire région sous claviculaire région axillaire. La définition et les règles de contourages ont été réalisées aussi pour la région du ganglion de Rotter et le plexus brachial pour pouvoir évaluer la dose dans ces deux régions. sus claviculaire (fig. 1) Limites supérieures : cartilage thyroïdien J Radiol

3 YM Kirova et al. Définition des volumes ganglionnaires dans le cadre du 749 Fig. 1 : Contourage de volumes : début région sus claviculaire (orange), plexus brachiale en vert remplis, l mage musculaire séparant ces 2 volumes est visualisée, ainsi que la thyroïde en bleu et la clavicule en vert pale. Fig. 2 : Continuité de volumes. Contourage de volumes : sus-claviculaire (orange), sous-claviculaire (jaune) et axillaire (rose), la clavicule est visualisée en vert séparant la région sus et sous claviculaire, le plexus brachiale est située juste derrière (vert) Limites inférieures : artère sous claviaire Limites médianes : bord latéral de la trachée Limites postérieures latérales : le muscle scalène antérieur Limites postérieures médianes : artère carotidienne et la veine jugulaire interne. sous claviculaire (fig. 2) Limites supérieures : muscle petit pectoral (bord supérieur) Limites inférieures : articulation sterno-claviculaire Limites latérales : muscle petit pectoral (bord médian) Limites médianes : bord latéral de la clavicule Limites antérieures : surface profonde du grand pectoral Limites postérieures : artère sous claviaire et artère axillaire. de la CMI (fig. 3 et 4) Au niveau de trois premiers espaces intercostaux, sous la tête de la clavicule. axillaire (fig. 2 et 3) Limites supérieures : la clavicule et la première côte ainsi que la limite inférieure de la tête humérale Limites inférieures : le grand pectoral et le grand dorsal Limites médianes : le muscle grand dentelé Limites postérieures : muscle sous scapulaire et le grand dorsal Limites antérieures : muscle grand pectoral et petit pectoral (surface profonde) Limites latérales : en dehors d un plan allant du muscle dorsal au pectoral, 5 mm sous la peau. du ganglion de Rotter (fig. 4 et 5) La région entre le grand pectoral, le petit pectoral au niveau du deuxième espace intercostal. Fig. 3 : Continuité de volumes. Contourage de la CMI bilatérale (bleu) les 2 glandes mammaires sont contourées (couleurs vert et marron), ainsi que les régions axillaires bilatérales. La jonction entre le sein et le volume mammaire est visible en vert à droite et marron à gauche. Les contours cliniques du sein sont matérialisés par des fils radio-opaques. Sternum vert, œsophage jaune remplis, poumons jaune, moelle épinière rose. Fig. 4 : Continuité de volumes. Contourage d un ganglion de Rotter (rose), situé entre le Muscle grand pectoral et Muscle petit pectoral, au niveau de 2 e espace intercostal. Les 2 CMI sont visibles (bleus), ainsi que les clavicules (vert), la région sous claviculaire (marron foncé) et axillaire (marron pale). J Radiol

4 750 Définition des volumes ganglionnaires dans le cadre du YM Kirova et al. du plexus brachial (fig. 1 et 2) Des racines C5 jusqu à la racine T1 en contact avec l artère sous claviaire. Le contourage du sein se fait grâce à la définition clinique. Les contours cliniques du sein sont repérés par la palpation et matérialisés par des fils radio opaques (fig. 3). Ces repères sont utilisés pour effectuer le contourage sur les coupes scannographiques incluant les prolongements axillaires et sous claviculaires de la glande mammaire. Une reconstruction en trois dimensions des volumes contourés est illustrée dans la figure 5. Discussion Ce travail représente une proposition pratique et facile à utiliser qui peut permettre un contourage simplifié des volumes d irradiation. Depuis qu un bénéfice significatif au niveau de la survie global a été présenté grâce à la radiothérapie (6) l intérêt de l optimisation de la radiothérapie conformationelle a augmenté (3-5, 11, 14). La radiothérapie conformationelle et la radiothérapie avec modulation de l intensité de la dose (IMRT) exigent une définition du CTV avec ses limites anatomiques ainsi Fig. 5 : Reconstruction en 3D des volumes cibles et organes critiques. Structures osseuses blanc, cœur - rouge, poumons marron et jaune, sein gauche transparent, ganglion de Rotter blanc, thyroïde : bleu foncé, moelle épinière violet, région axillo-sus-claviculaire droite vert, axillaire gauche bleu foncé, sus claviculaire gauche rose, sous claviculaire gauche jaune foncé. qu un contourage précis des volumes d irradiation avant d envisager la dosimétrie adaptée à l anatomie de chaque patiente. Depuis quelques années plusieurs équipes sont investies dans la définition des volumes d irradiation dans le cadre du traitement d un cancer du sein, plusieurs travaux anatomiques (sur les cadavres) et radiologiques ont été publiés, malgré ces efforts il persiste des différences importantes dans les définitions des volumes et plusieurs équipes signalent les difficultés de contourner et uniformiser les volumes ganglionnaires pour optimiser la radiothérapie mammaire et ganglionnaire (11, 13, 15). L importance de la position du patient et la définition des volumes d irradiation étaient cités par plusieurs équipes (3, 11). La minimalisation de la dose cardiaque a conduit plusieurs essais de volumes ganglionnaires irradiés surtout dans le cadre du traitement de la maladie de Hodgkin mais de plus en plus ce problème est étudié dans le cadre du traitement du cancer du sein par IMRT (14). Les taux de complications en fonction des volumes pulmonaires et cardiaques irradiés ont été évalués (14). Bien entendu des techniques alternatives peuvent être proposées dans le cadre d irradiation mammaire avec des volumes importants pulmonaires et cardiaques inclus dans le champ d irradiation (2, 16). Certaines équipes proposent des PTV axillaires différentes en fonction de l envahissement ganglionnaire (4, 8). Il semble que le traitement de chaque patiente traitée pour un cancer du sein doit être adapté au stade de la maladie et à son anatomie personnelle. Cette étude se poursuit au sein du département pour améliorer les règles de contourage, des formations individuelles sont organisées au début de chaque semestre pour les internes et les résidents du département. Un atlas anatomique de contourage est en cours d élaboration. Conclusion Ce travail est une proposition pratique basée sur les données anatomiques pour un contourage simplifié des aires ganglionnaires dans le cadre du traitement du cancer du sein ainsi qu une définition des volumes d irradiation. Remerciements aux Docteurs Berges, Bourhaleb, Marchand, Oberic, et Passerat pour leur participation dans le projet et à Aline Gobillion pour le travail de mise en forme. Références 1. Early Breast Cancer Trialists Collaborative Group (EBCTCG) Effects of radiotherapy and of differences in the extent of surgery for early breast cancer on local recurrence and 15-year survival: an overview of the randomized trials. Lancet : Bieri S, Russo M, Rouzaud M, et al. Influence of modifications in breast irradiation technique on dose outside the treatment volume. Int J Radiat Oncol Biol Phys : Campana F, Kirova YM, Rosenwald JC, Dendale R, Vilcoq JR, Dreyfus H, Fourquet A. 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5 YM Kirova et al. Définition des volumes ganglionnaires dans le cadre du 751 tion review. Int J Radiat Oncol Biol Phys : Kirova Y, Servois V, Campana F et al. CT- scan based localization of the internal mammary chain and supra clavicular nodes for breast cancer radiation therapy planninig. Radiother Oncol : Kirova Y, Vilcoq JR, Asselain B, Sastre Garau X, Fourquet A. Radiation-induced sarcomas (RIS) following radiotherapy for breast cancer: a large-scale single institution review. Cancer : Madu CN, Quint DJ, Normolle DP, et al: Definition of the supraclavicular and infraclavicular nodes: implications for three-dimentional CT-based conformal radiation therapy. Radiology : Martinez-Monge R, Fernandes PS, Gupta N, et al. Cross-sectional Nodal atlas: a tool for the definition of clinical target volumes in 3D radiation therapy planning. Radiology : Merchant TE, Mc Cormick B. Prone position breast irradiation. Int J Radiat Oncol Biol Phys : Dogan N, Cuttino L, Lloyd R, et al. Optimized dose coverage of regional lymph nodes in breast cancer : the role of intensitymodulated radiotherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys : J Radiol