Méthodes de radiothérapie. Supports de congrès et conférences Avec un fractionnement moyen, une dose unique est

Les méthodes de radiothérapie sont divisées en externes et internes, en fonction de la méthode d'administration de rayonnements ionisants à la lésion irradiée. La combinaison de méthodes est appelée radiothérapie combinée.

Les méthodes d'irradiation externe sont des méthodes dans lesquelles la source de rayonnement est située à l'extérieur du corps. Les méthodes externes comprennent les méthodes d'irradiation à distance dans diverses installations utilisant différentes distances entre la source de rayonnement et le foyer irradié.

Les méthodes d'irradiation externe comprennent :

Y-thérapie à distance ;

Radiothérapie à distance ou profonde ;

Radiothérapie bremsstrahlung à haute énergie ;

Thérapie électronique rapide ;

Protonthérapie, neutrothérapie et autres thérapies accélérées par particules ;

Méthode d'application de l'irradiation ;

Radiothérapie rapprochée (pour le traitement des tumeurs cutanées malignes).

La radiothérapie externe peut être réalisée en modes statique et mobile. En irradiation statique, la source de rayonnement est immobile par rapport au patient. Les méthodes d'irradiation mobiles comprennent l'irradiation rotative-pendulaire ou sectorielle tangentielle, rotationnelle-convergente et rotationnelle à vitesse contrôlée. L'irradiation peut être effectuée à travers un seul champ ou être multi-champs - à travers deux, trois champs ou plus. Dans ce cas, des options de champs compteurs ou transversaux sont possibles... L'irradiation peut être réalisée avec un faisceau ouvert ou à l'aide de divers dispositifs de mise en forme - blocs de protection, filtres en forme de coin et de nivellement, diaphragme à grille.

Avec la méthode d'application par irradiation, par exemple dans la pratique ophtalmologique, des applicateurs contenant des radionucléides sont appliqués sur le foyer pathologique.

La radiothérapie rapprochée est utilisée pour traiter les tumeurs cutanées malignes, la distance entre l'anode externe et la tumeur étant de plusieurs centimètres.

Les méthodes d'irradiation interne sont des méthodes dans lesquelles des sources de rayonnement sont introduites dans des tissus ou des cavités corporelles et sont également utilisées sous la forme d'un produit radiopharmaceutique administré à l'intérieur du patient.

Les méthodes d'irradiation interne comprennent :

Irradiation intracavitaire ;

Irradiation interstitielle ;

Thérapie systémique aux radionucléides.

Lors de la curiethérapie, les sources de rayonnement sont introduites dans les organes creux à l'aide de dispositifs spéciaux utilisant la méthode d'introduction séquentielle d'un endostat et de sources de rayonnement (irradiation basée sur le principe de postcharge). Pour réaliser une radiothérapie pour des tumeurs de différentes localisations, il existe différents endostats : métrocolpostats, métastats, colpostats, proctostats, stomates, œsophagostats, bronchostats, cytostats. Les endostats reçoivent des sources de rayonnement fermées, des radionucléides enfermés dans une coque filtrante, le plus souvent sous forme de cylindres, d'aiguilles, de tiges courtes ou de billes.

Lors du traitement radiochirurgical avec des installations de couteau gamma et de couteau cyber, une irradiation ciblée de petites cibles est réalisée à l'aide de dispositifs stéréotaxiques spéciaux utilisant des systèmes de guidage optique précis pour une radiothérapie tridimensionnelle (3 dimensions - 3D) avec plusieurs sources.

Dans la thérapie systémique par radionucléides, des produits radiopharmaceutiques (RP) sont administrés par voie orale au patient, des composés qui sont tropiques pour un tissu spécifique. Par exemple, en administrant de l'iode radionucléide, les tumeurs malignes de la glande thyroïde et les métastases sont traitées, et avec l'administration de médicaments ostéotropes, les métastases osseuses sont traitées.

Types de radiothérapie. La radiothérapie a des objectifs radicaux, palliatifs et symptomatiques. La radiothérapie radicale est réalisée dans le but de guérir le patient en utilisant des doses et des volumes radicaux d'irradiation de la tumeur primitive et des zones de métastases lymphogènes.

Le traitement palliatif, visant à prolonger la vie du patient en réduisant la taille de la tumeur et des métastases, est réalisé avec des doses et des volumes de rayonnement inférieurs à ceux de la radiothérapie radicale. Au cours du processus de radiothérapie palliative, chez certains patients, avec un effet positif prononcé, il est possible de modifier l'objectif avec une augmentation des doses totales et des volumes de rayonnement vers des doses radicales.

La radiothérapie symptomatique est réalisée dans le but de soulager les éventuels symptômes douloureux liés au développement d'une tumeur (douleur, signes de compression des vaisseaux sanguins ou des organes, etc.) pour améliorer la qualité de vie. Les volumes de rayonnement et les doses totales dépendent de l'effet du traitement.

La radiothérapie est réalisée avec différentes distributions de dose de rayonnement au fil du temps. Actuellement utilisé :

Exposition unique ;

Irradiation fractionnée ou fractionnée ;

Irradiation continue.

Un exemple de dose unique de rayonnement est l’hypophysectomie à protons, où la radiothérapie est réalisée en une seule séance. L'irradiation continue se produit avec des méthodes thérapeutiques interstitielles, intracavitaires et d'application.

L'irradiation fractionnée est la principale méthode d'administration de dose pour la téléthérapie. L'irradiation est effectuée en portions ou fractions séparées. Différents schémas de fractionnement de dose sont utilisés :

Fractionnement fin conventionnel (classique) - 1,8-2,0 Gy par jour 5 fois par semaine ; SOD (dose focale totale) - 45-60 Gy en fonction du type histologique de la tumeur et d'autres facteurs ;

Fractionnement moyen - 4,0-5,0 Gy par jour 3 fois par semaine ;

Fractionnement important - 8,0 à 12,0 Gy par jour 1 à 2 fois par semaine ;

Rayonnement intensément concentré - 4,0 à 5,0 Gy par jour pendant 5 jours, par exemple sous forme de rayonnement préopératoire ;

Fractionnement accéléré - irradiation 2 à 3 fois par jour avec des fractions conventionnelles avec une diminution de la dose totale pendant toute la durée du traitement ;

Hyperfractionnement ou multifractionnement - diviser la dose quotidienne en 2 à 3 fractions, en réduisant la dose par fraction à 1,0 à 1,5 Gy avec un intervalle de 4 à 6 heures, tandis que la durée du traitement ne peut pas changer, mais la dose totale, comme en règle générale, augmente ;

Fractionnement dynamique - irradiation avec différents schémas de fractionnement à différentes étapes du traitement ;

Cours fractionnés - mode d'irradiation avec une longue pause de 2 à 4 semaines au milieu du cours ou après avoir atteint une certaine dose ;

Version à faible dose de l'irradiation corporelle totale par photons - de 0,1 à 0,2 Gy à 1 à 2 Gy au total ;

Version à haute dose d'irradiation corporelle totale par photons de 1 à 2 Gy à 7 à 8 Gy au total ;

Version à faible dose d'irradiation corporelle subtotale de photons de 1 à 1,5 Gy à 5 à 6 Gy au total ;

Version à haute dose d'irradiation corporelle subtotale de photons de 1 à 3 Gy à 18 à 20 Gy au total ;

Irradiation électronique totale ou subtotale de la peau selon différents modes pour les lésions tumorales.

La dose par fraction est plus importante que la durée totale du traitement. Les grandes fractions sont plus efficaces que les petites. L'augmentation des fractions tout en réduisant leur nombre nécessite une réduction de la dose totale si la durée totale du traitement ne change pas.

Diverses options de fractionnement dynamique des doses sont bien développées à l'Institut de recherche P. A. Herzen de Moscou. Les options proposées se sont avérées beaucoup plus efficaces que le fractionnement classique ou la sommation de fractions égales agrandies. Lors de la réalisation d'une radiothérapie indépendante ou d'un traitement combiné, des doses iso-efficaces sont utilisées pour le cancer épidermoïde et adénogène du poumon, de l'œsophage, du rectum, de l'estomac, des tumeurs gynécologiques et des sarcomes des tissus mous. Le fractionnement dynamique a considérablement augmenté l’efficacité de l’irradiation en augmentant la SOD sans augmenter les réactions aux radiations des tissus normaux.

Il est recommandé de réduire l'intervalle lors d'une cure fractionnée à 10-14 jours, car le repeuplement des cellules clonales survivantes apparaît au début de la 3ème semaine. Cependant, avec un traitement fractionné, la tolérance du traitement s'améliore, en particulier dans les cas où des réactions aiguës aux radiations empêchent un traitement continu. Des études montrent que les cellules clonogéniques survivantes développent un taux de repeuplement si élevé que chaque jour supplémentaire d'interruption nécessite une augmentation d'environ 0,6 Gy pour compenser.

Lors de la radiothérapie, des méthodes sont utilisées pour modifier la radiosensibilité des tumeurs malignes. La radiosensibilisation par exposition aux rayonnements est un processus dans lequel diverses méthodes conduisent à une augmentation des lésions tissulaires sous l'influence des rayonnements. Radioprotection - actions visant à réduire les effets néfastes des rayonnements ionisants.

L'oxygénothérapie est une méthode d'oxygénation d'une tumeur pendant une irradiation en utilisant de l'oxygène pur pour respirer à pression normale.

La barothérapie à l'oxygène est une méthode d'oxygénation d'une tumeur pendant l'irradiation en utilisant de l'oxygène pur pour respirer dans des chambres à pression spéciales sous une pression allant jusqu'à 3-4 atm.

L'utilisation de l'effet oxygène en barothérapie à oxygène, selon SL. Daryalova, s'est révélée particulièrement efficace dans la radiothérapie des tumeurs indifférenciées de la tête et du cou.

L'hypoxie régionale du garrot est une méthode d'irradiation des patients atteints de tumeurs malignes des extrémités dans des conditions d'application d'un garrot pneumatique. La méthode est basée sur le fait que lorsqu'un garrot est appliqué, p0 2 dans les tissus normaux tombe presque à zéro dans les premières minutes, tandis que dans la tumeur, la tension en oxygène reste importante pendant un certain temps. Cela permet d'augmenter les doses de rayonnement uniques et totales sans augmenter la fréquence des lésions radiologiques des tissus normaux.

L'hypoxie hypoxique est une méthode dans laquelle avant et pendant une séance d'irradiation le patient respire un mélange gazeux hypoxique (HGM) contenant 10 % d'oxygène et 90 % d'azote (HGS-10) ou lorsque la teneur en oxygène est réduite à 8 % (HGS-8). ). On pense que la tumeur contient des cellules dites hypoxiques aiguës. Le mécanisme d'apparition de telles cellules comprend une diminution périodique, longue de plusieurs dizaines de minutes, voire un arrêt, du flux sanguin dans une partie des capillaires, provoquée, entre autres facteurs, par l'augmentation de la pression d'une tumeur à croissance rapide. Ces cellules extrêmement hypoxiques sont radiorésistantes ; si elles sont présentes au moment de la séance d’irradiation, elles « échappent » à l’exposition aux radiations. Au Centre russe de recherche sur le cancer de l'Académie russe des sciences médicales, cette méthode est utilisée avec l'idée que l'hypoxie artificielle réduit la valeur de l'intervalle thérapeutique « négatif » préexistant, qui est déterminé par la présence de cellules hypoxiques radiorésistantes dans la tumeur. avec leur absence presque totale dans les tissus normaux. La méthode est nécessaire pour protéger les tissus normaux très sensibles à la radiothérapie et situés à proximité de la tumeur irradiée.

Thermothérapie locale et générale. La méthode est basée sur un effet destructeur supplémentaire sur les cellules tumorales. La méthode est basée sur une surchauffe de la tumeur, qui se produit en raison d'un flux sanguin réduit par rapport aux tissus normaux et, par conséquent, d'un ralentissement de l'évacuation de la chaleur. Les mécanismes de l'effet radiosensibilisant de l'hyperthermie incluent le blocage des enzymes de réparation des macromolécules irradiées (ADN, ARN, protéines). Avec une combinaison d'exposition à la température et d'irradiation, une synchronisation du cycle mitotique est observée : sous l'influence d'une température élevée, un grand nombre de cellules entrent simultanément dans la phase G2, la plus sensible aux rayonnements. L'hyperthermie locale est le plus souvent utilisée. Il existe des dispositifs « YAKHTA-3 », « YAKHTA-4 », « PRI-MUS et +Ya » pour l'hyperthermie micro-ondes avec divers capteurs pour chauffer la tumeur de l'extérieur ou avec introduction d'un capteur dans la cavité (voir Fig. 20, 21 sur insert couleur). Par exemple, un capteur rectal est utilisé pour réchauffer une tumeur de la prostate. Avec l'hyperthermie par micro-ondes d'une longueur d'onde de 915 MHz, la température dans la prostate est automatiquement maintenue entre 43 et 44 °C pendant 40 à 60 minutes. L'irradiation suit immédiatement après la séance d'hyperthermie. Il existe une possibilité de radiothérapie et d'hyperthermie simultanées (Gamma Met, Angleterre). On estime actuellement que, sur la base du critère de régression complète de la tumeur, l'efficacité de la thermoradiothérapie est une fois et demie à deux fois supérieure à celle de la radiothérapie seule.

L'hyperglycémie artificielle entraîne une diminution du pH intracellulaire dans les tissus tumoraux jusqu'à 6,0 et moins, avec une très légère diminution de cet indicateur dans la plupart des tissus normaux. De plus, l'hyperglycémie dans des conditions hypoxiques inhibe les processus de récupération post-radiation. Il est considéré comme optimal d'effectuer une irradiation, une hyperthermie et une hyperglycémie simultanées ou séquentielles.

Les composés accepteurs d'électrons (EAC) sont des substances chimiques qui peuvent imiter l'effet de l'oxygène (son affinité électronique) et sensibiliser sélectivement les cellules hypoxiques. Les EAS les plus couramment utilisés sont le métronidazole et le mizonidazole, en particulier lorsqu'ils sont appliqués localement dans une solution de diméthylsulfoxyde (DMSO), ce qui permet de créer des concentrations élevées de médicaments dans certaines tumeurs pour améliorer considérablement les résultats de la radiothérapie.

Pour modifier la radiosensibilité des tissus, des médicaments qui ne sont pas associés à l'effet de l'oxygène, par exemple des inhibiteurs de la réparation de l'ADN, sont également utilisés. Ces médicaments comprennent le 5-fluorouracile, des analogues halogénés des bases puriques et pyrimidiques. L'hydroxyurée, un inhibiteur de la synthèse de l'ADN, qui a une activité antitumorale, est utilisée comme sensibilisant. L'utilisation de l'actinomycine D, un antibiotique antitumoral, affaiblit également la récupération post-irradiation. Des inhibiteurs de la synthèse de l'ADN peuvent être utilisés temporairement.

synchronisation artificielle constante de la division des cellules tumorales en vue de leur irradiation ultérieure dans les phases les plus radiosensibles du cycle mitotique. Certains espoirs reposent sur l'utilisation du facteur de nécrose tumorale.

L’utilisation de plusieurs agents modifiant la sensibilité de la tumeur et des tissus normaux aux radiations est appelée polyradiomodification.

Les méthodes de traitement combinées sont une combinaison de chirurgie, de radiothérapie et de chimiothérapie dans différentes séquences. Dans le traitement combiné, la radiothérapie est réalisée sous forme d'irradiation pré ou postopératoire et, dans certains cas, une irradiation peropératoire est utilisée.

Les objectifs de l'irradiation préopératoire sont de réduire la tumeur afin d'élargir les limites d'opérabilité, en particulier pour les grosses tumeurs, de supprimer l'activité proliférative des cellules tumorales, de réduire l'inflammation concomitante et d'influencer les voies de métastases régionales. L'irradiation préopératoire entraîne une réduction du nombre de rechutes et de la survenue de métastases. L'irradiation préopératoire est une tâche complexe en termes de résolution des problèmes de niveaux de dose, de méthodes de fractionnement et de calendrier de l'intervention chirurgicale. Pour causer de graves dommages aux cellules tumorales, il est nécessaire d'administrer des doses tumoricides élevées, ce qui augmente le risque de complications postopératoires, puisque les tissus sains pénètrent dans la zone d'irradiation. Dans le même temps, l'opération doit être effectuée peu de temps après la fin de l'irradiation, car les cellules survivantes peuvent commencer à se multiplier - il s'agira d'un clone de cellules radiorésistantes viables.

Étant donné qu'il a été prouvé que l'irradiation préopératoire augmente le taux de survie des patients et réduit le nombre de rechutes dans certaines situations cliniques, il est nécessaire de respecter strictement les principes d'un tel traitement. Actuellement, l'irradiation préopératoire est réalisée en fractions élargies avec répartition de la dose quotidienne ; des schémas de fractionnement dynamiques sont utilisés, ce qui permet d'effectuer une irradiation préopératoire en peu de temps avec un effet intensif sur la tumeur avec une relative épargne des tissus environnants. L'opération est prescrite 3 à 5 jours après une irradiation intensivement concentrée, 14 jours après une irradiation selon un schéma de fractionnement dynamique. Si l'irradiation préopératoire est réalisée selon le schéma classique à une dose de 40 Gy, il est nécessaire de programmer l'intervention chirurgicale 21 à 28 jours après la disparition des réactions aux radiations.

L'irradiation postopératoire est réalisée comme effet supplémentaire sur les restes tumoraux après des opérations non radicales, ainsi que pour détruire les lésions subcliniques et les éventuelles métastases dans les ganglions lymphatiques régionaux. Dans les cas où la chirurgie constitue la première étape du traitement antitumoral, même en cas d'ablation radicale de la tumeur, l'irradiation du lit tumoral retiré et des voies métastasiques régionales, ainsi que de l'organe entier, peut améliorer considérablement les résultats du traitement. Vous devez vous efforcer de commencer la radiothérapie postopératoire au plus tard 3 à 4 semaines après la chirurgie.

Lors d'une irradiation peropératoire, un patient sous anesthésie est soumis à une seule exposition intense à un rayonnement à travers un champ chirurgical ouvert. L'utilisation d'une telle irradiation, dans laquelle les tissus sains sont simplement éloignés mécaniquement de la zone d'irradiation prévue, permet d'augmenter la sélectivité de l'exposition aux radiations pour les tumeurs localement avancées. Compte tenu de l'efficacité biologique, des doses uniques de 15 à 40 Gy équivalent à 60 Gy ou plus avec un fractionnement classique. Retour en 1994 Lors du Vème Symposium International de Lyon, lors de l'examen des problèmes liés à l'irradiation peropératoire, des recommandations ont été faites pour utiliser 20 Gy comme dose maximale afin de réduire le risque de dommages causés par les radiations et la possibilité d'une irradiation externe supplémentaire si nécessaire.

La radiothérapie est le plus souvent utilisée pour cibler le foyer pathologique (tumeur) et les zones de métastases régionales. Parfois, une radiothérapie systémique est utilisée - irradiation totale et subtotale à des fins palliatives ou symptomatiques lors de la généralisation du processus. La radiothérapie systémique peut entraîner une régression des lésions chez les patients résistants à la chimiothérapie.

SUPPORT TECHNIQUE POUR LA RADIOTHÉRAPIE

5.1. APPAREILS POUR LA RADIOTHÉRAPIE EXTENSION

5.1.1. Appareils de radiothérapie

Les appareils de radiothérapie pour la radiothérapie externe sont divisés en appareils pour la radiothérapie à longue distance et à courte portée (à focale rapprochée). En Russie, l'irradiation à longue distance est réalisée à l'aide d'appareils tels que le RUM-17 et le X-ray TA-D, dans lesquels le rayonnement X est généré par une tension sur le tube à rayons X de 100 à 250 kV. Les appareils disposent d'un ensemble de filtres supplémentaires en cuivre et en aluminium, dont la combinaison à différentes tensions sur le tube permet individuellement, pour différentes profondeurs du foyer pathologique, d'obtenir la qualité de rayonnement requise, caractérisée par une couche de demi-atténuation. Ces appareils de radiothérapie sont utilisés pour traiter des maladies non tumorales. La radiothérapie rapprochée est réalisée à l'aide d'appareils tels que « RUM-7 », « X-ray-TA », qui génèrent un rayonnement de faible énergie de 10 à 60 kV. Utilisé pour traiter les tumeurs malignes superficielles.

Les principaux dispositifs d'irradiation à distance sont des unités gamma-thérapeutiques de différentes conceptions (« Agat-R », « Agat-S », « Rokus-M », « Rokus-AM ») et des accélérateurs d'électrons qui génèrent un rayonnement de bremsstrahlung, ou photon. avec des énergies de 4 à 20 MeV et des faisceaux d'électrons de différentes énergies. Des faisceaux de neutrons sont générés dans les cyclotrons, les protons sont accélérés à des énergies élevées (50-1 000 MeV) dans les synchrophasotrons et les synchrotrons.

5.1.2. Appareils de gammathérapie

Le 60 Co et le 1 36 Cs sont le plus souvent utilisés comme sources de rayonnements radionucléides pour la gammathérapie à distance. La demi-vie du 60 Co est de 5,271 ans. Le nucléide fille 60 Ni est stable.

La source est placée à l’intérieur de la tête de rayonnement de l’appareil gamma, ce qui crée une protection fiable lorsqu’elle n’est pas utilisée. La source a la forme d'un cylindre d'un diamètre et d'une hauteur de 1 à 2 cm. Le corps de l'appareil est réalisé

qui et exposition mobile. Au village - Fig. 22. Gamma thérapeutique et dans ce dernier cas, la source de rayonnement, le dispositif d'irradiation à distance du patient, ou les deux simultanément pendant le processus d'irradiation, se déplacent l'un par rapport à l'autre selon un programme donné et contrôlé. Les dispositifs à distance peuvent être statiques (par exemple exemple, « Agate » C »), rotationnelle (« Agat-R », « Agat-R1 », « Agat-R2 » - irradiation sectorielle et circulaire) et convergente (« Rokus-M », la source participe simultanément à deux mouvements circulaires dans des plans mutuellement perpendiculaires ) (Fig. 22).

En Russie (Saint-Pétersbourg), par exemple, un complexe informatisé rotatif-convergent de thérapie gamma « Rokus-AM » est produit. Lors de travaux sur ce complexe, il est possible d'effectuer une irradiation rotative avec la tête de rayonnement se déplaçant entre 0 et ^ 360° avec l'obturateur ouvert et s'arrêtant dans des positions spécifiées le long de l'axe de rotation avec un intervalle minimum de 10° ; saisir l'opportunité de la convergence ; effectuer un balancement de secteur avec deux ou plusieurs centres, et utiliser également une méthode d'irradiation par balayage avec mouvement longitudinal continu de la table de traitement avec possibilité de déplacer la tête d'irradiation dans le secteur le long de l'axe d'excentricité. Les programmes nécessaires sont fournis : répartition de la dose chez le patient irradié avec optimisation du plan d'irradiation et impression de la tâche de calcul des paramètres d'irradiation. À l'aide d'un programme système, les processus d'irradiation, de gestion et d'assurance de la sécurité de la séance sont contrôlés. La forme des champs créés par le dispositif est rectangulaire ; limites de modification des tailles de champ de 2,0 x 2,0 mm à 220 x 260 mm.

5.1.3. Accélérateurs de particules

Un accélérateur de particules est une installation physique dans laquelle, à l'aide de champs électriques et magnétiques, sont produits des faisceaux dirigés d'électrons, de protons, d'ions et d'autres particules chargées dont l'énergie dépasse largement l'énergie thermique. Pendant le processus d’accélération, la vitesse des particules augmente. Le schéma de base de l’accélération des particules comprend trois étapes : 1) formation et injection du faisceau ; 2) accélération du faisceau et 3) sortie du faisceau vers la cible ou collision de faisceaux en collision dans l'accélérateur lui-même.

Formation et injection de faisceaux. L'élément initial de tout accélérateur est un injecteur, qui contient une source de flux dirigé de particules de faible énergie (électrons, protons ou autres ions), ainsi que des électrodes et des aimants haute tension qui extraient le faisceau de la source et le forment. .

La source forme un faisceau de particules caractérisé par l'énergie initiale moyenne, le courant du faisceau, ses dimensions transversales et sa divergence angulaire moyenne. Un indicateur de la qualité du faisceau injecté est son émittance, c'est-à-dire le produit du rayon du faisceau et de sa divergence angulaire. Plus l’émittance est faible, plus la qualité du faisceau final de particules de haute énergie est élevée. Par analogie avec l'optique, le courant de particules divisé par l'émittance (qui correspond à la densité des particules divisée par la divergence angulaire) est appelé luminosité du faisceau.

Accélération du faisceau. Le faisceau est formé dans des chambres ou injecté dans une ou plusieurs chambres accélératrices, dans lesquelles un champ électrique augmente la vitesse, et donc l'énergie, des particules.

Selon la méthode d'accélération des particules et la trajectoire de leur mouvement, les installations sont divisées en accélérateurs linéaires, accélérateurs cycliques et microtrons. Dans les accélérateurs linéaires, les particules sont accélérées dans un guide d'ondes à l'aide d'un champ électromagnétique haute fréquence et se déplacent en ligne droite ; dans les accélérateurs cycliques, les électrons sont accélérés sur une orbite constante à l'aide d'un champ magnétique croissant, et les particules se déplacent sur des orbites circulaires ; dans les microtrons, l'accélération se produit sur une orbite spirale.

Les accélérateurs linéaires, les bêtatrons et les microtrons fonctionnent selon deux modes : en mode d'extraction d'un faisceau d'électrons avec une plage d'énergie de 5 à 25 MeV et en mode de génération de rayonnement X de bremsstrahlung avec une plage d'énergie de 4 à 30 MeV.

Les accélérateurs cycliques comprennent également des synchrotrons et des synchrocyclotrons, qui produisent des faisceaux de protons et d'autres particules nucléaires lourdes dans la plage d'énergie de 100 à 1 000 MeV. Des faisceaux de protons sont obtenus et utilisés dans de grands centres de physique. Pour la neutrothérapie à distance, des voies médicales de cyclotrons et de réacteurs nucléaires sont utilisées.

Le faisceau d'électrons sort de la fenêtre à vide de l'accélérateur à travers un collimateur. En plus de ce collimateur, il existe un autre collimateur directement à côté du corps du patient, appelé applicateur. Il se compose d'un ensemble de diaphragmes fabriqués à partir de matériaux à faible numéro atomique pour réduire l'apparition de bremsstrahlung. Les applicateurs ont différentes tailles pour l'installation et la limitation du champ d'irradiation.

Les électrons de haute énergie sont moins diffusés dans l'air que le rayonnement photonique, mais ils nécessitent des moyens supplémentaires pour égaliser l'intensité du faisceau dans sa section efficace. Il s'agit par exemple de feuilles de nivellement et de diffusion en tantale et en aluminium profilé, qui sont placées derrière le collimateur primaire.

Le Bremsstrahlung est généré lorsque des électrons rapides décélèrent dans une cible constituée d'un matériau de numéro atomique élevé. Le faisceau de photons est formé d'un collimateur situé directement derrière la cible et d'un diaphragme qui limite le champ d'irradiation. L’énergie moyenne des photons est la plus élevée dans le sens direct. Des filtres de nivellement sont installés car le débit de dose dans la section transversale du faisceau n'est pas uniforme.

Actuellement, des accélérateurs linéaires avec collimateurs multi-feuilles ont été créés pour réaliser une irradiation conforme (voir Fig. 23 sur la planche en couleurs). L'irradiation conforme est réalisée avec contrôle de la position des collimateurs et de divers blocs à l'aide d'un contrôle informatique lors de la création de champs façonnés de configuration complexe. L'exposition aux rayonnements conformes nécessite l'utilisation obligatoire d'une planification d'irradiation tridimensionnelle (voir Fig. 24 sur l'encart couleur). La présence d'un collimateur à plusieurs feuilles avec des pétales étroits mobiles permet de bloquer une partie du faisceau de rayonnement et de former le champ d'irradiation requis, et la position des pétales change sous contrôle informatique. Dans les installations modernes, il est possible d'ajuster en permanence la forme du champ, c'est-à-dire de modifier la position des pétales pendant la rotation du faisceau afin de maintenir le volume irradié. Grâce à ces accélérateurs, il est devenu possible de créer une chute de dose maximale à la limite de la tumeur et des tissus sains environnants.

Des développements ultérieurs ont permis de produire des accélérateurs pour une irradiation moderne à intensité modulée. L'irradiation intensément modulée est une irradiation dans laquelle il est possible non seulement de créer un champ de rayonnement de n'importe quelle forme souhaitée, mais également d'effectuer une irradiation avec différentes intensités au cours d'une même séance. D'autres améliorations ont permis la radiothérapie guidée par l'image. Des accélérateurs linéaires spéciaux ont été créés dans lesquels une irradiation de haute précision est planifiée, tandis que l'exposition aux rayonnements est contrôlée et ajustée pendant la séance en effectuant une fluoroscopie, une radiographie et une tomodensitométrie volumétrique sur un faisceau conique. Toutes les structures de diagnostic sont intégrées dans un accélérateur linéaire.

Grâce à la position constamment surveillée du patient sur la table de traitement de l'accélérateur linéaire d'électrons et au contrôle du décalage de la distribution des isodoses sur l'écran du moniteur, le risque d'erreurs liées au mouvement de la tumeur pendant la respiration et au déplacement constant d'un certain nombre d'organes est réduite.

En Russie, différents types d’accélérateurs sont utilisés pour irradier les patients. L'accélérateur linéaire domestique LUER-20 (NI-IFA, Saint-Pétersbourg) se caractérise par une énergie limite de rayonnement de bremsstrahlung de 6 et 18 MB et des électrons de 6 à 22 MeV. NIIFA, sous licence Philips, produit des accélérateurs linéaires SL-75-5MT, équipés d'un équipement dosimétrique et d'un système informatique de planification. Il existe des accélérateurs PRIMUS (Siemens), multi-feuilles UE Clinac (Varian), etc. (voir Fig. 25 sur l'encart couleur).

Installations pour l'hadronthérapie. Création du premier faisceau de protons médical en Union soviétique doté des paramètres nécessaires à la radiothérapie

donné à la suggestion de V.P. Dzhelepov au phasotron de 680 MeV de l'Institut commun de recherche nucléaire en 1967. Les études cliniques ont été réalisées par des spécialistes de l'Institut d'oncologie expérimentale et clinique de l'Académie des sciences médicales de l'URSS. Fin 1985, au Laboratoire des Problèmes Nucléaires du JINR, la création d'un complexe clinique et physique de six cabines est achevée, comprenant : trois canaux à protons à usage médical pour l'irradiation des tumeurs profondes avec des faisceaux de protons larges et étroits diverses énergies (de 100 à 660 MeV) ; canal de mésons L à usage médical pour recevoir et utiliser des faisceaux intenses de mésons L négatifs avec des énergies de 30 à 80 MeV en radiothérapie ; canal de neutrons ultrarapides à usage médical (l'énergie moyenne des neutrons dans le faisceau est d'environ 350 MeV) pour l'irradiation de grosses tumeurs résistantes.

L'Institut central de recherche en radiologie à rayons X et l'Institut de physique nucléaire de Saint-Pétersbourg (PNPI) RAS ont développé et mis en œuvre une méthode de thérapie stéréotaxique protonique utilisant un faisceau étroit de protons de haute énergie (1 000 MeV) en combinaison avec un faisceau rotatif technique d'irradiation au synchrocyclotron (voir Fig. 26 en couleur. encadré). L'avantage de cette méthode d'irradiation continue est la possibilité de localiser clairement la zone d'irradiation à l'intérieur de l'objet soumis à une protonthérapie. Cela garantit des limites d'irradiation nettes et un rapport élevé entre la dose de rayonnement au centre d'irradiation et la dose à la surface de l'objet irradié. La méthode est utilisée dans le traitement de diverses maladies cérébrales.

En Russie, des essais cliniques de thérapie par neutrons rapides sont en cours dans les centres scientifiques d'Obninsk, Tomsk et Snezhinsk. A Obninsk, dans le cadre de la coopération entre l'Institut de physique et d'énergie et le Centre de recherche en radiologie médicale de l'Académie russe des sciences médicales (MRRC RAMS) jusqu'en 2002. un faisceau de réacteur horizontal de 6 MW avec une énergie neutronique moyenne d'environ 1,0 MeV a été utilisé. Actuellement, l'utilisation clinique du générateur de neutrons de petite taille ING-14 a commencé.

A Tomsk, au cyclotron U-120 de l'Institut de recherche en physique nucléaire, les employés de l'Institut de recherche en oncologie utilisent des neutrons rapides d'une énergie moyenne de 6,3 MeV. Depuis 1999, la neutrothérapie est pratiquée au Centre nucléaire russe de Snejinsk à l'aide du générateur de neutrons NG-12, qui produit un faisceau de neutrons de 12 à 14 MeV.

5.2. APPAREILS POUR RADIOTHÉRAPIE DE CONTACT

Pour la radiothérapie de contact et la curiethérapie, il existe une série de dispositifs à tuyaux de différentes conceptions qui permettent le placement automatisé de sources à proximité de la tumeur et une irradiation ciblée : dispositifs « Agat-V », « Agat-VZ », « Agat-VU ». , série « Agam » avec sources de rayonnement y 60 Co (ou 137 Cs, l 92 lr), « Microselectron » (Nucletron) avec une source de 192 1g, « Selectron » avec une source de 137 Cs, « Anet-V » avec une source de rayonnement mixte gamma-neutrons 252 Cf (voir Fig. 27 sur encart couleur).

Il s'agit d'appareils à irradiation statique multi-positions semi-automatique avec une source unique se déplaçant selon un programme donné à l'intérieur de l'endostat. Par exemple, le dispositif polyvalent intracavitaire gamma-thérapeutique «Agam» avec un ensemble d'endostats rigides (gynécologiques, urologiques, dentaires) et flexibles (gastro-intestinaux) dans deux applications - dans un service radiologique de protection et un canyon.

On utilise des préparations radioactives fermées, des radionucléides placés dans des applicateurs qui sont injectés dans les cavités. Les applicateurs peuvent se présenter sous la forme d'un tube en caoutchouc ou en métal ou plastique spécial (voir Fig. 28 sur l'insert de couleur). Il existe une technique particulière de radiothérapie pour assurer l'alimentation automatisée de la source aux endostats et leur retour automatique dans un conteneur de stockage spécial à la fin de la séance d'irradiation.

L'ensemble du dispositif de type Agat-VU comprend des métastats de petit diamètre - 0,5 cm, ce qui simplifie non seulement la méthode d'introduction des endostats, mais vous permet également de formuler avec précision la distribution de dose en fonction de la forme et de la taille de la tumeur. Dans les dispositifs de type « Agat-VU », trois sources de petite taille de haute activité 60 Co peuvent être déplacées discrètement par pas de 1 cm selon des trajectoires de 20 cm de longueur chacune. L'utilisation de sources de petite taille devient importante pour les petits volumes et les déformations complexes de la cavité utérine, car elle évite les complications, telles que la perforation dans les formes invasives de cancer.

Les avantages de l'utilisation du dispositif thérapeutique gamma l 37 Cs "Selectron" à débit de dose moyen (MDR - Middle Dose Rate) incluent une demi-vie plus longue que le 60 Co, ce qui permet d'effectuer l'irradiation dans des conditions de débit de dose de rayonnement quasi constant . Il est également important d'élargir les possibilités de large variation de la distribution spatiale de dose grâce à la présence d'un grand nombre d'émetteurs de forme sphérique ou linéaire de petite taille (0,5 cm) et à la possibilité d'alterner émetteurs actifs et simulateurs inactifs. Dans l'appareil, les sources linéaires se déplacent pas à pas dans la plage de débits de dose absorbée de 2,53 à 3,51 Gy/h.

La radiothérapie intracavitaire utilisant un rayonnement mixte gamma-neutron 252 Cf sur l'appareil Anet-V à haut débit de dose (HDR) a élargi la gamme d'applications, notamment pour le traitement des tumeurs radiorésistantes. Equiper l'appareil Anet-V de métastats à trois canaux utilisant le principe de mouvement discret de trois sources de radionucléide 252 Cf permet la formation de distributions totales d'isodoses en utilisant une (avec temps d'exposition inégal de l'émetteur dans certaines positions), deux, trois ou plusieurs trajectoires de mouvement des sources de rayonnement en fonction de la longueur et de la forme réelles de la cavité utérine et du canal cervical. À mesure que la tumeur régresse sous l'influence de la radiothérapie et que la longueur de la cavité utérine et du canal cervical diminue, une correction (diminution de la longueur des lignes émettrices) se produit, ce qui contribue à réduire l'exposition aux rayonnements des organes normaux environnants.

La présence d'un système informatique de planification de la thérapie de contact permet une analyse clinique et dosimétrique pour chaque situation spécifique avec le choix de la distribution de dose qui correspond le mieux à la forme et à l'étendue de la lésion primaire, ce qui permet de réduire l'intensité de l'exposition aux rayonnements environnants. organes.

Sélection du mode de fractionnement des doses focales totales uniques lors de l'utilisation de sources d'activité basique moyenne (MDR) et élevée (HDR)

FRACTIONNEMENT DE DOSE NON CONVENTIONNEL

UN V. Boyko, Chernichenko A.V., S.L. Daryalova, Meshcheryakova I.A., S.A. Ter-Harutyunyants
MNIOI nommé d'après. PENNSYLVANIE. Herzen, Moscou

L’utilisation clinique des rayonnements ionisants repose sur les différences de radiosensibilité des tumeurs et des tissus normaux, appelées intervalle radiothérapeutique. Lorsque des objets biologiques sont exposés à des rayonnements ionisants, des processus alternatifs apparaissent : dommages et restauration. Grâce à des recherches radiobiologiques fondamentales, il s'est avéré que lors de l'irradiation en culture tissulaire, le degré de dommage radiologique et la restauration de la tumeur et des tissus normaux sont équivalents. Mais la situation change radicalement lorsqu’une tumeur dans le corps du patient est irradiée. Les dommages initiaux restent les mêmes, mais la récupération n’est pas la même. Les tissus normaux, grâce à des connexions neurohumorales stables avec l’organisme hôte, restaurent les dommages causés par les radiations plus rapidement et plus complètement qu’une tumeur en raison de leur autonomie inhérente. En utilisant et en manipulant ces différences, il est possible de parvenir à une destruction totale de la tumeur tout en préservant les tissus normaux.

Le fractionnement de dose non conventionnel nous semble être l’une des voies les plus attractives pour gérer la radiosensibilité. Avec une option de répartition de dose correctement sélectionnée, sans aucun coût supplémentaire, une augmentation significative des dommages tumoraux peut être obtenue tout en protégeant simultanément les tissus environnants.

Lorsqu’on discute des problèmes de fractionnement de dose non traditionnel, le concept de schémas thérapeutiques de radiothérapie « traditionnels » doit être défini. Dans différents pays du monde, l’évolution de la radiothérapie a conduit à l’émergence de différents schémas de fractionnement de dose devenus « traditionnels » pour ces pays. Par exemple, selon l'école de Manchester, un traitement de radiothérapie radicale comprend 16 fractions et s'effectue sur 3 semaines, tandis qu'aux États-Unis, 35 à 40 fractions sont administrées sur 7 à 8 semaines. En Russie, en cas de traitement radical, un fractionnement de 1,8 à 2 Gy une fois par jour, 5 fois par semaine est considéré comme traditionnel par rapport aux doses totales, qui sont déterminées par la structure morphologique de la tumeur et la tolérance des tissus normaux situés sous l'irradiation. zone (généralement entre 60 et 70 Gr).

Les facteurs limitant la dose dans la pratique clinique sont soit des réactions aiguës aux radiations, soit des lésions post-irradiations retardées, qui dépendent largement de la nature du fractionnement. Les observations cliniques de patients traités avec des schémas thérapeutiques traditionnels ont permis aux radiothérapeutes d'établir la relation attendue entre la gravité des réactions aiguës et retardées (en d'autres termes, l'intensité des réactions aiguës est en corrélation avec la probabilité de développer des lésions retardées des tissus normaux). Apparemment, la conséquence la plus importante du développement de régimes de fractionnement de dose non traditionnels, qui a de nombreuses confirmations cliniques, est le fait que la probabilité attendue de dommages causés par les radiations décrite ci-dessus n'est plus correcte : les effets retardés sont plus sensibles aux changements de la dose unique. la dose focale délivrée par fraction et les réactions aiguës sont plus sensibles aux fluctuations du niveau de dose totale.

Ainsi, la tolérance des tissus normaux est déterminée par des paramètres dose-dépendants (dose totale, durée totale du traitement, dose unique par fraction, nombre de fractions). Les deux derniers paramètres déterminent le niveau d’accumulation de dose. L'intensité des réactions aiguës se développant dans l'épithélium et d'autres tissus normaux, dont la structure comprend des cellules souches, en cours de maturation et fonctionnelles (par exemple, la moelle osseuse), reflète l'équilibre entre le niveau de mort cellulaire sous l'influence des rayonnements ionisants et le niveau de régénération des cellules souches survivantes. Cet équilibre dépend principalement du niveau d’accumulation de dose. La gravité des réactions aiguës détermine également le niveau de dose administré par fraction (en termes de 1 Gy, les grandes fractions ont un effet néfaste plus important que les petites).

Après avoir atteint le maximum de réactions aiguës (par exemple, développement d'une épithéliite humide ou confluente des muqueuses), la mort ultérieure des cellules souches ne peut pas entraîner une augmentation de l'intensité des réactions aiguës et se manifeste uniquement par une augmentation du temps de guérison. . Et ce n’est que si le nombre de cellules souches survivantes n’est pas suffisant pour le repeuplement des tissus que des réactions aiguës peuvent se transformer en lésions radiologiques (9).

Les dommages causés par les radiations se développent dans les tissus caractérisés par un changement lent de la population cellulaire, tels que les cellules matures du tissu conjonctif et du parenchyme de divers organes. Etant donné que dans ces tissus, l'épuisement cellulaire ne se manifeste qu'à la fin du traitement standard, la régénération est impossible au cours de ce dernier traitement. Ainsi, contrairement aux réactions radiologiques aiguës, le niveau d'accumulation de dose et la durée totale du traitement n'ont pas d'impact significatif sur la gravité des dommages tardifs. Cependant, les dommages tardifs dépendent principalement de la dose totale, de la dose par fraction et de l'intervalle entre les fractions, en particulier dans les cas où les fractions sont administrées sur une courte période.

Du point de vue de l'effet antitumoral, un traitement continu par rayonnement est plus efficace. Cependant, cela n’est pas toujours possible en raison du développement de réactions aiguës aux radiations. Dans le même temps, il est devenu connu que l'hypoxie du tissu tumoral est associée à une vascularisation insuffisante de ce dernier, et il a été proposé qu'après l'administration d'une certaine dose (critique pour le développement de réactions radiologiques aiguës), une interruption du traitement soit prise. pour la réoxygénation et la restauration des tissus normaux. Un moment défavorable de la rupture est le danger de repeuplement des cellules tumorales qui ont conservé leur viabilité. Par conséquent, lors de l'utilisation d'un traitement fractionné, il n'y a pas d'augmentation de l'intervalle radiothérapeutique. Le premier rapport selon lequel, par rapport au traitement continu, le traitement fractionné produit de moins bons résultats en l'absence d'ajustements de dose unique focale et totale pour compenser l'interruption du traitement a été publié par Million et Zimmerman en 1975 (7). Budhina et al (1980) ont calculé plus tard que la dose nécessaire pour compenser l'interruption était d'environ 0,5 Gy par jour (3). Un rapport plus récent d'Overgaard et al (1988) indique que pour atteindre un degré égal de radicalité du traitement, une interruption de 3 semaines du traitement du cancer du larynx nécessite une augmentation du volume d'administration de 0,11 à 0,12 Gy (c'est-à-dire 0. 5-0,6 Gy par jour) (8). Les travaux montrent qu'avec une ROD de 2 Gy pour réduire la fraction de cellules clonogéniques survivantes, au cours d'une pause de 3 semaines, le nombre de cellules clonogéniques double de 4 à 6 fois, tandis que leur temps de doublement approche de 3,5 à 5 jours. L'analyse la plus détaillée de l'équivalent de dose pour la régénération lors d'une radiothérapie fractionnée a été réalisée par Withers et al et Maciejewski et al (13, 6). Des études montrent qu'après des délais variables de radiothérapie fractionnée, les cellules clonogéniques survivantes développent des taux de repeuplement si élevés que chaque jour supplémentaire de traitement nécessite une augmentation d'environ 0,6 Gy pour compenser. Cette valeur de l'équivalent de dose de repeuplement lors de la radiothérapie est proche de celle obtenue par l'analyse du parcours fractionné. Cependant, avec un traitement fractionné, la tolérance du traitement s'améliore, en particulier dans les cas où des réactions aiguës aux radiations empêchent un traitement continu.

Par la suite, l'intervalle a été réduit à 10-14 jours, car le repeuplement des cellules clonales survivantes commence au début de la 3ème semaine.

L'impulsion pour le développement d'un «modificateur universel» - des modes de fractionnement non traditionnels - a été les données obtenues lors de l'étude d'un radiosensibilisateur spécifique HBO. Dans les années 60, il a été démontré que l'utilisation de grandes fractions lors de la radiothérapie dans des conditions d'OHB est plus efficace que le fractionnement classique, même dans des groupes témoins dans l'air (2). Bien entendu, ces données ont contribué au développement et à la mise en pratique de régimes de fractionnement non conventionnels. Il existe aujourd'hui un grand nombre de ces options. En voici quelques uns.

Hypofractionnement : des fractions plus grandes sont utilisées par rapport au régime classique (4-5 Gy), le nombre total de fractions est réduit.

Hyperfractionnement implique l'utilisation de petites doses focales uniques, par rapport aux « classiques », (1-1,2 Gy), délivrées plusieurs fois par jour. Le nombre total de factions a été augmenté.

Hyperfractionnement accéléré continu en option pour l'hyperfractionnement : les fractions sont plus proches des fractions classiques (1,5-2 Gy), mais sont délivrées plusieurs fois par jour, ce qui permet de réduire la durée totale du traitement.

Fractionnement dynamique : mode de fractionnement de dose, dans lequel l'administration de fractions élargies alterne avec un fractionnement classique ou l'administration de doses inférieures à 2 Gy plusieurs fois par jour, etc.

La construction de tous les schémas de fractionnement non traditionnels est basée sur des informations sur les différences de vitesse et d'exhaustivité de restauration des dommages causés par les radiations dans diverses tumeurs et tissus normaux et sur le degré de leur réoxygénation.

Ainsi, les tumeurs caractérisées par un taux de croissance rapide, un pool de prolifération élevé et une radiosensibilité prononcée nécessitent des doses uniques plus importantes. Un exemple est la méthode de traitement des patients atteints d'un cancer du poumon à petites cellules (SCLC), développée à l'Institut de recherche en oncologie de Moscou. PENNSYLVANIE. Herzen (1).

Pour cette localisation tumorale, 7 méthodes de fractionnement de dose non traditionnelles ont été développées et étudiées sous un aspect comparatif. La plus efficace d’entre elles était la méthode de fractionnement des doses quotidiennes. Compte tenu de la cinétique cellulaire de cette tumeur, l'irradiation a été réalisée quotidiennement par fractions élargies de 3,6 Gy avec division quotidienne en trois portions de 1,2 Gy, délivrées à des intervalles de 4 à 5 heures. Sur 13 jours de traitement, la SOD est de 46,8 Gy, équivalent à 62 Gy. Sur 537 patients, la résorption tumorale complète dans la zone loco-régionale était de 53 à 56 % contre 27 % avec le fractionnement classique. Parmi ceux-ci, 23,6 % présentant une forme localisée ont survécu au cap des 5 ans.

La technique de fractionnement multiple de la dose quotidienne (classique ou élargie) avec un intervalle de 4 à 6 heures est de plus en plus utilisée. Grâce à la restauration rapide et plus complète des tissus normaux lors de l'utilisation de cette technique, il est possible d'augmenter la dose administrée à la tumeur de 10 à 15 % sans augmenter le risque de lésion des tissus normaux.

Cela a été confirmé dans de nombreuses études randomisées menées dans les principales cliniques du monde. Un exemple est plusieurs travaux consacrés à l’étude du cancer du poumon non à petites cellules (NSCLC).

L'étude RTOG 83-11 (phase II) a examiné un régime d'hyperfractionnement comparant différents niveaux de SOD (62 Gy ; 64,8 Gy ; 69,6 Gy ; 74,4 Gy et 79,2 Gy) délivrés en fractions de 1,2 Gy deux fois par jour. Le taux de survie des patients le plus élevé a été observé avec une SOD de 69,6 Gy. Par conséquent, un régime de fractionnement avec une SOD de 69,6 Gy (RTOG 88-08) a été étudié dans un essai clinique de phase III. L'étude a inclus 490 patients atteints d'un CPNPC localement avancé, qui ont été randomisés comme suit : groupe 1 - 1,2 Gy deux fois par jour jusqu'à une SOD de 69,6 Gy et groupe 2 - 2 Gy par jour jusqu'à une SOD de 60 Gy. Cependant, les résultats à long terme ont été inférieurs aux attentes : la survie médiane et l'espérance de vie à 5 ans dans les groupes étaient respectivement de 12,2 mois, 6 % et 11,4 mois, 5 %.

Fu XL et coll. (1997) ont étudié un régime d'hyperfractionnement de 1,1 Gy 3 fois par jour avec un intervalle de 4 heures jusqu'à une SOD de 74,3 Gy. Les taux de survie à 1, 2 et 3 ans étaient de 72 %, 47 % et 28 % dans le groupe de patients recevant la RT dans le cadre du régime hyperfractionné, et de 60 %, 18 % et 6 % dans le groupe recevant la dose classique. fractionnement (4) . Dans le même temps, l'œsophagite « aiguë » dans le groupe d'étude a été observée significativement plus souvent (87 %) que dans le groupe témoin (44 %). Dans le même temps, il n’y a eu aucune augmentation de la fréquence et de la gravité des complications tardives liées aux radiations.

Une étude randomisée menée par Saunders NI et al (563 patients) a comparé deux groupes de patients (10). Fractionnement accéléré continu (1,5 Gy 3 fois par jour pendant 12 jours jusqu'à SOD 54 Gy) et radiothérapie classique jusqu'à SOD 66 Gy. Les patients traités avec le régime hyperfractionné ont présenté une amélioration significative des taux de survie à 2 ans (29 %) par rapport au régime standard (20 %). L’étude n’a pas non plus noté d’augmentation de l’incidence des dommages tardifs causés par les radiations. Dans le même temps, dans le groupe d'étude, des œsophagites sévères ont été observées plus souvent qu'avec le fractionnement classique (respectivement 19 % et 3 %), bien qu'elles aient été observées principalement après la fin du traitement.

Une autre direction de recherche est la méthode d'irradiation différenciée de la tumeur primitive dans la zone locorégionale selon le principe « champ dans champ », dans laquelle une dose plus élevée est délivrée à la tumeur primitive qu'aux zones régionales sur la même période de temps. . Uitterhoeve AL et al (2000) dans l'étude EORTC 08912 ont ajouté 0,75 Gy par jour (volume d'appoint) pour augmenter la dose à 66 Gy. Les taux de survie à 1 et 2 ans étaient de 53 % et 40 % avec une tolérance satisfaisante (12).

Sun LM et al (2000) ont administré localement une dose quotidienne supplémentaire de 0,7 Gy à la tumeur, ce qui, associé à une réduction de la durée totale du traitement, a permis d'obtenir des réponses tumorales dans 69,8 % des cas, contre 48,1 % avec le traitement classique. régime de fractionnement ( onze). King et al (1996) ont utilisé un régime d'hyperfractionnement accéléré en combinaison avec une augmentation de la dose focale à 73,6 Gy (boost) (5). Dans le même temps, la survie médiane était de 15,3 mois ; parmi les 18 patients atteints de CPNPC ayant subi un examen bronchoscopique de contrôle, le contrôle local confirmé histologiquement était d'environ 71 % avec une période de suivi allant jusqu'à 2 ans.

Pour la radiothérapie indépendante et le traitement combiné, diverses options de fractionnement dynamique des doses, développées à l'Institut de recherche en orthopédie de Moscou, ont fait leurs preuves. PENNSYLVANIE. Herzen. Ils se sont révélés plus efficaces que le fractionnement classique et l'addition monotone de fractions élargies lors de l'utilisation de doses isoefficaces non seulement pour le cancer épidermoïde et adénogène (cancer du poumon, de l'œsophage, du rectum, de l'estomac, gynécologique), mais également pour les sarcomes des tissus mous.

Le fractionnement dynamique a considérablement augmenté l’efficacité de l’irradiation en augmentant la SOD sans augmenter les réactions aux radiations des tissus normaux.

Ainsi, dans le cancer gastrique, traditionnellement considéré comme un modèle radiorésistant de tumeurs malignes, l'utilisation de l'irradiation préopératoire selon le schéma de fractionnement dynamique a permis d'augmenter le taux de survie à 3 ans des patients à 78 % contre 47-55 % avec traitement chirurgical ou combiné avec l'utilisation du mode d'irradiation concentré classique et intensif. Dans le même temps, 40 % des patients présentaient une pathomorphose radiologique de grade III-IV.

Pour les sarcomes des tissus mous, l’utilisation de la radiothérapie en complément de la chirurgie selon un schéma original de fractionnement dynamique a permis de réduire le taux de rechutes locales de 40,5 % à 18,7 % tout en augmentant la survie à 5 ans de 56 % à 65 %. Il y avait une augmentation significative du degré de pathomorphose radiologique (degré III-IV de pathomorphose radiologique dans 57 % contre 26 %), et ces indicateurs étaient en corrélation avec la fréquence des rechutes locales (2 % contre 18 %).

Aujourd'hui, la science nationale et mondiale suggère d'utiliser diverses options de fractionnement de dose non traditionnel. Cette diversité s'explique dans une certaine mesure par le fait que la prise en compte de la réparation des dommages sublétaux et potentiellement létaux des cellules, du repeuplement, de l'oxygénation et de la réoxygénation, de la progression à travers les phases du cycle cellulaire, c'est-à-dire les principaux facteurs déterminant la réponse tumorale aux radiations sont pratiquement impossibles à prédire individuellement en clinique. Jusqu'à présent, nous ne disposons que de caractéristiques de groupe pour sélectionner un schéma de fractionnement de dose. Dans la plupart des situations cliniques, avec des indications justifiées, cette approche révèle les avantages du fractionnement non traditionnel par rapport au fractionnement classique.

Ainsi, nous pouvons conclure que le fractionnement de dose non traditionnel permet simultanément d'influencer alternativement le degré de dommages causés par les radiations à la tumeur et aux tissus normaux, tout en améliorant considérablement les résultats de la radiothérapie tout en préservant les tissus normaux. Les perspectives de développement du NPD sont associées à la recherche de corrélations plus étroites entre les schémas d'irradiation et les caractéristiques biologiques de la tumeur.

Bibliographie:

1. Boyko A.V., Trakhtenberg A.X. Méthodes radiologiques et chirurgicales dans la thérapie complexe des patients atteints d'une forme localisée de cancer du poumon à petites cellules. Dans le livre : "Cancer du poumon" - M., 1992, pp.

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3. Budhina M, Skrk J, Smid L et al : Cellules tumorales se repeuplant dans l'intervalle de repos de la radiothérapie en plusieurs étapes. Stralenthérapie 156:402, 1980

4. Fu XL, Jiang GL, Wang LJ, Qian H, Fu S, Yie M, Kong FM, Zhao S, He SQ, Liu TF Radiothérapie accélérée hyperfractionnée pour le cancer du poumon non à petites cellules : essai clinique de phase I/II. //Int J Radiat Oncol Biol Phys; 39(3):545-52 1997

5. King SC, Acker JC, Kussin PS et al. Radiothérapie accélérée hyperfractionnée à haute dose utilisant un boost concomitant pour le traitement du cancer du poumon non à petites cellules : toxicité inhabituelle et premiers résultats prometteurs. //Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1996 ; 36 : 593-599.

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7. Million RR, Zimmerman RC : Évaluation de la technique en cours fractionnés de l'Université de Floride pour divers carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou. Cancer 35:1533, 1975

8. Overgaard J, Hjelm-Hansen M, Johansen L et al : Comparaison de la radiothérapie conventionnelle et fractionnée comme traitement primaire du carcinome du larynx. Acta Oncol 27:147, 1988

9. Peters LJ, Ang KK, Thames HD : Fractionnement accéléré dans la radiothérapie du cancer de la tête et du cou : Une comparaison critique de différentes stratégies. Acta Oncol 27:185, 1988

10. Saunders MI, Dische S, Barrett A et al. Radiothérapie accélérée hyperfractionnée continue (CHART) versus radiothérapie conventionnelle dans le cancer du poumon non à petites cellules : un essai multicentrique randomisé. Comité directeur de CHART. //Lancette. 1997 ; 350 : 161-165.

11. Sun LM, Leung SW, Wang CJ, Chen HC, Fang FM, Huang EY, Hsu HC, Yeh SA, Hsiung CY, Huang DT Radiothérapie de rappel concomitante pour le cancer du poumon non à petites cellules inopérable : rapport préliminaire d'une étude prospective étude randomisée. //Int J Radiat Oncol Biol Phys; 47(2):413-8 2000

12. Uitterhoeve AL, Belderbos JS, Koolen MG, van der Vaart PJ, Rodrigus PT, Benraadt J, Koning CC, Gonzalez Gonzalez D, Bartelink H Toxicité de la radiothérapie à haute dose associée au cisplatine quotidien dans le cancer du poumon non à petites cellules : résultats de l’étude de phase I/II EORTC 08912. Organisation européenne pour la recherche et le traitement du cancer. //Eur J Cancer; 36(5):592-600 2000

13. Withers RH, Taylor J, Maciejewski B : Le risque de repeuplement accéléré du clonogène tumoral pendant la radiothérapie. Acta Oncol 27:131, 1988

Le fractionnement est la division de la dose totale de rayonnement en plusieurs fractions plus petites. On sait que l'effet souhaité des rayonnements peut être obtenu en divisant la dose totale en fractions quotidiennes tout en réduisant la toxicité. En termes médicaux cliniques, cela signifie que la radiothérapie fractionnée atteint des niveaux plus élevés de contrôle des tumeurs et une nette réduction de la toxicité des tissus normaux par rapport à une radiothérapie unique à haute dose. Le fractionnement standard implique 5 irradiations par semaine, une fois par jour, 200 cGy. La dose totale dépend de la masse (latente, microscopique ou macroscopique) et de la structure histologique de la tumeur et est souvent déterminée de manière empirique.

Il existe deux méthodes de fractionnement : l'hyperfractionnement et l'accélération. Avec l'hyperfractionnement, la dose standard est divisée en fractions plus petites que d'habitude, administrées deux fois par jour ; la durée totale du traitement (en semaines) reste quasiment la même. La signification de cet effet est la suivante : 1) la toxicité des tissus à réponse tardive, qui sont généralement plus sensibles à la taille de la fraction, est réduite ; 2) la dose totale augmente, ce qui augmente le risque de destruction de la tumeur. La dose totale avec fractionnement accéléré est légèrement inférieure ou égale à la dose standard, mais la durée du traitement est plus courte. Cela permet de supprimer la possibilité de guérison de la tumeur pendant le traitement. Avec le fractionnement accéléré, deux irradiations ou plus par jour sont prescrites, les fractions sont généralement plus petites que les fractions standards.

L'irradiation est souvent réalisée dans des conditions d'hyperthermie. L'hyperthermie est l'application clinique du chauffage des tissus tumoraux à des températures supérieures à 42,5°C, ce qui tue les cellules, renforçant ainsi les effets cytotoxiques de la chimiothérapie et de la radiothérapie. Les propriétés de l'hyperthermie sont : 1) efficacité contre les populations cellulaires avec un environnement hypoxique et acidifié et des ressources alimentaires épuisées, 2) activité contre les cellules en phase S du cycle prolifératif, résistantes à la radiothérapie. On pense que l’hyperthermie affecte la membrane cellulaire et les structures intracellulaires, notamment les composants cytoplasmiques et le noyau. L'apport d'énergie aux tissus est assuré par des appareils à micro-ondes, à ultrasons et à radiofréquence. L'utilisation de l'hyperthermie est associée à des difficultés pour chauffer uniformément des tumeurs volumineuses ou profondément localisées et pour évaluer avec précision la répartition de la chaleur.

Radiothérapie palliative versus radiothérapie radicale : L’objectif de la thérapie palliative est de soulager les symptômes qui altèrent la fonction ou le confort ou risquent de les développer dans un avenir prévisible. Les schémas thérapeutiques palliatifs se caractérisent par une augmentation des fractions quotidiennes (> 200 cGy, généralement 250 à 400 cGy), une durée totale de traitement raccourcie (plusieurs semaines) et une dose totale réduite (2 000 à 4 000 cGy). L'augmentation de la dose fractionnée s'accompagne d'un risque accru de toxicité pour les tissus à réponse tardive, mais ceci est contrebalancé par un temps plus court nécessaire chez les patients ayant des chances de survie limitées.

Lors de la radiothérapie, des concepts tels que le mode de fractionnement, le rythme de rayonnement et la dose de rayonnement sont utilisés. En fonction de la dose focale unique, on distingue classiquement le régime des fractions ordinaires (petites) - une dose focale unique est de 1,8 à 2,2 Gy, moyenne - ROD 3-5 Gy et grandes fractions - ROD supérieure à 6 Gy. Le régime d'irradiation peut aller d'une à cinq fractions par semaine. L'effet biologique est associé à la taille d'une dose unique, à l'intervalle entre les fractions individuelles et au nombre de fractions par cure d'irradiation (durée d'irradiation en jours).

Afin de relier tous ces paramètres, il est jugé approprié :

• 1. Comme fractionnement de référence, prendre une irradiation quotidienne de 2 Gy jusqu'à 60 Gy sur 6 semaines
• 2. par rapport à une semaine de travail de cinq jours, dans tous les cas de fractionnement, prendre une dose totale de 10 Gy.

Il a été prouvé que l'augmentation des fractions tout en maintenant la même dose hebdomadaire entraîne une augmentation de l'efficacité de l'exposition aux rayonnements. L'augmentation de l'écart entre les fractions individuelles et l'augmentation correspondante de la dose permettent l'utilisation de schémas d'irradiation non quotidiens, en restant au niveau biologique de référence d'irradiation quotidienne, tandis que la dose totale par cure sera réduite. Il faut tenir compte du fait que l’augmentation des doses uniques entraîne naturellement une diminution de la tolérance des tissus sains.

En 1969, F. Ellis, estimant que la dose totale par cure, le nombre de fractions et la durée totale du traitement sont dans une certaine relation, propose une formule reliant ces notions :

D = NSD x N0,24 x T0,11,

où D est la dose totale par cure (en rads) selon le critère d'obtention d'une réaction tolérante du tissu conjonctif normal ;

NSD - dose standard nominale (en ret);

N - nombre de fractions ;

T - durée totale du traitement (en jours)

L'unité de dose standard nominale est ret (thérapie équivalente retardatrice) - l'équivalent thérapeutique de rad.

Évidemment, l'auteur propose d'accepter la réaction du tissu conjonctif comme critère d'effet d'une radiothérapie, arguant que le tissu conjonctif est partout homogène en termes morphologiques et fonctionnels, y compris le stroma des tumeurs, indépendamment de l'histogenèse et d'autres caractéristiques. . Les exceptions sont les os et la moelle. Ainsi, la réaction de ce tissu conjonctif homogène à l’irradiation est acceptée comme universelle, la même partout.

Pour calculer la durée totale du traitement, la dose focale unique et totale à un certain rythme d'irradiation, des tableaux et nomogrammes spéciaux sont utilisés.

Le concept de VDF (time, dose, fractionnement), proposé par Ellis F. et Orton S. en 1973, est plus pratique en termes pratiques. Résultats des valeurs VDF calculées obtenues à l'aide d'une formule dérivée de la formule de base d'Ellis pour NSD. résumées dans les tableaux appropriés. Le niveau de tolérance totale est considéré comme VDF = 100, ce qui équivaut à NSD = 1800 ret. A l'aide de ces tableaux, vous pouvez facilement passer d'un mode de fractionnement à un autre, prendre en compte le temps de pause du traitement tout en conservant l'effet biologique recherché.

Fractionnement, c'est-à-dire le recours à des séances d'irradiation répétées tout au long du cours, fait depuis longtemps l'objet d'un vif intérêt et de recherches. Les premières études radiologiques ont indiqué que l’utilisation répétée de doses de rayonnement relativement faibles constituait le meilleur moyen d’atteindre la dose totale et était la plus efficace en termes de résultats du traitement.

Intérêt pour approche fractionnée alimenté non seulement par l’espoir de comprendre les mécanismes des dommages causés aux cellules par les radiations, mais également par la perspective pour les médecins traitants de développer des schémas thérapeutiques de radiothérapie optimaux pour le patient. Un certain nombre de points déterminent l'efficacité thérapeutique de cette procédure. Dans la plupart des expériences avec une seule utilisation de rayonnement, le degré de dommage aux cellules malignes (déterminé principalement par l'inhibition de la division cellulaire) était directement proportionnel à la dépendance linéaire-logarithmique du débit de dose.

Une caractéristique importante de ceci dépendances est qu’à faibles doses de rayonnement, le graphique s’aplatit, formant une « épaule » caractéristique. Lorsque des cellules relativement plus radiorésistantes (par exemple un mélanome malin) sont irradiées, ce bras s'élargit et la pente du reste de la courbe s'aplatit.

Selon la plupart des théories, la gamme d’expositions qui se situe sur « l’épaule » de la dépendance fait référence aux expositions sublétales, lorsque les processus de réparation sont encore possibles dans les cellules. Ainsi, une irradiation répétée ou fractionnée provoque des dommages supplémentaires avant même l’achèvement des processus de réparation cellulaire. Bien entendu, le degré de restauration de la population cellulaire dans les périodes entre les irradiations répétées dépend des intervalles qui les séparent et de l'intensité de l'irradiation.

En plus, méthode de traitement fractionné peut augmenter le degré d'oxygénation des tissus tumoraux, puisqu'une diminution de la masse tumorale dans les intervalles entre les irradiations conduit à une vascularisation de la tumeur restante et à une meilleure saturation de celle-ci en oxygène par l'apport sanguin, et augmente donc sa radiosensibilité avant les expositions ultérieures. Outre les avantages théoriques évoqués, la méthode de fractionnement a également une réelle signification pratique, puisqu'après la première séance d'irradiation, les patients constatent souvent une amélioration du tableau clinique de la maladie, ce qui les rend plus tolérants aux traitements ultérieurs.

Cela permet de planifier le déroulement global du traitement de manière plus flexible qu'avec une seule exposition et permet, par exemple, de modifier en cours de traitement la durée d'irradiation et/ou le débit de dose absorbée.

Au contraire, l'allongement cours de rayonnement fractionné(les méthodes standard prévoient une durée de traitement allant jusqu'à 6 semaines) peut conduire au fait que tous les avantages de cette méthode disparaissent avant le début de la restauration du tissu tumoral à partir de cellules clonogéniques entre les séances d'irradiation. De tels processus de réparation peuvent commencer littéralement dans la semaine suivant la première irradiation.

Par conséquent, le concept de continuité irradiation hyperfractionnée, lorsque deux voire trois séances de radiothérapie sont effectuées en une seule journée et que la durée totale du cours de radiothérapie est réduite à 2-3 semaines par rapport à la période standard de 6 semaines.

Outre les dispositions générales ci-dessus, prouvant avantages de la radiothérapie fractionnée, il existe également un certain nombre d'études visant à optimiser le régime de rayonnement pour obtenir les meilleurs résultats. Pour déterminer l'efficacité de leur travail, les radiologues s'appuient souvent sur des évaluations purement empiriques de l'efficacité et de la toxicité du traitement de rayonnement utilisé. Par exemple, lors du traitement du carcinome épidermoïde, la plupart des cas utilisent une radiothérapie longue de 6 semaines, tandis que pour le traitement d'autres maladies, les radiothérapeutes utilisent des cures plus courtes de 3 ou 4 semaines.

Avec comparatif étudier l'efficacité de tout schéma thérapeutique, il est très important de calculer avec précision l’équivalent biologique de la dose absorbée. Par exemple, tous les radiologues savent que l'effet biologique d'une dose unique de rayonnement de 10 Gy dépasse largement l'effet des mêmes 10 Gy, mais répartis en doses de 1 Gy sur 10 jours. Les critères d'évaluation de l'équivalent biologique de la dose absorbée sont très importants non seulement pour les études prospectives de nouveaux schémas thérapeutiques, mais également dans les cas où, pour une raison quelconque, il est nécessaire de s'écarter du schéma thérapeutique standard. Dans toute installation de traitement, des pannes inattendues d’équipement ou des difficultés de personnel peuvent survenir, ce qui peut perturber le programme de traitement.