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Article

1 - CONTEXTE

  • 1.1 - Place de la radiothérapie dans le traitement des cancers
  • 1.2 - Imagerie de planification en radiothérapie
  • 1.3 - Système de planification de radiothérapie (Treatment Planning System TPS)
  • 1.4 - Processus de l'IGRT : étapes interconnectées de la planification à la vérification de l'irradiation

2 - CONTEXTE DE L'IGRT

  • 2.1 - Objectifs
  • 2.2 - Niveaux de vérification

3 - ÉQUIPEMENTS UTILISÉS PAR L'IGRT : PRINCIPES TECHNIQUES ET PHYSIQUES

4 - OUTILS DE L'IGRT

5 - EXEMPLES DE MACHINES SOUS L'ANGLE DE LEURS SYSTÈMES COUPLÉS D'IGRT

6 - STRATÉGIES DE CORRECTION DES ERREURS DE REPOSITION- NEMENT PAR IGRT

  • 6.1 - Erreurs aléatoires et systématiques (répétées)
  • 6.2 - IGRT offline
  • 6.3 - IGRT online
  • 6.4 - Modes de recalage

7 - PRINCIPES D'APPLICATION ET LIMITES

  • 7.1 - Protocoles
  • 7.2 - Contraintes
  • 7.3 - Niveaux de preuve par site tumoral
  • 7.4 - Essais prospectifs
  • 7.5 - Perspectives cliniques

8 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : MED450 v1

Exemples de machines sous l'angle de leurs systèmes couplés d'IGRT
Radiothérapie guidée par l'image

Auteur(s) : Richard TRIMAUD, Juliette THARIAT

Date de publication : 10 août 2014

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NOTE DE L'ÉDITEUR

Ont contribué à cet article : Marianne AZNAR, Régis AMBLARD, Catherine DEJEAN, Gaëlle ANGELLIER, Vincent FLOQUET et Joël HERAULT. Ce travail a été réalisé dans le cadre du DIU de radiothérapie haute technicité www.diu-radiotherapie.com

02/06/2014

RÉSUMÉ

La radiothérapie guidée par l'image (IGRT) constitue l'outil incontournable du radiothérapeute. Les évolutions qui la portent sont présentées dans cet article suivant plusieurs perspectives ; elles allient les problématiques de la complexité de traitement des patients par le médecin radiothérapeute, avec les solutions suggérées par les concepteurs de systèmes de radiothérapie. L'IGRT offre un panel important d'outils adaptés et dédiés aux spécificités des traitements des cancers, pour un contrôle de la dose thérapeutique délivrée de plus en plus précis.

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ABSTRACT

Image-guided radiation Therapy (IGRT)

Image Guided Radiotherapy constitutes the major current tool of the radiotherapist. The technical progresses carried out in this field are presented in this article according to several angles: these views combine the complexity of cancer treatment foreseen by the radiotherapist with the technical solutions designed by the radiotherapy systems engineers. IGRT offers a wide range of tools tuned for the various cancer treatments with more precision of the therapeutic control of the dose.

Auteur(s)

  • Richard TRIMAUD : Ingénieur Cyclotron - Centre Antoine Lacassagne, Nice, France

  • Juliette THARIAT : Oncologue radiothérapeute - Centre Lacassagne Cyclotron, Nice, France -

INTRODUCTION

La radiothérapie guidée par l'image (IGRT) est une méthode basée sur l'utilisation de l'imagerie (ionisante ou non) en salle de traitement. L'imagerie est garante de la conformité de la délivrance de l'irradiation telle que planifiée, c'est-à-dire qu'elle assure la précision et l'exactitude de la distribution de dose prévue et parfois réévaluée en cas de nécessité clinique (radiothérapie adaptative qui comprend de facto l'IGRT, ou ART). Elle permet aussi d'ajuster le positionnement du patient, voire de la tumeur, en quelques minutes sans alourdir une séance de traitement.

Il existe une autre définition de l'IGRT, plus large mais moins consensuelle, qui comprend aussi l'imagerie pour le diagnostic tumoral et le contourage des volumes cibles et des organes à risque pour préparer le plan d'irradiation ; elle pourrait s'appeler « radiothérapie basée sur l'image » (IBRT) plutôt que « guidée ».

Nota

le contourage est l'acte qui consiste à délimiter, mais aussi à annoter un volume (tumoral ou organe à risque) en radiothérapie. Un autre terme utilisé en radiothérapie est « délinéation ».

Le terme anglais « IGRT » sera utilisé, car il est beaucoup plus usité, même en France, que ne pourrait l'être l'acronyme français.

Les domaines de l'imagerie et de la radiothérapie ont vécu ces dernières vingt années une véritable révolution technologique. En effet, l'imagerie de planification multimodalité, basée sur le scanner et sur une ou plusieurs autres modalités après recalage/fusion, a considérablement amélioré la définition des volumes cibles. De plus et en parallèle, les équipements de radiothérapie se sont enrichis de solutions d'optimisation de la conformation de la dose aux volumes cibles en utilisant un principe de modulation d'intensité appliqué à la radiothérapie conformationnelle (IMRT), ou en utilisant une irradiation stéréotaxique, ou encore une radiothérapie par ions lourds.

Nota

le terme « conformationnel » indique le principe selon lequel l'irradiation respecte les volumes définis. Initialement un anglicisme, ce terme est un terme consacré et non substituable en radiothérapie.

Le principe de l'IGRT s'intègre enfin dans un compromis sur le rapport bénéfice-risque intrinsèquement lié à la pratique médicale en routine, en visant à augmenter l'index thérapeutique (diminuer les marges, les toxicités, augmenter les doses, le contrôle local) sans alourdir le traitement inutilement (moyens humains, financiers, irradiation supplémentaire du patient, marqueurs invasifs...). Il est directement lié à un contrôle qualité exigeant pour le suivi des performances de ces équipements de pointe.

Nous tenterons dans cet article de montrer le but de l'IGRT et ses différentes modalités d'application.

Compte tenu de la multiplication des modalités d'irradiation avec développement d'outils technologiques adaptés aux appareils de radiothérapie pour optimiser l'imagerie en cours de traitement, des classifications par principe d'application et par procédé technique sont proposées. Les noms commerciaux des équipements sont parfois utilisés faute de ne pas pouvoir se référer à des équipements génériques.

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KEYWORDS

state of the art   |   Safety   |   quality   |   health   |   Radiation therapy

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-med450


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5. Exemples de machines sous l'angle de leurs systèmes couplés d'IGRT

5.1 Arcthérapie volumique modulée (VMAT)

Lors d'une séance par arcthérapie, l'irradiation est réalisée avec un ou deux arcs continus autour du patient (figure 20, exemple de dosimétrie VMAT). La zone tumorale est irradiée avec une meilleure uniformité et une extrême précision, en épargnant au mieux les tissus sains.

La société Varian propose sa technologie RapidArc sur ses Clinacs, tandis que Brainlab offre le Dynamic Hybrid Arc (mouvements simultanés de l'anneau et du Linac), et Elekta porte la technique « VMAT ».

  • HybridArc, proposée par Brainlab, est une nouvelle technique de traitement qui combine la thérapie conformationnelle d'arc dynamique optimisé avec modulation d'intensité discrète. Le résultat est une distribution de dose unique calculée en additionnant la distribution d'arcs dynamiques avec la distribution d'un certain nombre de faisceaux fixes IMRT.

  • RapidArc, proposée par Varian, est une thérapie d'arcthérapie volumique qui livre une distribution de dose 3D sculptée précisément avec une rotation unique à 360o du portique supportant l'accélérateur linéaire. Cela est rendu possible grâce à un algorithme de planification de traitement qui change simultanément trois paramètres pendant le traitement :

    • la vitesse de rotation du portique ;

    • la forme de l'ouverture du collimateur multilames ;

    • le débit de dose de traitement.

  • VMAT, proposé par Elekta, permet aux utilisateurs de traiter des patients à l'aide d'une technique innovante, combinant la rotation du bras avec une collimation multilames pour offrir une IMRT à conformation élevée.

    Cette technique d'administration étend les différentes techniques précédemment développées par Elekta (arcthérapie et modulation d'intensité) en permettant de faire varier le débit UM/degré tandis que le statif et le collimateur pivotent.

    Pendant la rotation du statif, le système de commande règle les paramètres suivants :

    • la vitesse du statif ;

    • le débit de dose ;

    • la vitesse du statif et le débit de dose conjointement ;

    • la direction et la vitesse de la rotation du collimateur.

    Cette technique d'administration permet une administration homogène de la...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - UDRESCU (C.) et al -   ExacTrac snap verification : a new tool for ensuring quality control for Lung stereotactic body radiation therapy.  -  Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 85(1), p. e89-94 (2013).

  • (2) - HALG (R.A.) et al -   Systematic measurements of whole-body imaging dose distributions in image-guided radiation therapy.  -  Med. Phys., 39(12), p. 7650-7661 (2012).

  • (3) - KUHR (G.C.L.), SCHLEGEL (W.) -   Patient positioning sensor unit (PPSU) for stereotactically guided fractionated radiotherapy.  -  In ESTRO 17 Annual. Meeting, Edinburgh (1998).

  • (4) - CHEN (Q.S.), WEINHOUS (M.S.), DEIBEL (F.C.), CIEZKI (J.P.), MacKLIS (R.M.) -   Fluoroscopic study of tumor motion due to breathing : facilitating precise radiation therapy for lung cancer patients.  -  Med. Phys., 28, p. 1850-1856 (2001).

  • (5) - SEPPENWOOLDE (Y.), SHIRATO (H.), KITAMURA (K.), SHIMIZU (S.), VAN HERK (M.), LEBESQUE (J.V.), MIYASAKA (K.) -   Precise and real-time measurement of 3D tumor motion in lung due to breathing and heartbeat, measured during radiotherapy.  -  Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 53, p. 822-834 (2002).

  • ...

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