Radiothérapie

La radiothérapie ou radiothérapie , souvent abrégée RT , RTx ou XRT , est une thérapie utilisant des rayonnements ionisants , généralement fournie dans le cadre du traitement du cancer pour contrôler ou tuer les cellules malignes et normalement administrée par un accélérateur linéaire . La radiothérapie peut être curative dans un certain nombre de types de cancer s’ils sont localisés dans une zone du corps. Il peut également être utilisé dans le cadre d’ un traitement adjuvant , pour prévenir la récidive tumorale après une intervention chirurgicale visant à retirer une tumeur maligne primaire (par exemple, les premiers stades du cancer du sein). La radiothérapie est synergique avec la chimiothérapie, et a été utilisé avant, pendant et après la chimiothérapie dans les cancers sensibles. La sous-spécialité de l’oncologie concernée par la radiothérapie est appelée radio-oncologie. Un médecin qui pratique dans cette surspécialité est un radio-oncologue .

Radiothérapie
Radiothérapie du bassin , à l’aide d’un accélérateur linéaire Varian Clinac iX. Des lasers et un moule sous les jambes sont utilisés pour déterminer la position exacte.
CIM-10-PCS	ré
CIM-9-CM	92.2 – 92.3
Engrener	D011878
Code OPS-301	8–52
MedlinePlus	001918
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La radiothérapie est couramment appliquée à la tumeur cancéreuse en raison de sa capacité à contrôler la croissance cellulaire. Le rayonnement ionisant agit en endommageant l’ ADN des tissus cancéreux entraînant la mort cellulaire . Pour épargner les tissus normaux (tels que la peau ou les organes que le rayonnement doit traverser pour traiter la tumeur), des faisceaux de rayonnement façonnés sont dirigés sous plusieurs angles d’exposition pour se croiser au niveau de la tumeur, fournissant une dose absorbée beaucoup plus importante.là que dans les tissus sains environnants. Outre la tumeur elle-même, les champs de rayonnement peuvent également inclure les ganglions lymphatiques drainants s’ils sont cliniquement ou radiologiquement impliqués dans la tumeur, ou s’il existe un risque de propagation maligne subclinique. Il est nécessaire d’inclure une marge de tissu normal autour de la tumeur pour tenir compte des incertitudes dans la configuration quotidienne et le mouvement interne de la tumeur. Ces incertitudes peuvent être causées par un mouvement interne (par exemple, la respiration et le remplissage de la vessie) et le mouvement des marques cutanées externes par rapport à la position de la tumeur.

La radio-oncologie est la spécialité médicale concernée par la prescription des rayonnements et se distingue de la radiologie , l’utilisation des rayonnements dans l’imagerie médicale et le diagnostic . La radiothérapie peut être prescrite par un radio- oncologue dans l’intention de guérir (“curative”) ou pour un traitement adjuvant. Il peut également être utilisé comme traitement palliatif (lorsque la guérison n’est pas possible et que l’objectif est le contrôle local de la maladie ou le soulagement des symptômes) ou comme traitement thérapeutique (lorsque la thérapie a un effet bénéfique sur la survie et peut être curative). Il est également courant d’associer la radiothérapie à la chirurgie , la chimiothérapie, l’ hormonothérapie , l’ immunothérapie .ou un mélange des quatre. Les types de cancer les plus courants peuvent être traités d’une manière ou d’une autre par radiothérapie.

L’intention précise du traitement (curatif, adjuvant, thérapeutique Néoadjuvant ou palliatif) dépendra du type, de l’emplacement et du stade de la tumeur, ainsi que de l’état de santé général du patient. L’irradiation corporelle totale (TBI) est une technique de radiothérapie utilisée pour préparer le corps à recevoir une Greffe de moelle osseuse . La curiethérapie , dans laquelle une source radioactive est placée à l’intérieur ou à côté de la zone à traiter, est une autre forme de radiothérapie qui minimise l’exposition aux tissus sains lors des procédures de traitement des cancers du sein, de la prostate et d’autres organes. La radiothérapie a plusieurs applications dans des conditions non malignes, telles que le traitement de la névralgie du trijumeau ,neurinomes de l’acoustique , maladie oculaire thyroïdienne sévère , ptérygion , Synovite villonodulaire pigmentée et prévention de la croissance des cicatrices chéloïdes , resténose vasculaire et ossification hétérotopique . L’utilisation de la radiothérapie dans des conditions non malignes est limitée en partie par les inquiétudes concernant le risque de cancers radio-induits.

Utilisations médicales

Radiothérapie pour un patient atteint d’un gliome pontique intrinsèque diffus , avec dose de rayonnement codée par couleur.

Différents cancers réagissent à la radiothérapie de différentes manières. ^{[1] [2] [3]}

La réponse d’un cancer aux radiations est décrite par sa radiosensibilité. Les cellules cancéreuses hautement radiosensibles sont rapidement tuées par des doses modestes de rayonnement. Ceux-ci comprennent les Leucémies , la plupart des Lymphomes et les tumeurs des cellules germinales . La majorité des Cancers épithéliaux ne sont que modérément radiosensibles et nécessitent une dose de rayonnement significativement plus élevée (60-70 Gy) pour obtenir une guérison radicale. Certains types de cancer sont notamment radiorésistants, c’est-à-dire qu’il faut des doses beaucoup plus élevées pour produire une guérison radicale que ce qui peut être sans danger dans la pratique clinique. Cancer des cellules rénales et mélanomesont généralement considérés comme radiorésistants, mais la radiothérapie reste une option palliative pour de nombreux patients atteints de mélanome Métastatique. La combinaison de la radiothérapie avec l’ immunothérapie est un domaine d’investigation actif et s’est révélée prometteuse pour le mélanome et d’autres cancers. ^[4]

Il est important de distinguer la radiosensibilité d’une tumeur particulière, qui dans une certaine mesure est une mesure de laboratoire, de la “curabilité” par rayonnement d’un cancer dans la pratique clinique réelle. Par exemple, les Leucémies ne sont généralement pas curables avec la radiothérapie, car elles se propagent dans tout le corps. Le lymphome peut être radicalement guérissable s’il est localisé dans une zone du corps. De même, de nombreuses tumeurs courantes, modérément radiosensibles, sont systématiquement traitées avec des doses curatives de radiothérapie si elles sont à un stade précoce. Par exemple, le cancer de la peau autre que le mélanome , le cancer de la tête et du cou , le cancer du sein , le Cancer du poumon non à petites cellules , le cancer du col de l’utérus , le cancer de l’ anus etcancer de la prostate . Les cancers métastatiques sont généralement incurables avec la radiothérapie car il n’est pas possible de traiter tout le corps.

Avant le traitement, un scanner est souvent effectué pour identifier la tumeur et les structures normales environnantes. Le patient reçoit de petites marques cutanées pour guider le placement des champs de traitement. ^[5] Le positionnement du patient est crucial à ce stade car le patient devra être placé dans une position identique à chaque traitement. De nombreux dispositifs de positionnement du patient ont été développés à cette fin, y compris des masques et des coussins qui peuvent être moulés sur le patient.

La réponse d’une tumeur à la radiothérapie est également liée à sa taille. En raison d’une radiobiologie complexe , les très grosses tumeurs répondent moins bien aux radiations que les petites tumeurs ou les maladies microscopiques. Diverses stratégies sont utilisées pour surmonter cet effet. La technique la plus courante est la résection chirurgicale avant la radiothérapie. Ceci est le plus souvent observé dans le traitement du cancer du sein avec excision locale large ou mastectomie suivie d’ une Radiothérapie adjuvante . Une autre méthode consiste à réduire la tumeur avec néoadjuvantchimiothérapie avant une radiothérapie radicale. Une troisième technique consiste à augmenter la radiosensibilité du cancer en administrant certains médicaments au cours d’une radiothérapie. Des exemples de médicaments radiosensibilisants comprennent le cisplatine , le nimorazole et le cétuximab . ^[6]

L’impact de la radiothérapie varie selon les différents types de cancer et les différents groupes. ^[7] Par exemple, pour le cancer du sein après une chirurgie mammaire conservatrice , la radiothérapie a permis de réduire de moitié le taux de récidive de la maladie. ^[8]

Effets secondaires

La radiothérapie est en soi indolore. De nombreux traitements palliatifs à faible dose (par exemple, la radiothérapie des Métastases osseuses ) provoquent peu ou pas d’effets secondaires, bien qu’une poussée de douleur à court terme puisse être ressentie dans les jours suivant le traitement en raison d’un œdème comprimant les nerfs dans la zone traitée. Des doses plus élevées peuvent provoquer divers effets secondaires pendant le traitement (effets secondaires aigus), dans les mois ou les années suivant le traitement (effets secondaires à long terme) ou après un nouveau traitement (effets secondaires cumulatifs). La nature, la gravité et la longévité des effets secondaires dépendent des organes qui reçoivent la radiothérapie, du traitement lui-même (type de radiothérapie, dose, fractionnement , chimiothérapie concomitante) et du patient.

La plupart des effets secondaires sont prévisibles et attendus. Les effets secondaires de la radiothérapie sont généralement limités à la zone du corps du patient qui est sous traitement. Les effets secondaires sont dose-dépendants; par exemple, des doses plus élevées de rayonnement de la tête et du cou peuvent être associées à des complications cardiovasculaires , à un dysfonctionnement de la thyroïde et à un dysfonctionnement de l’ axe hypophysaire . ^[9] La radiothérapie moderne vise à réduire au minimum les effets secondaires et à aider le patient à comprendre et à gérer les effets secondaires inévitables.

Les principaux effets secondaires signalés sont la fatigue et l’irritation de la peau, comme un coup de soleil léger à modéré. La fatigue s’installe souvent au milieu d’un traitement et peut durer des semaines après la fin du traitement. La peau irritée guérira, mais peut ne pas être aussi élastique qu’elle l’était auparavant. ^[dix]

Effets secondaires aigus

Nausée et vomissements Il ne s’agit pas d’un effet secondaire général de la radiothérapie et, d’un point de vue mécanique, il n’est associé qu’au traitement de l’estomac ou de l’abdomen (qui réagissent généralement quelques heures après le traitement) ou à la radiothérapie de certaines structures crâniennes produisant des nausées pendant le traitement de certaines tumeurs de la tête et du cou, le plus souvent les vestibules de l’oreille interne . ^[11] Comme pour tout traitement pénible, certains patients vomissent immédiatement pendant la radiothérapie, ou même en prévision de celle-ci, mais cela est considéré comme une réponse psychologique. Les nausées pour quelque raison que ce soit peuvent être traitées avec des antiémétiques. ^[12] Dommages aux surfaces épithéliales ^[13] Les surfaces épithéliales peuvent être endommagées par la radiothérapie. Selon la zone traitée, cela peut inclure la peau, la muqueuse buccale, le pharynx, la muqueuse intestinale et l’uretère. Les taux d’apparition des dommages et de récupération dépendent du taux de renouvellement des cellules épithéliales. Généralement, la peau commence à devenir rose et douloureuse plusieurs semaines après le début du traitement. La réaction peut s’aggraver pendant le traitement et jusqu’à environ une semaine après la fin de la radiothérapie, et la peau peut se détériorer. Bien que cette desquamation humide soit inconfortable, la récupération est généralement rapide. Les réactions cutanées ont tendance à être pires dans les zones où il y a des plis naturels dans la peau, comme sous le sein féminin, derrière l’oreille et dans l’aine. Blessures à la bouche, à la gorge et à l’estomac Si la région de la tête et du cou est traitée, des douleurs et des ulcérations temporaires surviennent généralement dans la bouche et la gorge. ^[14] S’il est grave, cela peut affecter la déglutition et le patient peut avoir besoin d’analgésiques et d’un soutien nutritionnel/de compléments alimentaires. L’œsophage peut également devenir douloureux s’il est traité directement ou si, comme c’est souvent le cas, il reçoit une dose de rayonnement collatéral pendant le traitement du cancer du poumon. Lors du traitement des tumeurs malignes du foie et des Métastases, il est possible que le rayonnement collatéral provoque des ulcères gastriques, gastriques ou duodénaux ^{[15] [16]} Ce rayonnement collatéral est généralement causé par une administration non ciblée (reflux) des agents radioactifs perfusés. ^[17]Des méthodes, des techniques et des dispositifs sont disponibles pour réduire l’apparition de ce type d’effet secondaire indésirable. ^[18] Gêne intestinale La partie inférieure de l’intestin peut être traitée directement par radiothérapie (traitement du cancer du rectum ou de l’anus) ou être exposée par radiothérapie à d’autres structures pelviennes (prostate, vessie, appareil génital féminin). Les symptômes typiques sont des douleurs, de la diarrhée et des nausées. Les interventions nutritionnelles peuvent être en mesure d’aider à la diarrhée associée à la radiothérapie. ^[19] Des études chez des personnes ayant subi une radiothérapie pelvienne dans le cadre d’un traitement anticancéreux pour un cancer pelvien primaire ont révélé que des changements dans les graisses alimentaires, les fibres et le lactose pendant la radiothérapie réduisaient la diarrhée à la fin du traitement. ^[19] Gonflement Dans le cadre de l’ inflammation générale qui se produit, le gonflement des tissus mous peut causer des problèmes pendant la radiothérapie. Ceci est une préoccupation lors du traitement des tumeurs cérébrales et des Métastases cérébrales, en particulier lorsqu’il existe une pression intracrânienne élevée préexistante ou lorsque la tumeur provoque une obstruction quasi totale d’une lumière (par exemple, la trachée ou la bronche principale ). Une intervention chirurgicale peut être envisagée avant le traitement par rayonnement. Si la chirurgie est jugée inutile ou inappropriée, le patient peut recevoir des Stéroïdes pendant la radiothérapie pour réduire l’enflure. Infertilité Les Gonades (ovaires et testicules) sont très sensibles aux radiations. Ils peuvent être incapables de produire des Gamètes après une exposition directe à la plupart des doses normales de rayonnement. La planification du traitement pour tous les sites corporels est conçue pour minimiser, voire exclure complètement la dose aux Gonades si elles ne constituent pas la zone de traitement principale.

Effets secondaires tardifs

Les effets secondaires tardifs surviennent des mois à des années après le traitement et sont généralement limités à la zone qui a été traitée. Ils sont souvent dus à des lésions des vaisseaux sanguins et des cellules du tissu conjonctif. De nombreux effets tardifs sont réduits en fractionnant le traitement en parties plus petites.

Fibrose Les tissus qui ont été irradiés ont tendance à devenir moins élastiques avec le temps en raison d’un processus de cicatrisation diffus. Épilation L’épilation (perte de cheveux) peut survenir sur toute peau poilue avec des doses supérieures à 1 Gy. Cela ne se produit que dans le(s) champ(s) de rayonnement. La perte de cheveux peut être permanente avec une dose unique de 10 Gy, mais si la dose est fractionnée, la perte de cheveux permanente peut ne pas se produire avant que la dose ne dépasse 45 Gy. Sécheresse Les glandes salivaires et les glandes lacrymales ont une tolérance aux radiations d’environ 30 Gy en fractions de 2 Gy, une dose qui est dépassée par la plupart des traitements radicaux du cancer de la tête et du cou. La bouche sèche ( xérostomie ) et la sécheresse oculaire ( xérophtalmie ) peuvent devenir des problèmes irritants à long terme et réduire considérablement la qualité de vie du patient . De même, les glandes sudoripares de la peau traitée (telle que l’ aisselle ) ont tendance à cesser de fonctionner et la muqueuse vaginale naturellement humide est souvent sèche après l’irradiation pelvienne. Lymphœdème Le lymphoedème, une condition de rétention d’eau localisée et de gonflement des tissus, peut résulter de dommages au système lymphatique subis pendant la radiothérapie. Il s’agit de la complication la plus fréquemment signalée chez les patientes en radiothérapie mammaire qui reçoivent une radiothérapie axillaire adjuvante après une intervention chirurgicale pour dégager les ganglions lymphatiques axillaires. ^[20] Cancer Le rayonnement est une cause potentielle de cancer, et des tumeurs malignes secondaires sont observées chez certains patients. Les survivants du cancer sont déjà plus susceptibles que la population générale de développer des tumeurs malignes en raison d’un certain nombre de facteurs, notamment les choix de mode de vie, la génétique et la radiothérapie antérieure. Il est difficile de quantifier directement les taux de ces cancers secondaires d’une cause unique. Des études ont montré que la radiothérapie n’était la cause de tumeurs malignes secondaires que chez une petite minorité de patients. ^{[21] [22]} De nouvelles techniques telles que la protonthérapie et la radiothérapie par ions carbone qui visent à réduire la dose aux tissus sains réduiront ces risques. ^{[23] [24]} Il commence à se produire 4 à 6 ans après le traitement, bien que certaines hémopathies malignes puissent se développer dans les 3 ans. Dans la grande majorité des cas, ce risque est largement compensé par la réduction du risque conféré par le traitement du cancer primaire, même dans les tumeurs malignes pédiatriques qui portent un fardeau plus élevé de tumeurs malignes secondaires. ^[25] Maladie Cardiovasculaire La radiothérapie peut augmenter le risque de maladie cardiaque et de décès, comme observé dans les régimes antérieurs de RT pour le cancer du sein. ^[26] La radiation thérapeutique augmente le risque d’un événement Cardiovasculaire subséquent (c.-à-d. crise cardiaque ou accident vasculaire cérébral) de 1,5 à 4 fois le taux normal d’une personne, facteurs aggravants inclus. ^[27] L’augmentation dépend de la dose, liée à la force de la dose, au volume et à l’emplacement de la RT. Les effets secondaires cardiovasculaires tardifs ont été appelés maladie cardiaque radio-induite (RIHD) et maladie vasculaire radio-induite (RIVD). ^[28] Les symptômes dépendent de la dose et comprennent la cardiomyopathie , la fibrose myocardique , la cardiopathie valvulaire , la maladie coronarienne , l’ arythmie cardiaque et la maladie artérielle périphérique . La fibrose radio-induite, les dommages aux cellules vasculaires et le stress oxydatif peuvent entraîner ces symptômes et d’autres effets secondaires tardifs. ^[28]La plupart des maladies cardiovasculaires radio-induites surviennent 10 ans ou plus après le traitement, ce qui rend plus difficile la détermination de la causalité. ^[27] Déclin cognitif En cas de rayonnement appliqué à la tête, la radiothérapie peut entraîner un déclin cognitif . Le déclin cognitif était particulièrement apparent chez les jeunes enfants, âgés de 5 à 11 ans. Des études ont montré, par exemple, que le QI des enfants de 5 ans diminuait chaque année après un traitement de plusieurs points de QI. ^[29] Entéropathie radique Histopathologie de la cystite radique, y compris les cellules stromales atypiques (« fibroblastes radiés »). Le tractus gastro-intestinal peut être endommagé suite à une radiothérapie abdominale et pelvienne. ^[30] L’atrophie, la fibrose et les modifications vasculaires produisent une malabsorption , une diarrhée , une stéatorrhée et des saignements avec une diarrhée des acides biliaires et une malabsorption de la vitamine B12 couramment observées en raison de l’atteinte iléale. L’irradiation pelvienne comprend la rectite radique , produisant des saignements, de la diarrhée et des mictions urgentes, ^[31]et peut également provoquer une cystite radique lorsque la vessie est touchée. Polyneuropathie radio-induite Les radiothérapies peuvent endommager les nerfs proches de la zone cible ou dans le trajet d’administration car le tissu nerveux est également radiosensible . ^[32] Les lésions nerveuses dues aux rayonnements ionisants se produisent par phases, la phase initiale de la lésion microvasculaire, des lésions capillaires et de la démyélinisation nerveuse . ^[33] Des dommages ultérieurs se produisent à cause de la constriction vasculaire et de la compression nerveuse en raison de la croissance incontrôlée des tissus fibreux causée par les radiations. ^[33] Polyneuropathie radio-induite, code CIM-10-CM G62.82, survient chez environ 1 à 5 % des personnes recevant une radiothérapie. ^{[33] [32]} Selon la zone irradiée, une neuropathie à effet tardif peut survenir soit dans le système nerveux central (SNC) soit dans le système nerveux périphérique (SNP) . Dans le système nerveux central, par exemple, une lésion du nerf crânien se présente généralement sous la forme d’une perte d’acuité visuelle 1 à 14 ans après le traitement. ^[33] Dans le SNP, les lésions des nerfs du plexus se présentent sous la forme d’une plexopathie brachiale radio -induite ou d’une plexopathie lombo-sacrée radio-induite apparaissant jusqu’à 3 décennies après le traitement. ^[33] Nécrose radique La radionécrose est la mort des tissus sains à proximité du site irradié. Il s’agit d’un type de nécrose coagulante qui se produit parce que le rayonnement endommage directement ou indirectement les vaisseaux sanguins de la région, ce qui réduit l’apport sanguin aux tissus sains restants, provoquant leur mort par ischémie , semblable à ce qui se passe lors d’un accident vasculaire cérébral ischémique . ^[34] Puisqu’il s’agit d’un effet indirect du traitement, il se produit des mois à des décennies après l’exposition aux radiations. ^[34]

Effets secondaires cumulatifs

Les effets cumulatifs de ce processus ne doivent pas être confondus avec les effets à long terme – lorsque les effets à court terme ont disparu et que les effets à long terme sont subcliniques, la réirradiation peut toujours être problématique. ^[35] Ces doses sont calculées par le radio-oncologue et de nombreux facteurs sont pris en compte avant l’irradiation ultérieure.

Effets sur la reproduction

Au cours des deux premières semaines suivant la fécondation , la radiothérapie est létale mais non tératogène . ^[36] De fortes doses de rayonnement pendant la grossesse induisent des anomalies , une croissance altérée et une déficience intellectuelle , et il peut y avoir un risque accru de leucémie infantile et d’autres tumeurs chez la progéniture. ^[36]

Chez les hommes ayant déjà subi une radiothérapie, il ne semble pas y avoir d’augmentation des défauts génétiques ou des malformations congénitales chez leurs enfants conçus après la thérapie. ^[36] Cependant, l’utilisation des technologies de procréation assistée et des techniques de micromanipulation pourrait augmenter ce risque. ^[36]

Effets sur le système Pituitaire

L’hypopituitarisme se développe généralement après une radiothérapie pour les néoplasmes sellaires et parasellaires, les tumeurs cérébrales extrasellaires, les tumeurs de la tête et du cou, et après une irradiation du corps entier pour les tumeurs malignes systémiques. ^[37] L’hypopituitarisme radio-induit affecte principalement l’hormone de croissance et les hormones gonadiques . ^[37] En revanche, les déficits en hormone corticotrope (ACTH) et en hormone stimulant la thyroïde (TSH) sont les moins fréquents chez les personnes atteintes d’hypopituitarisme radio-induit. ^[37] Les modifications de la sécrétion de prolactine sont généralement légères et le déficit en vasopressine semble être très rare en raison des radiations.^[37]

Accidents de radiothérapie

Des procédures rigoureuses sont en place pour minimiser le risque de surexposition accidentelle de la radiothérapie aux patients. Cependant, des erreurs se produisent parfois; par exemple, l’appareil de radiothérapie Therac-25 a été responsable d’au moins six accidents entre 1985 et 1987, où les patients ont reçu jusqu’à cent fois la dose prévue ; deux personnes ont été tuées directement par les surdoses de rayonnement. De 2005 à 2010, un hôpital du Missouri a surexposé 76 patients (la plupart atteints d’un cancer du cerveau) pendant une période de cinq ans parce que de nouveaux équipements de radiothérapie avaient été mal configurés. ^[38]

Bien que les erreurs médicales soient exceptionnellement rares, les radio-oncologues, les physiciens médicaux et les autres membres de l’équipe de radiothérapie s’efforcent de les éliminer. ASTRO a lancé une initiative de sécurité appelée Target Safely qui, entre autres, vise à enregistrer les erreurs à l’échelle nationale afin que les médecins puissent apprendre de chaque erreur et les empêcher de se produire. ASTRO publie également une liste de questions que les patients peuvent poser à leur médecin sur la radioprotection afin de s’assurer que chaque traitement est aussi sûr que possible. ^[39]

Utilisation dans les maladies non cancéreuses

Vue du faisceau du portail de radiothérapie sur la surface de la main avec la découpe du blindage en plomb placée dans le portique de la machine

La radiothérapie est utilisée pour traiter les stades précoces de la maladie de Dupuytren et de la maladie de Ledderhose . Lorsque la maladie de Dupuytren est au stade des nodules et des cordes ou que les doigts sont à un stade de déformation minimale de moins de 10 degrés, la radiothérapie est utilisée pour empêcher la progression de la maladie. La radiothérapie est également utilisée après la chirurgie dans certains cas pour empêcher la maladie de continuer à progresser. De faibles doses de rayonnement sont généralement utilisées trois gray de rayonnement pendant cinq jours, avec une pause de trois mois suivie d’une autre phase de trois gray de rayonnement pendant cinq jours. ^[40]

Technique

Mécanisme d’action

La radiothérapie agit en endommageant l’ ADN des cellules cancéreuses. Ces dommages à l’ADN sont causés par l’un des deux types d’énergie, photon ou particule chargée . Ces dommages sont soit une ionisation directe, soit une ionisation indirecte des atomes qui composent la chaîne d’ADN. L’ ionisation indirecte se produit à la suite de l’ionisation de l’eau, formant des radicaux libres , notamment des radicaux hydroxyles , qui endommagent ensuite l’ADN.

En thérapie photonique, la majeure partie de l’effet du rayonnement se fait par les radicaux libres. Les cellules ont des mécanismes pour réparer les dommages à l’ADN simple brin et les dommages à l’ADN double brin . Cependant, les cassures d’ADN double brin sont beaucoup plus difficiles à réparer et peuvent entraîner des anomalies chromosomiques dramatiques et des délétions génétiques. Le ciblage des cassures double brin augmente la probabilité que les cellules subissent la mort cellulaire . Les cellules cancéreuses sont généralement moins différenciées et ressemblent davantage à des cellules souches . ils se reproduisent plus que la plupart des sains différenciéscellules, et ont une capacité réduite à réparer les dommages sublétaux. Les dommages à l’ADN simple brin sont ensuite transmis par division cellulaire; les dommages à l’ADN des cellules cancéreuses s’accumulent, provoquant leur mort ou leur reproduction plus lente.

L’une des principales limites de la radiothérapie photonique est que les cellules des tumeurs solides deviennent déficientes en oxygène . Les tumeurs solides peuvent dépasser leur apport sanguin, provoquant un état de faible teneur en oxygène appelé hypoxie . L’oxygène est un radiosensibilisateur puissant , augmentant l’efficacité d’une dose donnée de rayonnement en formant des radicaux libres endommageant l’ADN. Les cellules tumorales dans un environnement hypoxique peuvent être jusqu’à 2 à 3 fois plus résistantes aux dommages causés par les radiations que celles dans un environnement normal d’oxygène. ^[41] De nombreuses recherches ont été consacrées à surmonter l’hypoxie, y compris l’utilisation de réservoirs d’oxygène à haute pression, la thérapie par hyperthermie(thermothérapie qui dilate les vaisseaux sanguins vers le site de la tumeur), les substituts sanguins qui transportent davantage d’oxygène, les médicaments radiosensibilisants des cellules hypoxiques tels que le misonidazole et le métronidazole et les cytotoxines hypoxiques (poisons tissulaires), telles que la tirapazamine . De nouvelles approches de recherche sont actuellement à l’étude, y compris des études précliniques et cliniques sur l’utilisation d’un composé améliorant la diffusion de l’oxygène tel que le crocétinate de trans sodium (TSC) comme radiosensibilisant . ^[42]

Les particules chargées telles que les protons et les ions de bore , de carbone et de néon peuvent causer des dommages directs à l’ADN des cellules cancéreuses par le biais d’un LET élevé ( transfert d’énergie linéaire ) et avoir un effet antitumoral indépendant de l’apport d’oxygène à la tumeur, car ces particules agissent principalement par transfert d’énergie direct. provoquant des cassures de l’ADN double brin. En raison de leur masse relativement importante, les protons et autres particules chargées ont peu de dispersion latérale dans le tissu – le faisceau ne s’élargit pas beaucoup, reste concentré sur la forme de la tumeur et produit de petites doses d’effets secondaires sur les tissus environnants. Ils ciblent aussi plus précisément la tumeur grâce à l’ effet de pic de Bragg . Voir la protonthérapiepour un bon exemple des différents effets de la radiothérapie avec modulation d’intensité (IMRT) par rapport à la thérapie par particules chargées . Cette procédure réduit les dommages aux tissus sains entre la source de rayonnement de particules chargées et la tumeur et définit une plage finie pour les dommages aux tissus après que la tumeur a été atteinte. En revanche, l’utilisation par l’IMRT de particules non chargées fait que son énergie endommage les cellules saines lorsqu’elle sort du corps. Ces dommages sortants ne sont pas thérapeutiques, peuvent augmenter les effets secondaires du traitement et augmentent la probabilité d’induction secondaire d’un cancer. ^[43] Cette différence est très importante dans les cas où la proximité d’autres organes rend toute ionisation parasite très dommageable (exemple : cancers de la tête et du cou). Cette exposition aux rayons X est particulièrement néfaste pour les enfants, en raison de leur corps en croissance, et bien que dépendant d’une multitude de facteurs, ils sont environ 10 fois plus sensibles au développement de tumeurs malignes secondaires après la radiothérapie que les adultes. ^[44]

Dose

La quantité de rayonnement utilisée dans la radiothérapie photonique est mesurée en grays (Gy) et varie selon le type et le stade du cancer traité. Pour les cas curatifs, la dose typique pour une tumeur épithéliale solide varie de 60 à 80 Gy, tandis que les Lymphomes sont traités avec 20 à 40 Gy.

Les doses préventives (adjuvantes) sont généralement d’environ 45 à 60 Gy en fractions de 1,8 à 2 Gy (pour les cancers du sein, de la tête et du cou). De nombreux autres facteurs sont pris en compte par les radio- oncologues lors du choix d’une dose, notamment si le patient reçoit une chimiothérapie, les comorbidités du patient, si la radiothérapie est administrée avant ou après la chirurgie, et le degré de réussite de la chirurgie.

Les paramètres d’administration d’une dose prescrite sont déterminés lors de la planification du traitement (partie de la dosimétrie ). La planification du traitement est généralement effectuée sur des ordinateurs dédiés à l’aide d’un logiciel de planification de traitement spécialisé. Selon la méthode d’administration du rayonnement, plusieurs angles ou sources peuvent être utilisés pour additionner la dose totale nécessaire. Le planificateur essaiera de concevoir un plan qui délivre une dose de prescription uniforme à la tumeur et minimise la dose aux tissus sains environnants.

En radiothérapie, les distributions de doses tridimensionnelles peuvent être évaluées à l’aide de la technique de dosimétrie dite dosimétrie sur gel . ^[45]

Fractionnement

La dose totale est fractionnée (étalée dans le temps) pour plusieurs raisons importantes. Le fractionnement laisse aux cellules normales le temps de récupérer, tandis que les cellules tumorales sont généralement moins efficaces pour se réparer entre les fractions. Le fractionnement permet également aux cellules tumorales qui se trouvaient dans une phase relativement radiorésistante du cycle cellulaire au cours d’un traitement de passer à une phase sensible du cycle avant que la fraction suivante ne soit administrée. De même, les cellules tumorales chroniquement ou fortement hypoxiques (et donc plus radiorésistantes) peuvent se réoxygéner entre les fractions, améliorant ainsi la destruction des cellules tumorales. ^[46]

Les régimes de fractionnement sont individualisés entre les différents centres de radiothérapie et même entre les médecins individuels. En Amérique du Nord, en Australie et en Europe, le schéma de fractionnement typique pour les adultes est de 1,8 à 2 Gy par jour, cinq jours par semaine. Dans certains types de cancer, une prolongation trop longue du schéma de fractionnement peut permettre à la tumeur de commencer à se repeupler, et pour ces types de tumeurs, y compris les cancers épidermoïdes de la tête et du cou et du col de l’utérus, la radiothérapie est de préférence terminée dans un certain laps de temps. temps. Pour les enfants, une taille de fraction typique peut être de 1,5 à 1,8 Gy par jour, car des tailles de fraction plus petites sont associées à une incidence et à une gravité réduites des effets secondaires d’apparition tardive dans les tissus normaux.

Dans certains cas, deux fractions par jour sont utilisées vers la fin d’un traitement. Ce schéma, appelé régime de rappel concomitant ou hyperfractionnement, est utilisé sur les tumeurs qui se régénèrent plus rapidement lorsqu’elles sont plus petites. En particulier, les tumeurs de la tête et du cou démontrent ce comportement.

Les patients recevant une radiothérapie palliative pour traiter des Métastases osseuses douloureuses non compliquées ne doivent pas recevoir plus d’une seule fraction de radiothérapie. ^[47] Un seul traitement donne des résultats de soulagement de la douleur et de morbidité comparables aux traitements à plusieurs fractions, et pour les patients ayant une espérance de vie limitée, un seul traitement est préférable pour améliorer le confort du patient. ^[47]

Horaires de fractionnement

Un programme de fractionnement qui est de plus en plus utilisé et continue d’être étudié est l’hypofractionnement. Il s’agit d’une radiothérapie dans laquelle la dose totale de rayonnement est divisée en fortes doses. Les doses typiques varient considérablement selon le type de cancer, de 2,2 Gy/fraction à 20 Gy/fraction, cette dernière étant typique des traitements stéréotaxiques (radiothérapie corporelle ablative stéréotaxique, ou SABR – également appelée SBRT, ou radiothérapie corporelle stéréotaxique) pour les lésions sous-crâniennes, ou SRS (radiochirurgie stéréotaxique) pour les lésions intracrâniennes. La logique de l’hypofractionnement est de réduire la probabilité de récidive locale en privant les cellules clonogéniques du temps dont elles ont besoin pour se reproduire et aussi d’exploiter la radiosensibilité de certaines tumeurs. ^[48]En particulier, les traitements stéréotaxiques visent à détruire les cellules clonogéniques par un processus d’ablation – c’est-à- dire la délivrance d’une dose destinée à détruire directement les cellules clonogéniques, plutôt que d’interrompre de façon répétée le processus de division cellulaire clonogénique (apoptose), comme en radiothérapie de routine.

Estimation de la dose basée sur la sensibilité cible

Différents types de cancer ont une sensibilité différente aux rayonnements. Bien que la prédiction de la sensibilité basée sur des analyses génomiques ou protéomiques d’échantillons de biopsie se soit avérée difficile, ^{[49] [50]} les prédictions de l’effet du rayonnement sur des patients individuels à partir de signatures génomiques de radiosensibilité cellulaire intrinsèque se sont avérées associées au résultat clinique. ^[51] Une approche alternative à la génomique et à la protéomique a été offerte par la découverte que la radioprotection chez les microbes est offerte par des complexes non enzymatiques de manganèse et de petits métabolites organiques. ^[52] La teneur et la variation du manganèse (mesurable par résonance paramagnétique électronique) se sont révélées être de bons prédicteurs de la radiosensibilité, et cette découverte s’étend également aux cellules humaines. ^[53] Une association a été confirmée entre la teneur totale en manganèse cellulaire et sa variation, et la radioréactivité cliniquement déduite dans différentes cellules tumorales, une découverte qui peut être utile pour des radiodosages plus précis et un traitement amélioré des patients cancéreux. ^[54]

Les types

Historiquement, les trois grandes divisions de la radiothérapie sont :

• la radiothérapie externe (EBRT ou XRT) ou la téléthérapie ;
• la curiethérapie ou la radiothérapie à source scellée ; et
• radiothérapie systémique ou radiothérapie à source non scellée .

Les différences concernent la position de la source de rayonnement ; externe est à l’extérieur du corps, la curiethérapie utilise des sources radioactives scellées placées précisément dans la zone à traiter et les radio-isotopes systémiques sont administrés par perfusion ou ingestion orale. La curiethérapie peut utiliser le placement temporaire ou permanent de sources radioactives. Les sources temporaires sont généralement placées par une technique appelée postchargement. Dans le post-chargement, un tube creux ou un applicateur est placé chirurgicalement dans l’organe à traiter, et les sources sont chargées dans l’applicateur après l’implantation de l’applicateur. Cela minimise l’exposition aux rayonnements du personnel soignant.

La thérapie par particules est un cas particulier de radiothérapie externe où les particules sont des protons ou des ions plus lourds .

Radiothérapie externe

Les trois sections suivantes font référence au traitement par rayons X.

Radiothérapie externe conventionnelle Une capsule de radiothérapie de téléthérapie composée des éléments suivants :

1. un porte-source standard international (généralement du plomb),
2. un anneau de retenue, et
3. une “source” de téléthérapie composée de
4. deux bidons en acier inoxydable imbriqués soudés à
5. deux couvercles en acier inoxydable entourant
6. un écran interne de protection (généralement de l’uranium métal ou un alliage de tungstène) et
7. un cylindre de matériau source radioactif, souvent mais pas toujours du cobalt-60 . Le diamètre de la “source” est de 30 mm.

Historiquement, la radiothérapie externe conventionnelle (2DXRT) était administrée via des faisceaux bidimensionnels à l’aide d’unités de radiothérapie kilovoltage, d’accélérateurs linéaires médicaux qui génèrent des rayons X à haute énergie ou de machines qui ressemblaient à un accélérateur linéaire en apparence, mais utilisé une source radioactive scellée comme celle illustrée ci-dessus. ^{[55] [56]} 2DXRT se compose principalement d’un seul faisceau de rayonnement délivré au patient à partir de plusieurs directions : souvent avant ou arrière, et des deux côtés.

Conventionnel fait référence à la façon dont le traitement est planifié ou simulé sur une machine à rayons X de diagnostic spécialement calibrée connue sous le nom de simulateur parce qu’elle recrée les actions linéaires de l’accélérateur (ou parfois à l’œil nu), et aux dispositions généralement bien établies des faisceaux de rayonnement pour réaliser un plan souhaité . Le but de la simulation est de cibler ou de localiser précisément le volume à traiter. Cette technique est bien établie et est généralement rapide et fiable. L’inquiétude est que certains traitements à haute dose peuvent être limités par la capacité de toxicité des rayonnements des tissus sains qui se trouvent à proximité du volume tumoral cible.

Un exemple de ce problème est observé dans la radiothérapie de la prostate, où la sensibilité du rectum adjacent a limité la dose qui pouvait être prescrite en toute sécurité en utilisant la planification 2DXRT à un point tel que le contrôle de la tumeur peut ne pas être facilement réalisable. Avant l’invention de la tomodensitométrie, les médecins et les physiciens avaient une connaissance limitée de la véritable dose de rayonnement délivrée aux tissus cancéreux et sains. Pour cette raison, la radiothérapie conformationnelle tridimensionnelle est devenue le traitement standard pour presque tous les sites tumoraux. Plus récemment, d’autres formes d’imagerie sont utilisées, notamment l’IRM, la TEP, la SPECT et l’échographie. ^[57]

Rayonnement stéréotaxique

Le rayonnement stéréotaxique est un type spécialisé de radiothérapie externe. Il utilise des faisceaux de rayonnement focalisés ciblant une tumeur bien définie à l’aide d’analyses d’imagerie extrêmement détaillées. Les radio-oncologues effectuent des traitements stéréotaxiques, souvent avec l’aide d’un neurochirurgien pour les tumeurs du cerveau ou de la colonne vertébrale.

Il existe deux types de rayonnement stéréotaxique. La radiochirurgie stéréotaxique (SRS) est lorsque les médecins utilisent un ou plusieurs traitements de radiothérapie stéréotaxique du cerveau ou de la colonne vertébrale. La radiothérapie corporelle stéréotaxique (SBRT) fait référence à un ou plusieurs traitements de radiothérapie stéréotaxique avec le corps, comme les poumons. ^[58]

Certains médecins disent que l’avantage des traitements stéréotaxiques est qu’ils délivrent la bonne quantité de rayonnement au cancer en moins de temps que les traitements traditionnels, qui peuvent souvent prendre de 6 à 11 semaines. De plus, les traitements sont donnés avec une extrême précision, ce qui devrait limiter l’effet des rayonnements sur les tissus sains. Un problème avec les traitements stéréotaxiques est qu’ils ne conviennent qu’à certaines petites tumeurs.

Les traitements stéréotaxiques peuvent prêter à confusion car de nombreux hôpitaux appellent les traitements par le nom du fabricant plutôt que de les appeler SRS ou SBRT. Les noms de marque de ces traitements incluent Axesse, Cyberknife , Gamma Knife , Novalis, Primatom, Synergy, X-Knife , TomoTherapy , Trilogy et Truebeam . ^[59] Cette liste change à mesure que les fabricants d’équipements continuent de développer de nouvelles technologies spécialisées pour traiter les cancers.

Simulation virtuelle et radiothérapie conformationnelle tridimensionnelle

La planification des traitements de radiothérapie a été révolutionnée par la capacité de délimiter les tumeurs et les structures normales adjacentes en trois dimensions à l’aide de scanners CT et/ou IRM spécialisés et d’un logiciel de planification. ^[60]

La simulation virtuelle, la forme de planification la plus élémentaire, permet un placement plus précis des faisceaux de rayonnement que ce qui est possible avec les rayons X conventionnels, où les structures des tissus mous sont souvent difficiles à évaluer et les tissus normaux difficiles à protéger.

Une amélioration de la simulation virtuelle est la radiothérapie conformationnelle tridimensionnelle (3DCRT) , dans laquelle le profil de chaque faisceau de rayonnement est façonné pour s’adapter au profil de la cible à partir de la vue d’un faisceau (BEV) à l’aide d’un collimateur multilame (MLC) et d’un nombre variable de faisceaux. Lorsque le volume de traitement se conforme à la forme de la tumeur, la toxicité relative du rayonnement sur les tissus normaux environnants est réduite, ce qui permet d’administrer une dose de rayonnement plus élevée à la tumeur que ne le permettraient les techniques conventionnelles. ^[5]

Radiothérapie avec modulation d’intensité (IMRT) Accélérateur linéaire Varian TrueBeam , utilisé pour fournir l’IMRT

La radiothérapie avec modulation d’intensité (IMRT) est un type avancé de rayonnement de haute précision qui est la prochaine génération de 3DCRT. ^[61] L’IMRT améliore également la capacité de conformer le volume de traitement aux formes concaves de la tumeur, ^[5] par exemple lorsque la tumeur est enroulée autour d’une structure vulnérable telle que la moelle épinière ou un organe majeur ou un vaisseau sanguin. ^[62] Les accélérateurs de rayons X contrôlés par ordinateur distribuent des doses de rayonnement précises aux tumeurs malignes ou à des zones spécifiques de la tumeur. Le schéma d’administration du rayonnement est déterminé à l’aide d’applications informatiques hautement personnalisées pour effectuer une optimisation et une simulation de traitement ( Planification du traitement). La dose de rayonnement est compatible avec la forme 3D de la tumeur en contrôlant ou en modulant l’intensité du faisceau de rayonnement. L’intensité de la dose de rayonnement est élevée près du volume brut de la tumeur tandis que le rayonnement parmi les tissus normaux voisins est diminué ou complètement évité. Cela se traduit par un meilleur ciblage de la tumeur, des effets secondaires atténués et de meilleurs résultats de traitement que même la 3DCRT.

La 3DCRT est encore largement utilisée pour de nombreux sites corporels, mais l’utilisation de l’IMRT se développe dans des sites corporels plus complexes tels que le SNC, la tête et le cou, la prostate, le sein et les poumons. Malheureusement, l’IMRT est limitée par son besoin de temps supplémentaire de la part de personnel médical expérimenté. En effet, les médecins doivent délimiter manuellement les tumeurs une image CT à la fois sur l’ensemble du site de la maladie, ce qui peut prendre beaucoup plus de temps que la préparation 3DCRT. Ensuite, des physiciens médicaux et des dosimétristes doivent être engagés pour créer un plan de traitement viable. De plus, la technologie IMRT n’est utilisée commercialement que depuis la fin des années 1990, même dans les centres de cancérologie les plus avancés, de sorte que les radio-oncologues qui ne l’ont pas apprise dans le cadre de leurs programmes de résidence doivent trouver des sources de formation supplémentaires avant de mettre en œuvre l’IMRT.

La preuve de l’amélioration des avantages de survie de l’une ou l’autre de ces deux techniques par rapport à la radiothérapie conventionnelle (2DXRT) se développe pour de nombreux sites tumoraux, mais la capacité à réduire la toxicité est généralement acceptée. C’est notamment le cas pour les cancers de la tête et du cou dans une série d’essais pivots réalisés par le professeur Christopher Nutting du Royal Marsden Hospital. Les deux techniques permettent une augmentation de la dose, augmentant potentiellement l’utilité. Il y a eu quelques inquiétudes, en particulier avec l’IMRT, ^[63]sur l’exposition accrue des tissus normaux aux rayonnements et le potentiel de malignité secondaire qui en résulte. Une confiance excessive dans la précision de l’imagerie peut augmenter le risque de lésions invisibles sur les scanners de planification (et donc non incluses dans le plan de traitement) ou qui se déplacent entre ou pendant un traitement (par exemple, en raison de la respiration ou d’une immobilisation inadéquate du patient) . De nouvelles techniques sont développées pour mieux contrôler cette incertitude, par exemple l’imagerie en temps réel associée à un réglage en temps réel des faisceaux thérapeutiques. Cette nouvelle technologie est appelée radiothérapie guidée par l’image (IGRT) ou radiothérapie en quatre dimensions.

Une autre technique est le suivi et la localisation en temps réel d’un ou plusieurs petits dispositifs électriques implantables implantés à l’intérieur ou à proximité de la tumeur. Il existe différents types de dispositifs médicaux implantables qui sont utilisés à cette fin. Il peut s’agir d’un transpondeur magnétique qui détecte le champ magnétique généré par plusieurs bobines émettrices, puis transmet les mesures au système de positionnement pour déterminer l’emplacement. ^[64] Le dispositif implantable peut également être un petit émetteur sans fil envoyant un signal RF qui sera ensuite reçu par un réseau de capteurs et utilisé pour la localisation et le suivi en temps réel de la position de la tumeur. ^{[65] [66]}

Un problème bien étudié avec l’IMRT est «l’effet languette et rainure» qui entraîne un sous-dosage indésirable, en raison de l’irradiation à travers des languettes et des rainures étendues de feuilles MLC (collimateur multifeuilles) qui se chevauchent. ^[67] Bien que des solutions à ce problème aient été développées, qui réduisent l’effet TG à des quantités négligeables ou le suppriment complètement, elles dépendent de la méthode d’IMRT utilisée et certaines d’entre elles entraînent leurs propres coûts. ^[67] Certains textes distinguent “l’erreur de languette et de rainure” de “l’erreur de languette ou de rainure”, selon que les deux ou un côté de l’ouverture sont obstrués. ^[68]

Arcthérapie volumétrique modulée (VMAT)

L’arcthérapie volumétrique modulée (VMAT) est une technique de rayonnement introduite en 2007 ^[69] qui permet d’obtenir des distributions de dose hautement conformes sur la couverture du volume cible et d’épargner les tissus normaux. La spécificité de cette technique est de modifier trois paramètres au cours du traitement. Le VMAT délivre un rayonnement par un portique rotatif (généralement des champs rotatifs à 360 ° avec un ou plusieurs arcs), en modifiant la vitesse et la forme du faisceau avec un collimateur à plusieurs feuilles (MLC) (système de déplacement à fenêtre coulissante) et le débit de sortie de la fluence (débit de dose) de l’accélérateur linéaire médical. VMAT a un avantage dans le traitement des patients, par rapport à la radiothérapie conventionnelle à modulation d’intensité de champ statique (IMRT), des temps de délivrance de rayonnement réduits. ^{[70] [71]}Les comparaisons entre le VMAT et l’IMRT conventionnelle pour leur épargne des tissus sains et des organes à risque (OAR) dépendent du type de cancer. Dans le traitement des carcinomes du nasopharynx , de l’ oropharynx et de l’ hypopharynx , la VMAT assure une protection équivalente ou supérieure de l’organe à risque (OAR). ^{[69] [70] [71]} Dans le traitement du cancer de la prostate, le résultat de la protection OAR est mitigé ^[69] avec certaines études favorisant VMAT, d’autres favorisant IMRT. ^[72]

Radiothérapie à variation temporelle (TFRT)

La radiothérapie à plumes temporelles (TFRT) est une technique de radiothérapie introduite en 2018 ^[73] qui vise à utiliser les non-linéarités inhérentes à la réparation des tissus normaux pour permettre d’épargner ces tissus sans affecter la dose délivrée à la tumeur. L’application de cette technique, qui n’a pas encore été automatisée, a été soigneusement décrite pour améliorer la capacité des services à l’exécuter, et en 2021, elle a été signalée comme faisable dans un petit essai clinique, ^[74] bien que son efficacité n’ait pas encore être formellement étudiée.

Planification automatisée

La planification automatisée des traitements fait désormais partie intégrante de la planification des traitements de radiothérapie. Il existe en général deux approches de la planification automatisée. 1) Planification basée sur la connaissance où le système de planification de traitement dispose d’une bibliothèque de plans de haute qualité, à partir de laquelle il peut prédire l’histogramme cible et dose-volume de l’organe à risque. ^[75] 2) L’autre approche est communément appelée planification basée sur le protocole, où le système de planification du traitement a essayé d’imiter un planificateur de traitement expérimenté et, à travers un processus itératif, évalue la qualité du plan sur la base du protocole. ^{[76] [77] [78] [79]}

Thérapie par particules

En thérapie particulaire ( la protonthérapie étant un exemple), des particules ionisantes énergétiques (protons ou ions carbone) sont dirigées vers la tumeur cible. ^[80] La dose augmente pendant que la particule pénètre dans le tissu, jusqu’à un maximum (le pic de Bragg ) qui se produit près de la fin de la plage de la particule , puis elle tombe à (presque) zéro. L’avantage de ce profil de dépôt d’énergie est que moins d’énergie est déposée dans le tissu sain entourant le tissu cible.

Thérapie Auger

La thérapie Auger (TA) utilise une dose très élevée ^[81] de rayonnements ionisants in situ qui apporte des modifications moléculaires à l’échelle atomique. La TA diffère de la radiothérapie conventionnelle à plusieurs égards ; il ne s’appuie ni sur des noyaux radioactifs pour causer des dommages par rayonnement cellulaire à une dimension cellulaire, ni n’engage plusieurs faisceaux de crayon externes de différentes directions à zéro pour délivrer une dose à la zone ciblée avec une dose réduite en dehors des emplacements de tissus / organes ciblés. Au lieu de cela, la délivrance in situ d’une dose très élevée au niveau moléculaire à l’aide d’AT vise des modifications moléculaires in situ impliquant des cassures moléculaires et des réarrangements moléculaires tels qu’un changement des structures d’empilement ainsi que des fonctions métaboliques cellulaires liées auxdites structures moléculaires. .

Compensation de mouvement

Dans de nombreux types de radiothérapie par faisceau externe, le mouvement peut avoir un impact négatif sur l’administration du traitement en déplaçant le tissu cible hors du trajet du faisceau prévu ou d’autres tissus sains vers celui-ci. Une certaine forme d’immobilisation du patient est courante, pour empêcher les grands mouvements du corps pendant le traitement, mais cela ne peut pas empêcher tous les mouvements, par exemple à la suite de la respiration . Plusieurs techniques ont été développées pour rendre compte de ce mouvement. ^{[82] [83]} L’apnée en inspiration profonde (DIBH) est couramment utilisée pour les traitements mammaires où il est important d’éviter d’irradier le cœur. Dans le DIBH, le patient retient sa respiration après avoir inspirépour fournir une position stable pour le faisceau de traitement à allumer. Cela peut être fait automatiquement à l’aide d’un système de surveillance externe tel qu’un spiromètre ou une caméra et des marqueurs. ^[84] Les mêmes techniques de surveillance, ainsi que l’imagerie 4DCT , peuvent également être utilisées pour le traitement respiratoire contrôlé, où le patient respire librement et le faisceau n’est engagé qu’à certains points du cycle respiratoire. ^[85] D’autres techniques incluent l’utilisation de l’imagerie 4DCT pour planifier des traitements avec des marges qui tiennent compte du mouvement et du mouvement actif de la table de traitement, ou du faisceau, pour suivre le mouvement. ^[86]

Contacter la curiethérapie à rayons X

La curiethérapie par rayons X de contact (également appelée « CXB », « curiethérapie électronique » ou « technique Papillon ») est un type de radiothérapie utilisant des rayons X à kilovoltage appliqués à proximité de la tumeur pour traiter le cancer du rectum . Le processus consiste à insérer le tube à rayons X par l’ anus dans le rectum et à le placer contre le tissu cancéreux, puis de fortes doses de rayons X sont émises directement dans la tumeur à intervalles de deux semaines. Il est généralement utilisé pour le traitement du cancer rectal précoce chez les patients qui ne sont peut-être pas candidats à la chirurgie. ^{[87] [88] [89]}Une revue du NICE de 2015 a révélé que le principal effet secondaire était un saignement survenu dans environ 38% des cas et un ulcère radio-induit survenu dans 27% des cas. ^[87]

Curiethérapie (radiothérapie à source scellée)

Un appareil de curiethérapie SAVI

La curiethérapie est administrée en plaçant une ou plusieurs sources de rayonnement à l’intérieur ou à côté de la zone nécessitant un traitement. La curiethérapie est couramment utilisée comme traitement efficace pour le cancer du col de l’utérus, ^[90] de la prostate, ^[91] du sein, ^[92] et de la peau ^[93] et peut également être utilisée pour traiter des tumeurs dans de nombreux autres sites du corps. ^[94]

En curiethérapie, les sources de rayonnement sont précisément placées directement sur le site de la tumeur cancéreuse. Cela signifie que l’irradiation n’affecte qu’une zone très localisée – l’exposition aux rayonnements des tissus sains plus éloignés des sources est réduite. Ces caractéristiques de la curiethérapie offrent des avantages par rapport à la radiothérapie externe – la tumeur peut être traitée avec de très fortes doses de rayonnement localisé, tout en réduisant la probabilité de dommages inutiles aux tissus sains environnants. ^{[94] [95]} Un cours de curiethérapie peut souvent être complété en moins de temps que d’autres techniques de radiothérapie. Cela peut aider à réduire le risque que des cellules cancéreuses survivantes se divisent et se développent dans les intervalles entre chaque dose de radiothérapie. ^[95]

Comme exemple de la nature localisée de la curiethérapie mammaire, le dispositif SAVI délivre la dose de rayonnement à travers plusieurs cathéters, chacun pouvant être contrôlé individuellement. Cette approche diminue l’exposition des tissus sains et les effets secondaires qui en résultent, par rapport à la fois à la radiothérapie externe et aux anciennes méthodes de curiethérapie mammaire. ^[96]

Radiothérapie

La thérapie par radionucléides (également connue sous le nom de thérapie systémique par radio-isotopes, thérapie radiopharmaceutique ou radiothérapie moléculaire) est une forme de thérapie ciblée. Le ciblage peut être dû aux propriétés chimiques de l’isotope tel que l’iode radioactif qui est spécifiquement absorbé par la glande thyroïde mille fois mieux que les autres organes du corps. Le ciblage peut également être réalisé en attachant le radio-isotope à une autre molécule ou à un anticorps pour le guider vers le tissu cible. Les radio-isotopes sont délivrés par perfusion (dans la circulation sanguine) ou par ingestion. Des exemples sont la perfusion de métaiodobenzylguanidine (MIBG) pour traiter le neuroblastome , d’ iode-131 par voie orale pour traiter le cancer de la thyroïde ou la thyrotoxicose, et du lutétium-177 et de l’yttrium-90 liés aux hormones pour traiter les tumeurs neuroendocrines ( thérapie par radionucléides par récepteurs peptidiques ).

Un autre exemple est l’injection de microsphères radioactives d’yttrium-90 ou d’holmium-166 dans l’ artère hépatique pour radioemboliser des tumeurs hépatiques ou des Métastases hépatiques. Ces microsphères sont utilisées pour l’approche thérapeutique connue sous le nom de radiothérapie interne sélective . Les microsphères ont un diamètre d’environ 30 μm (environ un tiers d’un cheveu humain) et sont délivrées directement dans l’artère irriguant les tumeurs. Ces traitements commencent par guider un cathéterà travers l’artère fémorale de la jambe, naviguant jusqu’au site cible souhaité et administrant le traitement. Le sang alimentant la tumeur transportera les microsphères directement vers la tumeur permettant une approche plus sélective que la chimiothérapie systémique traditionnelle. Il existe actuellement trois types différents de microsphères : SIR-Spheres , TheraSphere et QuiremSpheres.

Une utilisation majeure de la radiothérapie systémique est le traitement des Métastases osseuses du cancer. Les radio-isotopes se déplacent sélectivement vers les zones d’os endommagé et épargnent l’os normal non endommagé. Les isotopes couramment utilisés dans le traitement des Métastases osseuses sont le radium-223 , ^[97] le strontium-89 et le samarium ( ¹⁵³ Sm) lexidronam . ^[98]

En 2002, la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a approuvé l’ibritumomab tiuxetan (Zevalin), qui est un anticorps monoclonal anti- CD20 conjugué à l’yttrium-90. ^[99] En 2003, la FDA a approuvé le régime tositumomab /iode ( ¹³¹ I) tositumomab (Bexxar), qui est une combinaison d’un iode-131 marqué et d’un anticorps monoclonal anti-CD20 non marqué. ^[100] Ces médicaments ont été les premiers agents de ce que l’on appelle la radioimmunothérapie et ils ont été approuvés pour le traitement du lymphome non hodgkinien réfractaire .

Radiothérapie peropératoire

La radiothérapie peropératoire (IORT) consiste à appliquer des niveaux thérapeutiques de rayonnement à une zone cible, telle qu’une tumeur cancéreuse , alors que la zone est exposée pendant la chirurgie . ^[101]

Raisonnement

La raison d’être de l’IORT est de fournir une dose élevée de rayonnement précisément à la zone ciblée avec une exposition minimale des tissus environnants qui sont déplacés ou protégés pendant l’IORT. Les techniques de radiothérapie conventionnelles telles que la radiothérapie externe (EBRT) après l’ablation chirurgicale de la tumeur présentent plusieurs inconvénients : Le lit tumoral où la dose la plus élevée doit être appliquée est souvent manqué en raison de la localisation complexe de la cavité de la plaie, même lorsque la planification de la radiothérapie moderne est utilisée . De plus, le délai habituel entre l’ablation chirurgicale de la tumeur et l’EBRT peut permettre un repeuplement des cellules tumorales. Ces effets potentiellement nocifs peuvent être évités en délivrant le rayonnement plus précisément aux tissus ciblés, entraînant une stérilisation immédiate des cellules tumorales résiduelles. Un autre aspect est que le fluide de la plaie a un effet stimulant sur les cellules tumorales. L’IORT s’est avérée inhiber les effets stimulants du liquide de la plaie.^[102]

Histoire

Traitement aux rayons X de la tuberculose en 1910. Avant les années 1920, les dangers des rayonnements n’étaient pas compris et ils étaient utilisés pour traiter un large éventail de maladies.

La médecine utilise la radiothérapie comme traitement du cancer depuis plus de 100 ans, ses premières racines remontent à la découverte des rayons X en 1895 par Wilhelm Röntgen . ^[103] Emil Grubbe de Chicago a peut-être été le premier médecin américain à utiliser les rayons X pour traiter le cancer, à partir de 1896. ^[104]

Le domaine de la radiothérapie a commencé à se développer au début des années 1900, en grande partie grâce aux travaux révolutionnaires de la scientifique lauréate du prix Nobel Marie Curie (1867-1934), qui a découvert les éléments radioactifs polonium et radium en 1898. Cela a commencé une nouvelle ère dans le domaine médical . traitement et recherche. ^[103] Au cours des années 1920, les dangers de l’exposition aux radiations n’étaient pas compris et peu de protection était utilisée. On croyait que le radium avait de larges pouvoirs curatifs et la radiothérapie était appliquée à de nombreuses maladies.

Avant la Seconde Guerre mondiale, les seules sources pratiques de rayonnement pour la radiothérapie étaient le radium , son “émanation”, le gaz radon et le tube à rayons X. La radiothérapie externe (téléthérapie) a commencé au tournant du siècle avec des appareils à rayons X à relativement basse tension (<150 kV). Il a été constaté que si les tumeurs superficielles pouvaient être traitées avec des rayons X à basse tension, des faisceaux plus pénétrants et plus énergétiques étaient nécessaires pour atteindre les tumeurs à l’intérieur du corps, nécessitant des tensions plus élevées. Rayons X en orthovoltage, qui utilisaient des tensions de tube de 200 à 500 kV, ont commencé à être utilisées dans les années 1920. Pour atteindre les tumeurs les plus profondément enfouies sans exposer la peau et les tissus intermédiaires à des doses de rayonnement dangereuses, il fallait des rayons d’une énergie de 1 MV ou plus, appelés rayonnements “mégavolts”. La production de rayons X mégavolts nécessitait des tensions sur le tube à rayons X de 3 à 5 millions de volts , ce qui nécessitait d’énormes installations coûteuses. Les appareils à rayons X à mégavoltage ont été construits pour la première fois à la fin des années 1930, mais en raison du coût, ils étaient limités à quelques institutions. L’un des premiers, installé à l’hôpital St. Bartholomew de Londres en 1937 et utilisé jusqu’en 1960, utilisait un tube à rayons X de 30 pieds de long et pesait 10 tonnes. Rayons gamma mégavolts produits par le radium, mais était extrêmement rare et coûteux en raison de sa faible présence dans les minerais. En 1937, l’approvisionnement mondial total en radium pour la radiothérapie était de 50 grammes, évalué à 800 000 £, soit 50 millions de dollars en dollars de 2005.

L’invention du réacteur nucléaire dans le cadre du projet Manhattan pendant la Seconde Guerre mondiale a rendu possible la production de radio- isotopes artificiels pour la radiothérapie. La cobaltothérapie , appareils de téléthérapie utilisant des rayons gamma mégavolts émis par le cobalt-60 , un radio-isotope produit en irradiant du cobalt métallique ordinaire dans un réacteur, a révolutionné le domaine entre les années 1950 et le début des années 1980. Les machines au cobalt étaient relativement bon marché, robustes et simples à utiliser, bien qu’en raison de sa demi-vie de 5,27 ans , le cobalt devait être remplacé environ tous les 5 ans.

Les accélérateurs linéaires de particules médicaux , développés depuis les années 1940, ont commencé à remplacer les appareils à rayons X et au cobalt dans les années 1980 et ces thérapies plus anciennes sont aujourd’hui en déclin. Le premier accélérateur linéaire médical a été utilisé au Hammersmith Hospital de Londres en 1953. ^[56] Les accélérateurs linéaires peuvent produire des énergies plus élevées, avoir plus de faisceaux collimatés et ne produisent pas de déchets radioactifs avec les problèmes d’élimination qui en découlent comme les thérapies radio-isotopiques.

Avec l’invention de la tomodensitométrie (TDM) par Godfrey Hounsfield en 1971, la planification tridimensionnelle est devenue une possibilité et a créé un passage de la diffusion de rayonnement 2D à la 3D. La planification basée sur la tomodensitométrie permet aux médecins de déterminer plus précisément la distribution de la dose à l’aide d’images tomographiques axiales de l’anatomie du patient. L’avènement de nouvelles technologies d’imagerie, notamment l’imagerie par résonance magnétique (IRM) dans les années 1970 et la tomographie par émission de positrons (TEP) dans les années 1980, a fait passer la radiothérapie de la radiothérapie conformationnelle 3D à la radiothérapie à modulation d’intensité (IMRT) et à l’ imagerie . tomothérapie radiothérapie guidée (IGRT). Ces avancées ont permis aux radio-oncologues de mieux voir et cibler les tumeurs, ce qui a entraîné de meilleurs résultats de traitement, une meilleure préservation des organes et moins d’effets secondaires. ^[105]

Alors que l’accès à la radiothérapie s’améliore à l’échelle mondiale, plus de la moitié des patients des pays à revenu faible ou intermédiaire n’ont toujours pas accès à la thérapie en 2017. ^[106]

Voir également

• Becquet de faisceau
• Cancer et nausées
• Thérapie par neutrons rapides
• Thérapie par capture neutronique du cancer
• Faisceau de particules
• Radiothérapeute
• Radiothérapie interne sélective
• Traitement du cancer

Références

1. ^ CK Bomford, IH Kunkler, J Walter. Manuel de radiothérapie de Walter et Miller (6e éd.), p311
2. ^ “Radiosensibilité” sur le carnet GP http://www.gpnotebook.co.uk/simplepage.cfm?ID=2060451853
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Lectures complémentaires

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• McGarry, M (2002). Radiothérapie en traitement . Livres AUSG.
• Williams JR, Thwaites DI (1993). Physique de la radiothérapie en pratique . Oxford [Oxfordshire] : Presse universitaire d’Oxford. ISBN 978-0-19-963315-9.

Liens externes

Wikibooks a un livre sur le thème : Radio- oncologie

Information

• Human Health Campus Le site officiel de l’Agence internationale de l’énergie atomique dédié aux professionnels de la médecine radiologique. Ce site est géré par la Division de la santé humaine, Département des sciences et applications nucléaires
• RT Answers – ASTRO : site d’informations pour les patients
• Radiothérapie protonique
• The Radiation Therapy Oncology Group : une organisation pour la recherche en radio-oncologie
• RadiologyInfo – La ressource d’information sur la radiologie pour les patients : la radiothérapie
• La source de la résistance des cellules souches cancéreuses aux radiations expliquée sur YouTube.
• Manuel de prise en charge du cancer : Principes de la radiothérapie
• Calculateur de dose biologiquement équivalente
• Calculateur de compensation des écarts de traitement en radiobiologie

À propos du métier

• PROS (Société de radio-oncologie pédiatrique)
• American Society for Radiation Oncology – ASTRO : le site officiel des radio-oncologues
• PACT : Programme d’action pour la thérapie du cancer Programme visant à établir une capacité de soins contre le cancer et une lutte globale contre le cancer dans les pays en développement à l’aide de la radiothérapie
• Société européenne de radiologie thérapeutique et d’oncologie
• Qui fait quoi en radio-oncologie ? – Responsabilités des différents personnels au sein de la radio-oncologie aux États-Unis
• Société des radiographes (Royaume-Uni)

Accidents et AQ

• Vérification des calculs de dose en radiothérapie
• Sécurité radiologique en radiothérapie externe (AIEA)