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Tomothérapie

M.A. Mahé, A. Lisbona, E. Kantor, P. GiraudNantes, Bordeaux, Paris

GRO, Dinan le 23/01/2010

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Principes

Expérience française préliminaire

Tomothérapie versus Arcthérapie dynamique

Plan

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1

MontpellierMarseille

Nice

St Etienne

LyonGrenoble

Bordeaux

Toulouse

Limoges

–

Ferrand

Poitiers

RennesBrest

Ile de France

Caen

Rouen

Lille

Reims

Nancy

Dijon Besançon

Strasbourg

2005: Request for proposals: innovative techniques in radiotherapy

2007: Paris

Nantes

Bordeaux

2008: Strasbourg

2009: Toulouse

Lille (x2)

Implementation of Tomotherapy in France

Nantes

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TomoTherapy HIART

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Radiothérapie guidée par l’image (IGRT)

Le principe physique est celui du scanner hélicoïdal en imagerie.

Le tube à rayons X de haute énergie tourne autour du patient pendant que le lit de traitement se déplace dans le tunnel.

Ce équipement permet également de contrôler le positionnement du patient, à chaque séance, par une imagerie du type de celle fournie par le scanner en radiologie.

Gantry.mpg

85 85 cmcm

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Le faisceau est mis en forme à l'aide d'une fente permettant sa collimation et la définition d'un champ d’irradiation de 40 cm de longueur par 1, 2,5 ou 5 cm de largeur couvrant ainsi une «tranche»

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Radiothérapie conformationnelle avec modulation d’intensité

(RCMI) Chaque secteur de la

«tranche» du faisceau est modulé à volonté au cours de la rotation par un système de collimation additionnelle composé de 64 lames de 0,61 cm opposées et fonctionnant chacune sur un mode binaire ouvert ou fermé (arrêtant ou laissant passer les rayonnements).

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T-MKT-AP0068

Principaux Pitches

0,2 à 0,5Traitement1 à 2Imagerie

Pitch = Déplacement parcourue par la table et par rotation de 360° Epaisseur de coupe

Epaisseur de coupe

Traitement Helicoidal jusqu’à 160 cm de longueur

Centre de Lutte Contre le Cancer–Nantes Atlantique– Expérience française

01/2007 – 06/2009

606 points analysables

Suivi moyen 7-9 mois (1-29 mois)

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Protocole d’évaluation

INTRODUCTION 4SYNOPSIS TOMOTHÉRAPIE PAR ÉTUDE ET LOCALISATION 1. SARCOMES1.1. SARCOMES DES MEMBRES ET PAROI DE L’ADULTE 51.2. SARCOMES RÉTRO–PÉRITONÉAUX DE L’ADULTE 91.3. TUMEURS AXIALES, PARA–AXIALES ET PELVIENNES DE L’OS ET

DES PARTIES MOLLES DE L’ADULTE 132. MÉNINGIOMES INTRACRÂNIENS DE GRADE 1 et AUTRES TUMEURS CÉRÉBRALES NON GLIALES 173. PROSTATE 224. CANCERS ORL 255. ICT 306. SEIN 317. TUMEURS THORACIQUES 7.1. CARCINOMES BRONCHIQUES NON À PETITES CELLULES 367.2. MÉSOTHÉLIOMES 418. MÉTASTASES OSSEUSES 479. IRRADIATION CRÂNIO–SPINALE DE L’ADULTE 4910. CANAL ANAL 53ANNEXES 57

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  Total dose Number of fractions

Dose per fraction

Anal canal 59.4 Gy 33 1.8 Gy

Bone metastasis 8 Gy 1 8 Gy

Breast 50-52.2 Gy 25-29 1.8-2 Gy

Cranio-spinal irradiation 36 Gy(Optional posterior fossa boost of 18 Gy)

18 (+9) 2 Gy

Head and Neck 64.4-70 Gy 28-35 2-2.3 Gy

Lung tumors (Non small cell)

68 Gy 34 2 Gy

Meningioma and other CNS tumors (except for glial tumors)

54 Gy 30 1.8 Gy

Mesothelioma 50-54 Gy 25-30 1.8-2 Gy

Prostate 70-80 Gy 35-40 2 Gy

Sarcoma, axial 45-65 Gy 25-36 1.8-2 Gy

Sarcoma, limb and chest wall

59.4 Gy 33 1.8 Gy

Sarcoma, retroperitoneal 54 Gy 30 1.8 Gy

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  Dose constraintsNervous system:  Brain 1/3 < 54 GyBrainstem 6 ml < 54 GyPituitary 50 GySpinal cord 45 GyMiddle and Internal ear 54 GyRetina 45 GyLens 8 GyPeripheral nerve plexus 54 Gy. Head and Neck:  Parotid 26 GyTemporomandibular joint 60 Gy

Mandible 70 GyThorax:  Lung V20 Gy < 25%Esophagus V50 Gy < 35%Heart V40 Gy < 30%Abdomen:  Liver V30 Gy < 40%Kidney One kidney < 12 GySmall bowel and Colon Max dose: 54 Gy; V45 Gy < 1/3; V20 Gy < 1/2

Pelvis:  Rectum Max dose: 76 Gy; 1/4 > 72 GyBladder Max dose: 80 Gy; 1/2 > 70 Gy

Femoral heads 5% > 55 Gy

Gonads 2 Gy

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  Number of patientsSexe  Male 346Female 260Age  <18 2218-30 3831-50 13051-70 320>71 96Regional site of disease  CNS 39Head and Neck 196Thorax and Chest wall 79Abdomen 45Pelvis 123Bone and Soft tissue 109Multiple sites 15Treatment intent  Curative 531Palliative 75Surgery  Pre-operative RT 33Post-operative RT 228No surgery 345Chemotherapy  Adjuvant CT alone 128Concomitant CT alone 102Neoadjuvant and Concomitant CT 73

No CT 303Re-irradiation  Yes 78No 528

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  Acute toxicity Chronic toxicity

grade 3 grade 4 grade 5 grade 3

CNS 0 1 0 0

Head and Neck 38 1 1 2

Thorax and Chest wall 2 0 0 2

Abdomen 4 0 0 1

Pelvis 14 0 0 3

Bone and Soft tissue 3 0 0 0

Multiple sites 5 0 0 0

Total 66 2 1 8

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Tomothérapie - ORLDonnées de la littérature

Van Vulpen et al. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2005; 62:1353-1539

5 oropharynx Comparaison dosimétrique : RCMI step and shout – Tomo 69 Gy

Dose moyenne parotides : Tomo 24 Gy RCMI 30 Gy

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Tomothérapie - ORLDonnées de la littérature

Fiorino et al. Radiother Oncol 2006; 78:276-282

3 oropharynx, 1 hypopharynx, 1 larynx Comparaison dosimétrique : RCMI dynamique – Tomo

PTV1 54 Gy

Tomo RCMI

PTV1 V95%Parotides dose moyMoelle (dose max)

96,2 %20,8 Gy24,5 Gy

89,6 %26,3 Gy31,6 Gy

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Centre de Lutte Contre le Cancer–Nantes Atlantique– Toxicité cutanée

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Médulloblastoma

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Craniospinal irradiation

DOSIMETRIC DATA

Organs Mean dose CS-TOMO

Mean dose CS-RT

Mean dose ratio

PTV brain 35.8 37.3 1.04

PTV spine 35.9 38.1 1.06

Parotid 10.4 20.1 1.93

Thyroid 9.7 23.2 2.39

Esophagus 9.8 32.2 3.29

Heart 6.4 14.6 2.27

Bowel 9.0 11.6 1.29

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Mesothelioma Post operative hemithoracic irradiation

PTV = hemithorax + scar: 50 Gy+/- residual tumor: 4 Gy

OAR: heartkidneysliverlung+++ V20 < 7% (Rice IJROBP 2007; 69:350-357)

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Mesothelioma pN0

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Mesothelioma pN2

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Anal cancer

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Endometrial cancer

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Whole ventricular irradiationPediatric germ cell tumors

Supiot et al, ASTRO 2008

Objective: Dosimetric comparison 2 fields conformal RT 5 fields conformal RT 5 fields IMRT 24 Gy/12 f (excluding tumor boost) Helical IMRT

Methods 6 patients volume

• PTV = CTV ventricles + 5mm +CTV tumor

+ 2mm

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    conformal 2 fields

conformal 5 fields

IMRT 5 fields

Helical IMRT

p (two-ways

anova)chiasm Mean

dose23.0 Gy 23.1 22.1 17.8 0.025

Temporal lobes

Mean dose

21.5 Gy 19.6 Gy 17.9 Gy 16.5 Gy <0.0001

pituitary Mean Dose

21.9 Gy 22.6 Gy 21.1 Gy 14.3 Gy 0.0157

Brain stem

Mean Dose

19.6 Gy 20.2 Gy 21.9 Gy 17.6 Gy 0.15

Whole ventricular irradiation

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Conformal RT : 2 fields

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Helical IMRT

Centre de Lutte Contre le Cancer–Nantes Atlantique– Low doses and IMRT: V2Gy

Conformal 2 fields

Conformal 5 fields

IMRT 5 fields

Helical IMRT

p

Face 2Gy 31% 90% 91% 100% <0.0001

Whole ventricular irradiation: 5 children

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TBIQuestions

Organes à protéger ?

Débit de dose : Tomo = 6-8 Gy / min Classique = 15-20 cGy /mn

Centre de Lutte Contre le Cancer–Nantes Atlantique–Irradiation médullaire totale (IMT)

Wong et al, biology of blood and marrow transplantation, 12:306-315, 2006

Étude dosimétrique

Organes IMT 10 Gy IMT 20 Gy ICT conventionnelle

Tomo Tomo 12 Gy

Poumons 4,3 6,8 8,8

Foie 6 8,7 12,4

Reins 5,6 8,7 12,2

Cœur 6,2 6,4 12,1

Thyroïde 3,7 4,9 12,1

Cristallins 1,5 1,9 11,3

Parotides 3,9 4,8 11,8

Centre de Lutte Contre le Cancer–Nantes Atlantique– IMT

Wong JY et al, IJROBP; 73:273-279, 2009

MM stades I – III répondeurs ou stables après chimio

Melphalan - CSP IMT – CSP : Phase I 13 patients : 10, 12, 14, 16 Gy (2 Gy x 2/j) Toxicité grade 1 – 2 : vomissement, mucite,

fatigue, diarrhée Toxicité grade 3 – 4 : 0

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Fig. 1. Sample treatment plans for the same patient with either (a) helical tomotherapy or (b) topotherapy (static fields). The following isodose lines are displayed: 20 Gy, 30 Gy, 40 Gy, 50.4 Gy (prescription dose) and 52.9 Gy (105% of prescription dose). The dose prescription was to the V95%.

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Fig. 2. Dose–volume histograms for the same patient treated with either (a) helical tomotherapy or (b) topotherapy (static fields).

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15 – 23 pts/J 8 – 10h/J

Temps d’irradiation

Loc. Moyenne (mn)

Extrêmes (mn)

ORL 7 3.6 - 11.5

SNC 4.3 2.5 - 15.2

Thorax 7 4.5 - 7.5

Abdomen 9.7 5.9 - 11.7

Pelvis 5.7 2.4 - 13.4

Os-tissus mous

6.7 2.9 - 12.9

Centre de Lutte Contre le Cancer–Nantes Atlantique– Temps d’irradiation

Bauman Médiane : 6mn (2-68)

N : 60

Sterzing Moyenne : 10.7mn (6.8 – 46.4mn)

N: 150

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Thomothérapie versus Arcthérapie dynamique

Evaluation médico-économique Tomo vs Rapid Arc vs VMAT Objectif principal

Différentiel de coûts

Objectifs secondaires Impact de l’apprentissage Toxicité Contrôle local, SSR, SG Distribution de dose

Etude ORL: début 2010 Etude pelvis : (prostate, col utérin, canal anal avec

RT gg) : mi 2010

Centre de Lutte Contre le Cancer–Nantes Atlantique– Conclusion

Tomo : grands volumes, volumes complexes, ré-irradation, 2ème K en territoire irradié

Toxicité aigue et semi-tardive acceptable

Tomo vs Arcthérapie dynamique : attendre résultats EME