La radiothérapie conformationnelle par modulation d’intensité par faisceaux fixes (RCMI)
La radiothérapie conformationnelle par modulation d’intensité (RCMI) ou modulation de fluence des RX, propose de partir des objectifs de dose à la tumeur et des contraintes aux organes à risque (OAR) afin de déterminer la meilleure balistique de traitement. Le radiothérapeute s’appuie sur des protocoles nationaux ou internationaux pour proposer des objectifs de doses à la tumeur et les contraintes aux OAR. La méthode initialement développée consiste d’abord à placer les faisceaux par simulation virtuelle en évitant au mieux les structures critiques. Le physicien médical spécifie au programme de calcul, la dose à la tumeur, les doses optimales pour chacun des organes à risques, mais aussi des doses sur des volumes « physique » afin d’aider l’algorithme à converger vers une solution optimale. L’algorithme de calcul va élaborer une solution d’irradiation de façon à ce que la différence entre la dose calculée et la dose prescrite pour chacun des volumes cliniques soit la plus faible possible. Cette solution va générer des faisceaux d’irradiation modulés (composés de nombreux segments) qui vont délivrer une distribution de dose hétérogène mais optimale sur l’ensemble des volumes.
Principe du calcul dosimétrique inverse
Balistique d’un traitement par modulation d’intensité de la sphère ORL
Profil de fluence de RX modélisé dans un plan
Fluence de RX mesurée par film pour un faisceau IMRT dans un traitement ORL.
Calcul d’un profil de fluence (à gauche) et mesure d’un profil de faisceau de rayons X modulé en intensité IMRT projeté sur un film dosimétrique (à droite).
Dosimétrie par RCMI d’un méningiome du sinus caverneux
Dosimétrie par RCMI d’une tumeur du canal anal
La forme des courbes isodoses (courbes qui relient les points de l’espace recevant une même dose) sera alors parfaitement adaptée à la forme de la tumeur. On peut remarquer sur l’exemple ci-dessus à gauche pour une lésion cérébrale (en rouge) que ces courbes évitent les organes sains à épargner (en bleu et vert). A droite est présentée une dosimétrie de lésion du canal anal.
Dosimétrie IMRT d’une localisation ORL
Dosimétrie IMRT d’une localisation ORL dans un plan coronal
Exemples de dosimétrie de lésion ORL selon une vue axiale (à gauche) et coronale (à droite).
Les courbes isodoses sont adaptées à la forme de la tumeur et des chaines ganglionnaires. Les tissus sains et radiosensibles (moelle, glande parotide) sont mieux protégés.
Histogramme Dose Volume d’une lésion du canal anal
Les histogrammes dose-volume sont des instruments de mesure permettant d’apprécier la quantité de dose dans chaque centimètre cube de tissu à la fois pour la lésion et pour les organes à risques.
Pour délivrer un faisceau modulé en fluence, l’accélérateur doit être pourvu d’un collimateur multilames. Dans ce cas, le collimateur (le système qui délimite le faisceau) est constitué de nombreuses lames (120) alors que 4 mâchoires servent à délimiter le faisceau dans le cas d’un collimateur conventionnel.
Les positions de ces nombreuses lames peuvent varier pendant l’irradiation grâce à un ordinateur située hors de la salle de traitement. Un ensemble de positions de lames correspond à un segment et l’enchaînement de ces segments va réaliser la modulation de flux de rayons X des faisceaux.
Tous les accélérateurs d’électrons du service sont équipés d’un collimateur multilames. Ils reçoivent et enchaînent les segments de faisceaux dont les lames (120), vont se déplacer au cours de l’irradiation. Cette technique est appelée » Step and Shoot » ou » faire un pas et tirer » .
En conclusion, ces techniques d’irradiations élaborées par des méthodes dosimétriques utilisant le calcul inverse pour moduler la fluence de RX permettent de délivrer des doses plus importantes à la tumeur tout en épargnant mieux les tissus sains. La mise en œuvre clinique de la radiothérapie conformationnelle par modulation d’intensité a débuté au début de l’année 2005. D’autres localisations comme l’ORL, l’encéphale, le canal anal, la prostate, etc. bénéficient également aujourd’hui de cette forme d’irradiation.
Collimateur multilames de l’accélérateur
Exemple de collimation réalisée avec un collimateur multilames
La Modulation Volumique par arcthérapie (VMAT)
La technique appelée VMAT pour Volumetric Modulated Arc Therapy permet de délivrer des faisceaux modulés en fluence sur un ou plusieurs arcs grâce à la fois à la variation du débit de dose, la vitesse de rotation du bras de l’accélérateur et la collimation dynamique du faisceau.
Cette technique permet de traiter avec un nombre très importants de faisceaux (un arc est un faisceau tournant) ce qui permet de mieux répondre aux objectifs et aux contraintes de dose que le radiothérapeute prescrit. L’augmentation du nombre de projection de faisceaux permet notamment en ORL de diminuer les doses au niveau des organes sains comme les glandes salivaires en diminuant les effets radiques comme la sécheresse buccale tout en délivrant au niveau de la lésion les doses prescrites.
Beaucoup d’autres localisations comme les tumeurs de l’encéphale, les tumeurs du système digestif, du poumon et de la prostate sont traitées avec cette technique.
Arcthérapie modulée pour un traitement ORL
Traitement ORL en modulation volumique
