État de l’art
1.2 La radiothérapie .1Définition
1.2.4 Les étapes du traitement en radiothérapie externe
La mise en place d’un traitement de radiothérapie est complexe. Elle implique de nombreux dispositifs et intervenants (médecins radiothérapeutes, dosimétristes, physiciens médicaux et manipulateurs en électro-radiologie médicale). Dans une démarche de gestion des risques et d’optimisation, le traitement de RTE standardisé se déroule en plusieurs étapes qui suivent un workflow.
1.2.4.1 L’acquisition des données anatomiques
La première étape d’un traitement de radiothérapie consiste le plus souvent en l’acquisi-tion d’un TDM. Les services de radiothérapie disposent généralement de scanners dédiés et adaptés. Ceux-ci sont équipés d’une table similaire à celle utilisée pour la délivrance du trai-tement. De plus, les diamètres d’anneaux sont agrandis rendant possible le positionnement du patient dans la position de traitement. Des dispositifs de contentions (ex. masques thermo-formés) peuvent être utilisés pour garantir la reproductibilité de cette position pendant le traitement.
Depuis le début des années 2000, l’acquisition de TDM dits 4D permet de prendre en compte la respiration du patient avec des images classées par phases du cycle respiratoire.
Les images du TDM sont utilisées d’une part, pour la définition des structures d’intérêts, et d’autre part, pour le calcul de la distribution de dose absorbée dans le patient. En effet, une courbe de calibration permet de relier les Unités Hounsfield (UH) des images tomographiques à la densité électronique. Les images TDM sont souvent fusionnées avec d’autres modalités d’imagerie (IRM et TEP, TEMP) facilitant la segmentation des volumes d’intérêts.
1.2.4.2 Définition des volumes d’intérêts en radiothérapie
Aux volumes cibles et à risques, s’ajoutent des marges de sécurité prenant en compte les incertitudes liées aux traitements. Le formalisme pour ces structures est recommandé dans les rapports ICRU [90,92,93,91].
Le volume tumoral macroscopique - GTV12 : il correspond au volume des lésions tumorales cliniquement palpables et mesurables avec les techniques d’imageries actuelles.
Le volume cible anatomo-clinique - CTV13 : ce volume prend en compte les lésions tumorales mesurables et la maladie infra-clinique invisible à l’imagerie. Il est défini en ajoutant une marge au GTV. Cette marge de l’extension microscopique est déterminée en fonction du type histologique du cancer et des résultats anatomo-pathologiques.
Le volume cible interne - ITV14 : il comprend le CTV augmenté d’une marge interne prenant en compte les mouvements internes intra-fractions des structures (mouvement respi-ratoire, remplissage de la vessie et du rectum).
Le volume cible prévisionnel - PTV15 : il correspond à l’ITV augmenté d’une marge tenant compte des incertitudes de positionnement et d’équipement.
Les Organes à risques - OAR16 : ce sont les tissus sains présents dans le champ d’irra-diation et dont la radio-sensibilité doit être prise en compte. Des seuils limites de dose sont utilisés pour limiter l’exposition de ces volumes.
12. En anglais : Gross Tumor Volume 13. En anglais : Clinical Target Volume 14. En anglais : Internal Target Volume 15. En anglais : Planning Target Volume 16. En anglais : Organ At Risk
Figure 1.14 – Représentation schématique des différents volumes définis dans l’ICRU 62 [93].
1.2.4.3 La planification
L’étape de planification consiste à la détermination d’une partie ou de tous les paramètres balistiques du traitement ainsi qu’au calcul prévisionnel de la distribution de dose absorbée. Ces paramètres regroupent : la position de l’isocentre, l’énergie, les angles d’incidence, le nombre des faisceaux, les positions des dispositifs des mâchoires, les séquences de positions du MLC et les variations de débit de dose.
La planification peut être directe ou inverse. Pour la méthode directe, c’est l’opérateur qui choisit tous les paramètres balistiques et par essais successifs tend à une distribution de dose absorbée satisfaisante dans les volumes d’intérêts. Pour la méthode inverse, l’opérateur intervient uniquement sur le choix de quelques paramètres du faisceau. Il fixe par ailleurs des objectifs et des contraintes qu’un algorithme itératif utilise pour optimiser un plan de traitement (en particulier la séquence de lames MLC).
La planification se réalise sur un Système de Planification de traitement (TPS17). Ces consoles utilisent les images TDM et des algorithmes pour calculer la distribution de dose absorbée dans le patient (voir section1.5.1).
La distribution de dose finale doit être validée par un médecin radiothérapeute et par un physicien médical avant que le plan de traitement ne soit délivré. Pour être valide la distribution de dose doit respecter des recommandations pour la couverture des volumes cibles et pour les doses maximales aux OAR [66, 34, 111, 126]. Il est généralement admis que la dose délivrée aux PTV soit inférieure à 107% de la dose prescrite. Pour les limites minimales, il est souvent accepté que 95% du PTV reçoivent 95% de cette prescription.
Pour évaluer la dose au sein des différents volumes, un outil d’analyse quantitatif est uti-lisé : l’histogramme dose-volume (HDV). Cette représentation graphique permet d’apprécier la distribution de dose à un organe en fonction de la fraction du volume de ce même or-gane. Les histogrammes sont généralement présentés sous formes cumulées : y% du Volume de l’organe reçoit au minimum x Gy (voir figure 1.15).
Figure 1.15 – Exemple de HDV. En vert : 50% du volume reçoit au moins une dose de 40 Gy -En rouge : allure idéale d’un HDV de PTV pour une prescription de dose de 60 Gy (couverture homogène) - En bleu : allure idéale d’un HDV de OAR (une toute petite fraction du volume reçoit seulement quelques cGy).