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Cancer/Radiothérapie 16 (2012) 288–291 Disponible en ligne sur www.sciencedirect.com Note technique Radiothérapie thoracique en conditions stéréotaxiques : difficultés rencontrées lors de la mise en route et solutions proposées Difficulties encountered and solutions found when implementing stereotactic radiotherapy of non-small cell lung cancer A. Assouline , A. Halley , B. Belghith , J.-J. Mazeron , L. Feuvret Service de radiothérapie, groupe hospitalier Pitié-Salpêtrière, AP–HP, 47-83, boulevard de l’Hôpital, 75651 Paris cedex 13, France i n f o a r t i c l e Historique de l’article : Rec ¸ u le 12 septembre 2011 Rec ¸ u sous la forme révisée le 19 avril 2012 Accepté le 24 avril 2012 Mots clés : Radiothérapie stéréotaxique pulmonaire Asservissement respiratoire Spirométrie r é s u m é L’objectif de cet article était de présenter les difficultés rencontrées lors de la mise en route de l’irradiation thoracique en conditions stéréotaxiques avec asservissement respiratoire par système spirométrique. Du 25/03/2010 au 22/02/2011, huit patients ont été recrutés pour un carcinome bronchique localisé (T1-T2, N0, M0) non à petites cellules et seulement quatre ont pu être traités. Les images scanographiques ont été acquises en inspiration bloquée (phase respiratoire de traitement) à l’aide d’un spiromètre. Le traitement a été réalisé avec un accélérateur Varian 2100CS, un collimateur de 120 lames et des faisceaux de photons de 4 MV et 10 MV. Il a été délivré 60 Gy ou 48 Gy en quatre séances sur l’isodose 80 %. Le volume cible prévisionnel a été défini comme le volume cible interne plus 5 mm, le volume cible interne par le volume tumoral macroscopique plus 3 mm. Le volume cible anatomoclinique a été considéré égal au volume tumoral macroscopique. L’incompréhension du principe de l’asservissement respiratoire, les temps de blocage respiratoire limités et la multiplicité des incidences ont conduit à l’échec de certains traitements. Ces phénomènes sont liés aux capacités respiratoires limitées du patient, au dédoublement des faisceaux pour le traitement en raison du bas débit des faisceaux de photons. Les solutions proposées ont été le renforcement de la phase d’apprentissage à l’asservissement respiratoire lors des consultations et des séances d’entraînement ou l’utilisation d’un système de compression abdominale. © 2012 Société française de radiothérapie oncologique (SFRO). Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Keywords: Stereotactic body radiotherapy Respiratory gating Breath-hold technique a b s t r a c t The aim of this paper is to describe the difficulties encountered when implementing stereotactic radio- therapy of non-small cell lung cancer (T1-T2, N0, M0) using a voluntary breath-hold technique. From 25/03/2010 to 22/02/2011, eight patients with a non-small cell lung cancer were selected for treatment. CT images were obtained with the patient maintaining breath-hold using a spirometer. Treatment was delivered when the patient maintains this level of breath-hold. Treatment was performed with a 4 MV and 10 MV photon beams from a linear accelerator Varian 2100CS, equipped with a 120 leaves collimator. 60 Gy or 48 Gy were delivered, in four sessions, to the 80% isodose. The planning target volume (PTV) was defined by adding a 5 mm margin to the internal target volume (ITV), the ITV corresponding to the gross tumour volume (GTV) plus a 3 mm margin. CTV is considered equal to GTV. The non-understanding of the gating technique, the great number of beams and the limited breath-hold times led to the failure of some treatments. It can be explained by some patients insufficient respiratory abilities and the low dose rate of one of the beams used for treatment, thus forcing some radiation fields to be delivered in two or three times. Implementing such a technique can be limited by the patients’ physical abilities and the materials used. Some solutions were found: a training phase more intense with a coaching of the breath-hold technique more precise, or the use of an abdominal compression device. © 2012 Société française de radiothérapie oncologique (SFRO). Published by Elsevier Masson SAS. All rights reserved. Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (A. Halley). 1278-3218/$ see front matter © 2012 Société française de radiothérapie oncologique (SFRO). Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. http://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2012.04.006

Radiothérapie thoracique en conditions stéréotaxiques : difficultés rencontrées lors de la mise en route et solutions proposées

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Cancer/Radiothérapie 16 (2012) 288–291

Disponible en ligne sur

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adiothérapie thoracique en conditions stéréotaxiques : difficultés rencontréesors de la mise en route et solutions proposées

ifficulties encountered and solutions found when implementing stereotactic radiotherapy ofon-small cell lung cancer

. Assouline , A. Halley ∗, B. Belghith , J.-J. Mazeron , L. Feuvretervice de radiothérapie, groupe hospitalier Pitié-Salpêtrière, AP–HP, 47-83, boulevard de l’Hôpital, 75651 Paris cedex 13, France

n f o a r t i c l e

istorique de l’article :ec u le 12 septembre 2011ec u sous la forme révisée

e 19 avril 2012ccepté le 24 avril 2012

ots clés :adiothérapie stéréotaxique pulmonairesservissement respiratoirepirométrie

r é s u m é

L’objectif de cet article était de présenter les difficultés rencontrées lors de la mise en route de l’irradiationthoracique en conditions stéréotaxiques avec asservissement respiratoire par système spirométrique. Du25/03/2010 au 22/02/2011, huit patients ont été recrutés pour un carcinome bronchique localisé (T1-T2,N0, M0) non à petites cellules et seulement quatre ont pu être traités. Les images scanographiques ont étéacquises en inspiration bloquée (phase respiratoire de traitement) à l’aide d’un spiromètre. Le traitementa été réalisé avec un accélérateur Varian 2100CS, un collimateur de 120 lames et des faisceaux de photonsde 4 MV et 10 MV. Il a été délivré 60 Gy ou 48 Gy en quatre séances sur l’isodose 80 %. Le volume cibleprévisionnel a été défini comme le volume cible interne plus 5 mm, le volume cible interne par le volumetumoral macroscopique plus 3 mm. Le volume cible anatomoclinique a été considéré égal au volumetumoral macroscopique. L’incompréhension du principe de l’asservissement respiratoire, les temps deblocage respiratoire limités et la multiplicité des incidences ont conduit à l’échec de certains traitements.Ces phénomènes sont liés aux capacités respiratoires limitées du patient, au dédoublement des faisceauxpour le traitement en raison du bas débit des faisceaux de photons. Les solutions proposées ont été lerenforcement de la phase d’apprentissage à l’asservissement respiratoire lors des consultations et desséances d’entraînement ou l’utilisation d’un système de compression abdominale.

© 2012 Société française de radiothérapie oncologique (SFRO). Publié par Elsevier Masson SAS. Tousdroits réservés.

eywords:tereotactic body radiotherapyespiratory gatingreath-hold technique

a b s t r a c t

The aim of this paper is to describe the difficulties encountered when implementing stereotactic radio-therapy of non-small cell lung cancer (T1-T2, N0, M0) using a voluntary breath-hold technique. From25/03/2010 to 22/02/2011, eight patients with a non-small cell lung cancer were selected for treatment.CT images were obtained with the patient maintaining breath-hold using a spirometer. Treatment wasdelivered when the patient maintains this level of breath-hold. Treatment was performed with a 4 MVand 10 MV photon beams from a linear accelerator Varian 2100CS, equipped with a 120 leaves collimator.60 Gy or 48 Gy were delivered, in four sessions, to the 80% isodose. The planning target volume (PTV) wasdefined by adding a 5 mm margin to the internal target volume (ITV), the ITV corresponding to the grosstumour volume (GTV) plus a 3 mm margin. CTV is considered equal to GTV. The non-understanding ofthe gating technique, the great number of beams and the limited breath-hold times led to the failure

of some treatments. It can be explained by some patients insufficient respiratory abilities and the lowdose rate of one of the beams used for treatment, thus forcing some radiation fields to be delivered intwo or three times. Implementing such a technique can be limited by the patients’ physical abilities andthe materials used. Some solutions were found: a training phase more intense with a coaching of thebreath-hold technique more p

© 2012 Société française de

∗ Auteur correspondant.Adresse e-mail : [email protected] (A. Halley).

278-3218/$ – see front matter © 2012 Société française de radiothérapie oncologique (Sttp://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2012.04.006

recise, or the use of an abdominal compression device. radiothérapie oncologique (SFRO). Published by Elsevier Masson SAS. All

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A. Assouline et al. / Cancer/R

. Introduction

La radiothérapie thoracique en conditions stéréotaxiquesemble être pour les patients atteints d’un carcinome pulmonaireon à petites cellules (T1-T2, N0, M0) non opérable une solu-ion thérapeutique montrant de meilleurs résultats en termes deontrôle local qu’une radiothérapie classique [1]. Cette techniqueermet de délivrer de fortes doses en un nombre restreint de frac-ions, ce qui résulte en une dose effective biologique importante> 100 Gy) [2]. La radiothérapie en conditions stéréotaxiques per-

et et nécessite l’utilisation de marges plus faibles autour desolumes cibles et donc de ne pas augmenter la toxicité aux tissusains. Pour le traitement de tumeurs pulmonaires, cela impliquea prise en compte des mouvements respiratoires. Afin de réduirees effets des mouvements respiratoires, différentes techniqueseuvent être distinguées [3] : l’intégration de ces mouvements pares marges appropriées, le blocage de la respiration (forcé ou volon-aire), la synchronisation respiratoire, la technique dite de tracking,u la réduction des mouvements respiratoires. Certaines de cesechniques sont plus contraignantes que d’autres pour le patientrespiration libre par rapport à la respiration bloquée) et certainesont plus exigeantes en moyens techniques (utilisation de mar-ueurs fiduciels, imagerie de contrôle tridimensionnelle, systèmese synchronisation entre la respiration du patient et l’accélérateure traitement, etc.). La mise en route de traitements stéréotaxiquesulmonaires doit donc considérer tous ces aspects.

Le service de radiothérapie de l’hôpital de la Pitié-Salpêtrière choisi de mettre en place une technique de radiothérapie sté-éotaxique pulmonaire sur un accélérateur classique équipé d’unystème de repositionnement par imagerie bi- et tridimensionnellet d’un système de blocage de la respiration, déjà disponible dans leervice. L’objectif de cet article est de présenter la technique utiliséet les difficultés rencontrées lors de la mise en œuvre de celle-ci.

. Patients et méthodes

.1. Système d’asservissement respiratoire et contention

Les techniques de blocage de la respiration permettent de blo-uer les mouvements de la tumeur pendant l’irradiation (imageriet traitement) dans une zone établie en collaboration avec leatient. Le système utilisé est un système de blocage en inspiration,ommercialisé par la société Dyn’RTM. L’apnée n’est pas forcée, maisst maintenue volontairement par le patient, au signal donné par’opérateur [3]. Le patient est immobilisé à l’aide d’un matelas enilles de polystyrène (BlueBAGTM, Elekta) qui se rigidifie lorsqu’ilst mis sous vide. Il conserve la forme du patient jusqu’à une duréee six semaines, ce qui nous affranchit d’éventuelles pertes de videu matelas entre la confection de la contention et la fin du traite-ent.

.2. Entraînement et scanographie

Une séance d’entraînement a été réalisée afin de permettre auatient de se familiariser avec le principe et le matériel nécessaire

cette technique de blocage de la respiration. Lors de cette séance,lusieurs paramètres ont été définis : le niveau d’apnée qui corres-ondait à la zone de blocage en inspiration, la marge de tolérance deette zone, les temps de blocage pouvant être tenus et répétés par leatient. Le niveau de blocage défini devait être aisément reproduc-

ible par le patient et est fonction de ses capacités respiratoires. Lacanographie dosimétrique sans injection de produit de contraste

été réalisée lors d’une seconde séance, quelques jours après laéance d’entraînement. Les images scanographiques (scanographe

érapie 16 (2012) 288–291 289

General Electrics, Light Speed RT), de 2,5 mm d’épaisseur, ont étéacquises en inspiration bloquée (phase respiratoire de traitement).

2.3. Prescription et planification dosimétrique

Deux schémas de prescription ont été utilisés : 60 Gy ou 48 Gy(48 Gy prescrits si non-respect des contraintes de dose aux organessains ou irradiation proche d’un territoire déjà traité) en quatreséances étalées sur deux semaines sur l’isodose 80 %. Ils sont issusdu protocole « Radiothérapie en conditions stéréotaxiques des car-cinomes non à petites cellules pulmonaires T1-T2, N0, M0 nonopérés » écrit par le centre Léon-Bérard et l’Institut national ducancer (Inca). La balistique utilise généralement entre cinq et dixfaisceaux (coplanaires et non coplanaires). L’orientation des fais-ceaux a été optimisée de manière à épargner au mieux les organessains et à diminuer les recoupes entre champs.

2.4. Accélérateur de traitement et imagerie de contrôle

Les traitements ont été réalisés avec un accélérateur Varian2100CS (Varian, Palo Alto, CA) équipé d’un collimateur de120 lames, de 5 mm à l’isocentre, et utilisant des faisceaux de pho-tons de 4 MV (débit 250 UM/min) et 10 MV (débit 400 UM/min). Unsystème d’imagerie bidimensionnelle de basse énergie était embar-qué sur cet accélérateur et permettait l’acquisition de deux clichésorthogonaux (kV) pour contrôler le repositionnement du patient.Ils étaient acquis lors du même blocage en inspiration. La positiondes lames pour chaque champ d’irradiation a été vérifiée grâce àl’imagerie portale. La durée d’une séance était de 45 à 60 minutes.

3. Résultats

Du 25/03/2010 au 22/02/2011, huit patients atteints d’un cancerbronchique non à petites cellules T1, T2, N0, M0, non opérables ontété pris en charge, mais seulement quatre ont pu être traités :

• un patient n’a pu débuter son traitement pour cause d’opérationpour une hernie discale ;

• un patient ne comprenait pas le principe de l’asservissement res-piratoire et ne supportait pas l’embout buccal ;

• un patient ne pouvait bloquer sa respiration ;• un patient a interrompu son traitement en raison d’une dyspnée.

En ce qui concerne les quatre patients intégralement traités,l’âge moyen était de 55,7 ans, le sex-ratio (H/F) était de 3/1, latumeur primitive était dans 100 % des cas un adénocarcinome.Les caractéristiques des lésions (volumes, diamètres, doses rec ues)sont décrites dans le Tableau 1.

4. Discussion

4.1. Accélérateur de traitement et imagerie de contrôle

Le temps de blocage de la respiration est un facteur détermi-nant pour le contrôle du positionnement du patient. En effet, unrepositionnement tridimensionnel du patient grâce à une imagerievolumique de basse énergie, de type tomographie conique (CBCT,cone-beam-CT), est recommandé [4]. Or, le temps d’acquisitionrequis est supérieur à une minute. Il est donc impossible de réaliserune tomographie conique lors d’un seul blocage en inspiration. Uti-

liser un système spirométrique n’est donc pas compatible avec uneacquisition volumique. Il a donc été décidé de réaliser des imagesorthogonales en début et en cours de séance pour vérifier le posi-tionnement du patient.
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Tableau 1Caractéristiques des lésions traitées.Treated lesions characteristics.

Diamètre duvolumetumoralmacroscopiquemoyen (cm)

Diamètre duvolume cibleprévisionnelmédian (cm)

Volumetumoralmacroscopiquemoyen (cm3)

Volume cibleprévisionnelmédian (cm3)

Dose prescriteau volume cibleprévisionnela

(Gy)

Dose minimaleau volume cibleprévisionnel(Gy)

Dose maximaleau volume cibleprévisionnel(Gy)

Dose moyenneau volume cibleprévisionnel(Gy)

Dose médianeau volume cibleprévisionnel(Gy)

Patient 1 3,4 5,4 8,4 51,2 60 53,2 76,7 69,8 70,7Patient 2 3,2 5,4 7,9 50,9 60 56,8 75,5 69,1 69,4

60

48

mddcalfiplrplnPdq(

4r

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Patient 3 1,7 3,3 1,9 18,0

Patient 4 3,6 5,9 23,6 86,3

a Sur l’isodose 80 %.

Le bas débit (250 UM/min) du faisceau de 4 MV apparaît égale-ent comme une limite. Selon le nombre d’unités moniteur (UM)

élivrées par faisceau issu de la planification dosimétrique, le temps’irradiation par faisceau était supérieur à la durée d’une apnée. Paronséquent, certains champs de traitement ont dû être dupliquésfin de créer des phases de respiration libre pour les patients. Toutea difficulté réside dans l’élaboration d’une balistique donnant aunal un nombre raisonnable de champs de traitement. En effet,lus le traitement est long, plus le patient s’essouffle (altération de

a reproductibilité des derniers blocages en inspiration) et plus lesisques de mouvements deviennent importants (altération du bonositionnement du patient). Le Tableau 2 illustre la différence entre

e nombre de faisceaux issus de la planification dosimétrique et leombre de faisceaux réellement délivrés au poste de traitement.our les quatre patients traités, le nombre total de faisceaux variaite 11 à 15, ce qui représente un nombre important de blocagesuand on considère également les acquisitions de basse énergiekV/kV) nécessaires au contrôle du positionnement du patient.

.2. Systèmes de contrôle ou de réduction des mouvementsespiratoires

La prise en compte des mouvements respiratoires est fonda-entale dans le cas de traitements stéréotaxiques. Néanmoins,

’échec de certains traitements s’explique par les contraintes liéesux moyens techniques dont nous disposons, principalement leystème d’asservissement respiratoire utilisé (incompréhensionu principe de l’asservissement respiratoire ou impossibi-

ité de tenir des apnées de 20 secondes environ ou de lesépéter).

D’autres techniques existent et permettent de réduire lesffets des mouvements respiratoires avec une moindre contrainteour le patient, qui peut respirer normalement pendant laurée du traitement : l’intégration de ces mouvements par desarges appropriées, la synchronisation respiratoire, la technique

ite de tracking, ou la réduction des mouvements respiratoires

3]. Dans le cas de traitements stéréotaxiques, à cause de’hypofractionnement, l’intégration des mouvements respiratoiresar des marges appropriées comme en radiothérapie conforma-ionelle tridimensionnelle n’est pas une approche qui permet de

ableau 2ifférences observées entre le nombre de faisceaux issus de la planification dosimé-

rique et le nombre de faisceaux réellement délivrés au poste de traitement.ifferences between the number of beams from the planning calculations and the actualumber of beams delivered during treatment.

Nombre de faisceauxissus de la planificationdosimétrique

Nombre de faisceauxdélivrés au poste detraitement

Patient 1 5 11Patient 2 9 11Patient 3 6 15Patient 4 8 11

57,9 76,4 70,5 71,145,6 60,4 54,2 54,5

réduire la toxicité aux tissus sains. L’utilisation d’un système decompression abdominale qui permet non pas de bloquer ou desuivre en temps réel la tumeur mais de limiter les mouvementsrespiratoires est également une alternative. Avec une techniquede synchronisation respiratoire, les mouvements respiratoires sontsuivis en temps réel à l’aide de marqueurs (internes ou externes)et l’irradiation n’est délivrée que lors de certaines phases du cyclerespiratoire. La technique dite de tracking permet une localisa-tion en temps réel de la tumeur et une adaptation en continude la position des faisceaux d’irradiation à ces mouvements [5].Pour ce type de technique, une localisation tridimensionnelle dela tumeur est indispensable. Les systèmes d’imagerie peuvent êtreembarqués sur le bras de l’appareil de traitement (par exemple,Elekta Synergy, Varian OBI) ou dans la salle de traitement (Accu-ray CyberKnife, BrainLab ExacTrac). Enfin, avec l’utilisation d’unscanographe quadridimensionnel pour l’acquisition des imagesscanographiques, plusieurs phases respiratoires peuvent êtrereconstruites afin de déterminer les mouvements de la tumeur.Le volume cible interne est souvent défini comme l’union desvolumes tumoraux macroscopiques délinéés sur toutes les phasesrespiratoires acquises. Le volume cible prévisionnel est définicomme le volume cible interne plus une marge entre 3 et 5 mm[6]. Néanmoins, peu de centres sont équipés de scanographesquadridimensionnels.

4.3. Solution apportée

Une solution a été une plus grande rigueur de sélectiondes patients pouvant bénéficier de cette technique et le ren-forcement de la phase de préparation. Par expérience, nousnous sommes rendu compte que les patients âgés (> 65–70 ans),souffrant d’insuffisance respiratoire ou refusant l’apnée pro-longée, ne pouvaient répondre aux contraintes exigées parnotre matériel. C’est donc une réelle limite à l’utilisation del’hypofractionnement avec asservissement respiratoire par spiro-métrie car cette population représente la majorité des patientsconcernés. En consultation, l’oncologue-radiothérapeute teste lepatient sur ses capacités à tenir en apnée suffisamment long-temps pour pouvoir être traité, en lui demandant de bloquer sarespiration pendant 20 à 25 secondes. Cet effort est répété parle patient au moins trois fois durant cinq à dix minutes durantcette même consultation. Pour les patients retenus, deux séancesde préparation sont maintenant réalisées, au lieu d’une jusque-là. La première séance permet de familiariser le patient avec lesystème d’asservissement respiratoire, de créer la contention etde définir le niveau de blocage avec le spiromètre. Lors de laseconde séance de préparation, la reproductibilité de positionne-ment du patient dans le matelas est vérifiée. De plus, le patient est

mis en condition de traitement, c’est-à-dire laissé en position detraitement dans le système de contention, avec le système de spi-rométrie, pendant environ 45 minutes. Il lui est demandé de répéterdes temps de blocage dans la zone d’apnée définie et de maintenir
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A. Assouline et al. / Cancer/R

es temps d’apnée à environ 20 secondes. Cela permet d’évaluer lesemps de blocage pouvant être tenus par le patient ainsi que leurégularité. Si le patient est capable de réaliser cette seconde séance,’acquisition scanographique en inspiration bloquée est réaliséeors d’une troisième séance, quelques jours plus tard. En revanche,i le patient n’est pas capable de répéter plusieurs blocages suc-essifs, une décision est prise avec l’équipe médicale pour offrir auatient une autre alternative thérapeutique (prise en charge dansn centre voisin équipé d’un système de compression abdominale,tc.).

. Conclusion

La mise en route de cette technique est limitée par les moyensechniques disponibles et les capacités physiques des patients. Uti-isant une technique de blocage en inspiration par spirométrie, lesrincipaux facteurs limitants sont la multiplicité des faisceaux et

es temps de blocage limités des patients. En pratique, les solu-

ions proposées ont été une sélection plus stricte des patientsouvant supporter cette technique et un renforcement de la phase’apprentissage à l’asservissement respiratoire lors des consulta-ions et des séances d’entraînement.

[

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Déclaration d’intérêts

Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en rela-tion avec cet article.

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