Calcul de la dose périphérique par Monte Carlo pour des cancers du sein traités par radiothérapie: résultats préliminaires

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1 Calcul de la dose périphérique par Monte Carlo pour des cancers du sein traités par radiothérapie: résultats préliminaires Andreas Joosten Groupe de Dosimétrie Clinique IRA

2 Intérêt? Pourquoi s intéresser à la dose périphérique? Principe d un ttt de RT: Intérêt clinique: contrôle tumoral Limiter les complications aux OAR

3 Intérêt pour les doses en périphérie des champs Radiothérapie = couteau à double tranchant Guérison de cancers Induction de cancers principalement en dehors de champs (Dörr et al., JRP, 2002)

4 Situation générale Cancers secondaires radio-induits: un problème de plus en plus important Patients vivent plus longtemps après le ttt probabilité de développer un cancer radio-induit augmente Problème: quantification du risque en fonction de la dose mal connue/controversée Nouvelles technologies (IMRT, tomothérapie, protons) dont on ne connaît pas l impact sur l incidence des cancers secondaires On se focalise sur le cancer du sein, car: Cancer très courant chez la femme (1/8) Cancer qui se guérit bien temps de latence pour le voir apparaître

5 Problématique des cancers secondaires en RT Cancer secondaire radio-induit: problème complexe Les rayons peuvent induire presque n importe quel type de cancer (exception: leucémie lymphoïde chronique) Pas de signature du cancer radio-induit Temps de latence long avant son apparition ( long follow up) Risque de cancer radio-induit est faible ( grosses cohortes) Cancer secondaire n est pas forcément radio-induit! Pour mettre en évidence les cancers secondaires: Études épidémiologiques

6 Incidence de cancers secondaires après ttt RT NRT (Levi et al, BJC, 2006)

7 Relation dose risque de cancer: état actuel des connaissances??? (Hall, IJROBP, 2006)

8 Problématique de la quantification du risque Relation dose-risque controversée aux hautes doses (>2.5 Sv) Aux doses «moyennes» (50 msv à 2.5 Sv), on a constaté que les résultats de la «Life Span Study» sont incompatibles avec ceux des cohortes médicalement exposées Ré-évaluer les risques pour des patients traités par RT dans cette gamme de dose L incertitude sur le risque vient en partie de la dosimétrie approximative dans les études

9 Résumé de la situation Forme courbe dose-réponse mal connue, car: Peu d études épidémiologiques incorporent une stratification du risque en fonction de la dose Dosimétrie souvent approximative (mesures dans un fantôme) Beaucoup de cancers secondaires se développent en bordure et hors du champs Dosimétrie hors champs inexistante

10 Sources de dose périphérique Sources de dose périphérique: Rayonnement diffusé interne du patient Rayonnement diffusé par les collimateurs/blocs/filtres Rayonnement de fuite de la tête de l accélérateur (Dose neutronique (seulement pour E>10 MV))

11 Projet de thèse But: développer un outil permettant de calculer les doses dans et hors champs (=dose périphérique) pour des femmes traitées pour un cancer du sein par RT Calculs des matrices de doses par Monte Carlo (EGSnrc) pour différents cas en fonction des: Paramètres morphologiques (poids, taille ) Paramètres techniques d irradiation (type de champs, dimensions champs, machine utilisée )

12 Projet de thèse A partir d un certain nombre de matrices de doses pré-calculées, on interpole ces matrices pour obtenir des distributions de doses pour n importe quel cas Application de la méthode de manière: Rétrospective: évaluer le risque pour différentes localisations avec nos connaissances actuelles Prospective: estimer la dose pour des études épidémiologiques et stratifier le risque en fonction de la dose

13 Quels paramètres? Quels sont les paramètres morphologiques et techniques importants pour reconstruire les doses? Comment définir les matrices de base utilisées? Liste de 139 cas de patientes traitées par RT au CHUV entre 1978 et 2000 et ayant développé un second cancer Extraction des données des dossiers de ces patientes (108 dossiers trouvés)

14 Résumé des résultats de l extraction des données de patient En modélisant un LINAC 6MV et un Co-60, on peut reconstruire 95% des faisceaux de photons AP sus-clave-axill CMI PA axill 85% des traitements sont une combinaison des champs suivants: CTE, CTI, CMI, AP, PA CTE CTI

15 Résumé des résultats de l extraction des données de patient Paramètres retenus: Poids, taille, bonnet du sein Taille des champs, angle gantry, doses par champs La variabilité de ces paramètres a été étudiée Min, max,, Tests du 2 pour distributions normale et lognormale, QQ-plots pour ces distributions

16 Modélisation Monte Carlo de la tête du LINAC Primus de Siemens e - e -

17 Mesures de dose périphérique et simulations 4 Gy sont déposés à l isocentre par les champs AP suivants: 4x18, 5x18, 6x18 Pour chaque champs, 3 mesures à différentes distances du bord du champs sont effectuées Isocentre 6 cm

18 Résultats x [cm] Dim champs Dist hc [cm] D MC [mgy] Inc abs D mes [mgy] Ecart abs Ecart rel x % 5.6 4x % 10 4x % x % 5.6 5x % 10 5x % x % 5.6 6x % 10 6x % Ecart de l ordre de mgy entre MC et les mesures

19 Etat actuel du projet Problème: Monte Carlo sous-estime la dose. Il y a un décalage de l ordre de mgy Rayonnement de fuite de la tête? En cours: Mesures dans une cuve d eau et simulations correspondantes Mesures du rayonnement de fuite de la tête

20 A venir Etude de l influence des différents paramètres sur la distribution de dose Contourage des organes: Permet de calculer des DVH pour chaque organe Tenir compte de la distribution inhomogène de la dose dans certains organes IMPORTANT!

21 Importance de la distribution de dose dans un organe Modèle de compétition: ERR=(bD+cD 2 /K)e - D- D2 /K Risque à 32 Gy = 0.003% Répartition volumique de la dose pour la vessie (cancer initial traité: prostate) Risque pour distribution de dose: 0.29% Risque observé cliniquement: 0.15%-0.32% (Boice et al., JNCI, 1985)

22 Le futur Plutôt que d utiliser des doses moyennes à l organe, étudier la relation DVH risque relatif pour un organe Répondre à la question: quel impact ont les nouvelles technologies (IMRT, tomo, protons) sur l incidence de second cancer par rapport à la radiothérapie conventionnelle?

23 Comparaison tomo RT conventionnelle (cas prostate) RISQUE DE SECOND CANCER SIGNIFICATIVEMENT DIFFERENT? 5% 10% 20% 30% 5% 10% 20% 30%