A – RAPPELS SUR LE CANCER DE LA PROSTATE 1. Description anatomique de la prostate
C – RADIOTHERAPIE CONFORMATIONNELLE TRIDIMENTIONNELLE
1-Définition
Utilisée depuis une dizaine d’années, la radiothérapie conformationnelle 3D (RTC_3D) est une irradiation transcutanée dans laquelle les faisceaux d’irradiations sont conformés au volume tumoral reconstruit en 3 dimensions grâce à la présence d’un collimateur mutilâmes sur l’accélérateur (figure 9). Cette technique présenterait théoriquement deux avantages : d’une part, pour une dose d’irradiation similaire à la radiothérapie conventionnelle, elle diminuerait la morbidité des tissus sains voisins ; d’autre part, l’augmentation de la dose dans les tissus cibles possible devrait permettre d’améliorer le contrôle tumoral local sans accroitre la morbidité induite.
Cette technique nécessite dans un premier temps la reconstruction des contours de patient, de sa tumeur et de ses organes sains à partir d’images scanners et/ou IRM. Cette reconstruction leur permettra de déterminer pour chaque patient le volume d’irradiation et le volume à irradier.
Ces progrès imposent une immobilisation aussi parfaite que possible du patient, un contrôle par imagerie portale en temps réel devient indispensable pour vérifier le bon positionnement du patient à chaque séance d’irradiation [40].
La radiothérapie conformationnelle en 3D est une première étape indispensable de la modulation d’intensité et de l’arcthérapie dynamique.
Le déroulement du traitement est toujours le même, la consultation initiale, puis la simulation et le centrage, la dosimétrie et le traitement avec contrôle qualité et une consultation médicale régulière.
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Figure 9 . Collimateur multi-lames (MLC) Varian (120 lames).
Figure 10. Accélérateur linéaire de particules de radiothérapie conformationnelle
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Quelques notions :
a. Volumes à traiter ou volumes cibles :
Les progrès de l’imagerie et des systèmes informatiques ont permis de définir plus clairement les volumes d’intérêt en radiothérapie. Nous allons détailler ici les définitions des volumes venant du rapport (ICRU 50,1993) [42]. Ils sont schématisés en Figure 11.
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Le volume tumoral macroscopique (Gross Tumor Volume : GTV)
C’est Le volume contenant les lésions tumorales visibles ou palpables par le médecin et/ ou visible sur l’imagerie (scanner, IRM). Il recevra la dose la plus forte.
Le volume cible clinique (Clinical Target Volume : CTV)
Il comprend le GTV, ainsi que des tissus avec une probabilité tumorale forte même si cela est non visibles à l’imagerie. La définition du CTV reste encore subjective pour beaucoup de localisations et est fondé sur l’expérience et les connaissances de la maladie (atteintes ganglionnaires occultes, par exemple). La définition du GTV et du CTV constitue une part essentielle de la prescription.
Le volume cible planifié (Planning Target Volume : PTV)
Il comprend le CTV et une marge de sécurité qui permet de prendre en compte les incertitudes de positionnement, les mouvements éventuels des organes et du patient.
L’ICRU recommande d’optimiser les paramètres de la chaîne de traitement pour homogénéiser le plus possible la dose à l’intérieur du PTV. Il est recommandé de réaliser une planification de manière à ce que la dose au PTV se trouve entre 95% et 107% de la dose prescrite (figure 12).
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b. Volumes relatifs à la dose Le volume traité
Il s’agit du volume entouré d’une surface isodose spécifiée par le radiothérapeute, correspondant à un niveau de dose minimal permettant d’atteindre le but du traitement. Idéalement, ce volume traité devrait correspondre au volume prévisionnel (PTV).
Le volume irradié
C’est le volume de tissus recevant une dose considérée comme significative vis-à-vis de la tolérance des tissus sains. On pourra évaluer, par exemple, le volume de l’isodose correspondant à 80%, 50%, ou 25% de la dose prescrite.
c. Volumes à protéger
Les organes à risque (Organs At Risk, OAR) sont des tissus pour lesquels il est crucial de limiter l’irradiation afin de limiter les effets secondaires. Une attention toute particulière doit être portée à la distribution de dose aux OARs, essentiellement en raison de l’importance des gradients observés en bordure de volume cible. Les contraintes de dose aux OARs interviennent souvent comme des pénalités dans la fonction de coût à optimiser pour définir le plan de traitement.
Trois classes d’organes à risque ont été définies selon leur niveau de morbidité :
- Morbidité sévère : les organes, susceptibles, en cas de lésions graves, d’entraîner la perte fonctionnelle totale. Par exemple lésions à la moelle épinière rendant paraplégique, lésion à rétine ou nerfs optique rendant aveugle etc.
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- Morbidité modérée : les organes dont la lésion conduit à une perte fonctionnelle importante. On y retrouve les glandes salivaires, le cristallin, les oreilles, etc.
- Morbidité transitoire : les organes dont la lésion conduit à une perte fonctionnelle mineure voire nulle. Par exemple la peau ou les muqueuses.
L’organisation du tissu est importante pour déterminer cette morbidité : - Une architecture en série correspond à un organe à morbidité sévère car la fonction dépend de toutes ses sous-unités fonctionnelles. Il peut être représenté par analogie avec les circuits électroniques en série. La rupture d’un seul composant entraîne la perte totale de fonction de l’organe. La surdose en un point de cet organe altère donc la fonction de l’organe entier. On s’intéresse alors à la dose maximale reçue par ce tissu. C’est le cas d’organes comme la moelle épinière dont la section entraîne une paraplégie en aval.
- Une architecture en parallèle correspond à un organe à morbidité modérée, voire faible ou transitoire. L’organe est constitué de plusieurs sous-unités fonctionnelles plus ou moins indépendantes les unes des autres. Ainsi, la perte de fonction de l’organe suite à une irradiation nécessite la destruction d’un nombre significatif de sous-unités. Si le volume détruit par l’irradiation est réduit, on évite un retentissement sur l’organe et surtout la qualité de vie du patient. Ainsi, un tel organe peut recevoir une dose élevée si une partie du volume est préservée. On s’intéresse donc à une contrainte de type dose moyenne ou dose-volume, c’est-à-dire qu’une partie du volume ne doit pas être irradiée au-delà d’une certaine dose. On peut citer comme organe en parallèle les parotides ou encore la rétine.
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Finalement, pour chacun des organes en série ou en parallèle, des relations dose-volume doivent être respectées. Cette relation peut être représentée par des histogrammes dose-volume (HDV), il s’agit d’une représentation graphique de la distribution de la dose dans le volume de l’organe avec en abscisse la dose et en ordonnée le volume ou pourcentage de volume de l’organe. C’est actuellement la façon la plus complète de décrire la dose reçue par un organe à risque.
En pratique, la notion du PTV ont été étendues aux OARs. (ICRU 62, 1999) [43] a défini un volume prévisionnel pour les organes à risque (Previsonal risk volume, PRV). Ce volume correspond au volume des OARs étendu par une marge prenant en compte les mouvements ou les déformations des OARs à l’intérieur du corps, ainsi que les conséquences des incertitudes de mise en place du patient durant le traitement. Les PRV sont préférentiellement utilisés pour les organes en série [44].
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Figure 12 . Schéma des différents volumes de planification
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d. L’indice de conformité :
La norme ICRU83 [45] définit l’indice de conformité (pour une isodose donnée) comme étant le rapport du volume traité par cette isodose sur le PTV.
CIPTV= VTIR / VT
Où : VTIR » est le volume tumoral couvert par l’isodose de référence et « VT » est le volume tumoral.
L’isodose de référence (IR) est définie comme l’isodose de prescription. Le rapport 50 de l’ICRU recommande que l’isodose de référence soit la 95% de la dose prescrite (V95%) et donc :
CIPTV = VT95%/ VT (figure 13).
e. L’indice d’homogénéité : IH
C’est la différence entre la dose maximale et la dose minimale normalisée par la dose médiane.
L’objectif est d’atteindre 0.
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f. L’indice thérapeutique
L’indice thérapeutique, ou ratio thérapeutique, se définit comme le ratio des doses aux cellules normales et des cellules tumorales donnant le même effet biologique. L’équation décrivant l’indice thérapeutique est [45] :
Les effets biologiques pour les cellules cancéreuses et les cellules saines ont été modélisés par des fonctions à partir de mesures expérimentales. La probabilité de contrôle tumoral, ou TCP (Tumor Control Probability), est la probabilité de tuer les cellules cancéreuses à une certaine dose, dépendant du fractionnement utilisé et de l’organe ciblé. Le TCP et le NTCP ont des formes sigmoïdes. La fenêtre thérapeutique dépend de ces deux courbes et permet de déterminer la plage de dose qui peut être utilisée pour tuer les cellules cancéreuses sans pour autant négliger les risques de complication aux OAR.
Le NTCP tient en compte une distribution de dose uniforme. Afin de gérer les distributions de dose hétérogènes, la notion de dose équivalente uniforme généralisée (gEUD — generalized Equivalent Uniform Dose) a été introduite [46]. Elle permet de trouver la distribution de dose uniforme qui donne les mêmes effets biologiques qu’une distribution de dose donnée (figure 14).
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Figure 14. Courbe de NTCP et TCP. La section en rose représente la plage de dose qui peut
être utilisée pour contrôler la tumeur tout en protégeant les tissus sains. C’est la fenêtre thérapeutique [47].
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