Jeudi 17 novembre 2007

Les irradiations pour soigner Les irradiations pour soigner Les irradiations pour soigner Les irradiations pour soigner

les cancersles cancersles cancersles cancers

Dr. Carmen Llacer MoscardoCRLC Val D’Aurelle

IntroductionIntroductionIntroductionIntroduction

� 1 français sur 3 développera un cancer au cours de son existence

� 60% seront traités par Radiothérapie

� 200.000 nouveaux traitements / an

� 40% des cancers guéries grâce aux rayons

Rôle de la RadiothRôle de la RadiothRôle de la RadiothRôle de la Radiothéééérapierapierapierapie

� Seule ou en association a d’autres stratégies thérapeutiques (Chirurgie, chimiothérapie)

� Rendre possible un traitement curateur et non mutilant sans séquelles

� Protéger au maximum les tissus voisins (Dose de tolérance)

MECANISME DMECANISME DMECANISME DMECANISME D’’’’ ACTIONACTIONACTIONACTION

PHASE PHYSIQUESérie d’ ionisations des atomes du milieu et productions d’ électrons incidents

ETAPE CHIMIQUELésions sur l’ ADN (ou autres molécules) par des radicaux libres

ETAPE CELLULAIREMise en défaut des processus de réparation mort cellulaire mitotique ou programmée (Apoptose)

ETAPE TISSULAIRE

Lésions de

l’ADN

Intégrité

génomique

FIDELE

Réparation

Apoptose

Signalisation

Cancer

radioinduit

Mort

mitotique

Génotoxicité(Mutations - Aberrations chromosomiques)

NON FIDELE ou ABSENTE

Radiations

ionisantes

Cellule Cellule

somatiquesomatiqueTemps

10

-19

10

-5 s

Sec

onde

Heu

reJour

Année

Min

ute

Un peu dUn peu dUn peu dUn peu d’’’’histoirehistoirehistoirehistoire…………

Découvre les Rx…

Rx de la main de sa femme

Révolution scientifique !!

1895, Wilhelm Conrad Röntgen

� 1896, Becquerel découvre la RT naturelle

� 1898, Découverte du Radium (Rayons γ) par Pierre et Marie Curie

� Très tôt misse en évidence des effets des rayons X et γ sur les tissus vivants et leur capacité de faire régresser les tumeurs cancéreuses et dans certains cas les stériliser

Il m’est doux de penser que notre découverte peut servir, comme celle de Röntgen, à soulager la souffrance humaine,

Marie Curie

Entre engouement et inquiétude…

� Dans ces débuts était très difficile d’irradier de manière homogène et à dose suffisante les tumeurs sans irradier les tissues sains

� Il a fallut attendre les années 70 pour disposer des méthodes d’irradiation sélectives et précises grâce à l’introduction des rayonnements de haute énergie

Pompe à radium

1er Tube à Rx utilisé en RT

Années 50 …

Années 70 …

Unité de

Cobalt 60:

Photons γ 1.25 Mv

Les Accélérateurs: Photons 6, 18, 25 MV

Electrons 6-15 Mev

Courbes de rendement en profondeur

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150 200 250 300Profondeur (mm)

Dos

e (%

)

X18COBALTX6

Survie selon type énergie utilisée …

Simulateur conventionnel

Scanner dosimétrique

Traitements 3D

Objectif:

1.Augmenter les doses et le contrôle local

2.Diminuer la toxicité

Comment fait- on ?

� Simulation:

� Positionnement, immobilisation, contention� Acquisition des donnés anatomiques� Définition des volumes cibles� Etude dosimétrique� Etude histogrammes dose-volume (DVH)� Vérification des faisceaux par IP

…. Mise en place du traitement

Poste de contrôle: manipulateurs

Principales

Applications Cliniques

Aide à la chirurgie

� But conservateur

� Esthétique: éviter ablation du sein� Fonctionnalité: conserver un membre� Sécurité en terme de contrôle local� Sans compromettre la survie

Eviter la chirurgie

� Quand celle-là serait trop délabrante :

� Cancer du canal anal: éviter une colostomie� Cancer de l’œsophage: conserver déglutition� Cancer du Larynx: conserver phonation� Cancer de la prostate: préserver puissance ou

continence

Quand la chirurgie n’est plus

possible

� Optimiser le contrôle local� Traitement de la douleur� Traitement hémostatique� Traitement décompresseur

Localisations

� SNC� ORL� Thorax: Poumon, Œsophage, Sein� Abdominal: Estomac, Pancréas,� Pelvis: Rectum, Gynécologie, Prostate� Membres� Hématologie

Techniques spTechniques spTechniques spTechniques spééééciales ciales ciales ciales …………

Curiethérapie de la prostate: I 125

300300°°

265265°°

230230°°

6060°°

9595°°

130130°°

RCMI: modulation d’intensité

Orientation des champs RCMIOrientation des champs RCMI

Définition des volumes et contraintes de dose Getug 06

Contraintes de doseDose totale = 80 Gy (46 Gy au PTV1)

PTV2 Dmin ≥ 72 Gy et 85% > 76 Gy

Spécificité du centre: 95%V ≥ 76 Gy

Rectum Dmax ≤ 76 Gy et moins de 25 % > 72 GyVessie Dmax ≤ 80 Gy et moins de 50% > 70 GyTêtes fémorales Dmax ≤ 55 Gy et moins de 5 % > 50 Gy

Définition des VolumesCTV2 = Prostate CTV1 = Prostate + Vésicules séminales

Volumes cibles PTV2 = CTV2 + marge PTV1 = CTV1 + margeMarge = 10 mm réduite à 5 mm en regard du rectum

OAR paroi vésicale en totalité (7mm d’épaisseur)paroi rectale (5 mm d’épaisseur) : 1 cm au dessous et au dessus du PTV1 Têtes fémorales et cols fémoraux jusqu’au petit trochanter

DosimDosim éétrie inverse (Htrie inverse (H éélios)lios)définition de contraintes de dose

avec coefficient de priorité pour les différentes structures

IMRT: logiciel de dosimétrie inverse

RadiothRadiothéérapie de conformation: RCrapie de conformation: RC

Les plans de traitement de radiothérapie conformationnelle sont approuvés en prenant comme référence des histogrammes doses volumes qui corrèlent tout ou partie d’un organe avec une dose limite qu’il doit atteindre ou ne pas dépasser.

La dosimétrie est ajustée manuellement jusqu’à obtenir les résultats désirés.

La RadiothLa Radiothéérapie Conformationnelle par Modulation drapie Conformationnelle par Modulation d’’IntensitIntensitéé (RCMI)(RCMI) adopte un raisonnement inverse.

Les contraintes de départ (hdv) sont fixées et le logiciel module la fluence issue de l’accélérateur de sorte à avoir une répartition de dose dans le patient correspondant à celle désirée.

IMRT: RT par modulation d’intensité

1 IP les 3 premières séances puis 1 par semaine

soit

environ 1000 IP avec recalages (Matching)

Écart médian de repositionnement

<+/- 3 mm

vvéérificationrification

IGRT:

Image guided RT

Systèmes d’immobilisation plus performants

Diminution des volumes irradiés

Dyn’ air

ABC (Active Breath Control) , Elekta

RT stéréotaxique: cranial

Cyberknife:

Tomothérapie

Hadronthérapie

ProtonsNeutronsIon Carbone 12

Projet Enlight(Etoile): Programme Européen de recherche en prothontherapie et particules lourdes

RadiothRadiothRadiothRadiothéééérapie :rapie :rapie :rapie :

� Spécialité de haute technologie en évolution très rapide depuis quelques années

� Spécialité à risques:problème de santé publique en cas d’accident

LLLL’é’é’é’équipe quipe quipe quipe …………

� Physicien médical: aspect technique et clinique� Ingénieurs: technique, informatique� Spécialiste protection radiologique� Manipulateurs� Dosimétristes� Techniciens� Infirmières � Médecins

Le contexte Le contexte Le contexte Le contexte …………

� Traitements de plus en plus complexes� Nombreux intervenants� Nombre croissant de paramètres en

cause� Tout est informatisé� Activité à déroulement « industriel »

Risque dRisque dRisque dRisque d’’’’erreur connuerreur connuerreur connuerreur connu

� Non réversibilité de ce qui est réalisé� Accidents graves sont rares mais peuvent

conduire au décès� Les erreurs quotidiennes

environ 1% des faisceauxconcernant 3% des patients

� Gravité en général mineur

PrPrPrPréééévention et Gestion du vention et Gestion du vention et Gestion du vention et Gestion du

Risque en RadiothRisque en RadiothRisque en RadiothRisque en Radiothéééérapierapierapierapie

Identification des risquesIdentification des risquesIdentification des risquesIdentification des risques

� Organisation du travaille pour construire un jeux de défenses

� Réglementation

� Identifier dysfonctionnements potentiels

� Veille sur les événements précurseurs

Exigences rExigences rExigences rExigences rééééglementairesglementairesglementairesglementaires

� Contrôles périodiques :de qualitéde sécurité des installations

� Protocoles écrits, procédures

� Dossier médical accessible

� Plan de traitement validé par physicien et médecin

Plan de traitementPlan de traitementPlan de traitementPlan de traitement

� Caractéristiques techniques des faisceaux

� Isocentre� Courbes d’isodoses et HDV� DRR permettant comparaisons avec IP� Dose prescrite, fractionnement� Nombre d’unités moniteur calculé par

deux logiciels indépendants

DDDDééééclaration des Evclaration des Evclaration des Evclaration des Evéééénementsnementsnementsnements

� Les incidents, accidents, erreurs graves doivent être déclarés

� ASN� ASSFAPS

� Registre événements quotidiens� ROSIS-ESTRO: www.ROSIS.INFO

(radiation oncology safety information system)

Les irradiations thLes irradiations thLes irradiations thLes irradiations théééérapeutiques rapeutiques rapeutiques rapeutiques

en Men Men Men Méééédecine Nucldecine Nucldecine Nucldecine Nuclééééaireaireaireaire

Pr. Jean Claude ArtusCRLC Val D’Aurelle

MMMMéééédecine Nucldecine Nucldecine Nucldecine Nuclééééaire et Thaire et Thaire et Thaire et Théééérapiesrapiesrapiesrapies

�� PrincipePrincipe : apporter au sein de la cellule à détruire une source radioactive

� Moyens : disposer d’éléments adapter à l’objectif, émetteur bêta (ou alpha !)

� Obtenir un « contraste » important pour concentrer le marqueur sur la cellule « cible »

� Spécificité pharmacologique du marqueur pour la cible : thyroïde, os, ou d’un vecteur bispécifique …

� Le problème de la Dosimétrie

Les Indications cliniquesLes Indications cliniquesLes Indications cliniquesLes Indications cliniques

� Non Cancérologiques :� Thyroïde : Basedow, nodules chauds� Rhumatismale articulaire (Yb, Er)

� Cancérologique� Cancers de la thyroïde� Métastases osseuses de la prostate� Certains lymphomes� Certaines métastases hépatiques

57

OOùù est localisest localis éé leleradiopharmaceutique ?radiopharmaceutique ?

Quel est le processusQuel est le processusdd’é’élimination dulimination du

radiopharmaceutique ?radiopharmaceutique ?

Quel dQuel d éépôt dpôt d ’é’énergie ?nergie ?

Dans quelle gDans quelle g ééomom éétrie ?trie ?

DonnDonn éées relatives es relatives àà la source et au patientla source et au patient

DosimDosiméééééééétrie en mtrie en méééééééédecine nucldecine nuclééééééééaireaire

DONNDONNÉÉESESBIOLOGIQUESBIOLOGIQUES

DONNDONNÉÉESESPHYSIQUESPHYSIQUES

Accidents ou Contraintes et Accidents ou Contraintes et

Effets secondaires ? Effets secondaires ?

Tumeur Rayons Diffusés

Pour comprendre le BPour comprendre le BPour comprendre le BPour comprendre le BPour comprendre le BPour comprendre le BPour comprendre le BPour comprendre le Béééééééénnnnnnnnééééééééfice, fice, fice, fice, fice, fice, fice, fice,

accident et la Contrainteaccident et la Contrainteaccident et la Contrainteaccident et la Contrainteaccident et la Contrainteaccident et la Contrainteaccident et la Contrainteaccident et la Contrainte

� Pour un traitement : le Bénéfice est celui de la dose absorbée par la Tumeur, elle s’exprime en grays (Gy). L’accident est l’erreur de Gy à coté ou en trop

� Pour ce même traitement : la contrainte, le Risque est celui de l’estimation de la Dose Efficace, elle s’exprime en sieverts (Sv).

Accidents ou Contraintes et Accidents ou Contraintes et

Effets secondaires ? Effets secondaires ?

Tumeur Rayons Diffusés

Gy

mSv

Des Doses ! Selon leurs utilisations

De l’énergie dont la grandeur est la dose

De la dose absorbée à la dose efficace

1 Gy

Wr

La Dose Efficace (E) est la grandeur La Dose Efficace (E) est la grandeur La Dose Efficace (E) est la grandeur La Dose Efficace (E) est la grandeur La Dose Efficace (E) est la grandeur La Dose Efficace (E) est la grandeur La Dose Efficace (E) est la grandeur La Dose Efficace (E) est la grandeur

fondamentale de la radioprotectionfondamentale de la radioprotectionfondamentale de la radioprotectionfondamentale de la radioprotectionfondamentale de la radioprotectionfondamentale de la radioprotectionfondamentale de la radioprotectionfondamentale de la radioprotection

C’est la grandeur estimée du risque, pour l’organisme entier, de voir apparaître des effets des effets tardifstardifs (les cancers) …

Cette grandeur de radioprotection permet de ramener ce risque, lors de l’exposition partielle, à un risque équivalent pour la totalité de l’organisme ; les risques itératifs, de ce fait, deviennent cumulables…

RRéépartition des exposition mpartition des exposition m éédicales (hors dicales (hors mméédecine nucldecine nucl ééaire)aire)

Doses annuelles déééélivréééées par les sources naturelles (en mSv)

Sources Dose

moyenne

Variations

cosmos 0,41 x 2 (1500 m)

tellurique 0,46 0,3 à 200 mSv

radon 1,30 0,2 à 20 mSv

organisme 0,23 stable

Total 2,4 mSv jusqu'à 400 mSv !

Importance relative des sources d’’’’exposition

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