L'utilisation médicale des rayonnements ionisants Pr Vincent Grégoire Service de Radiothérapie-oncologique, Cliniques Universitaires St-Luc et Université catholique de Louvain, Bruxelles, Belgique

1. EDF
Nov 2014
L’UTILISATION MÉDICALE
DES RAYONNEMENTS
IONISANTS
Professeur Vincent GREGOIRE
MD, PhD, hon. FRCR
Service de Radiothérapie-oncologique,
Cliniques Universitaires St-Luc et Université
catholique de Louvain, Bruxelles, Belgique

2. EDF
Nov 2014
Rayons X
Découverte des Rayons X par
Conrad Roentgen fin 1895.
Utilisés à toutes sortes de fins,
médicales et non médicales, de
nombreux accidents sont
rapportés dès 1896, puis des
cancers de la peau un peu plus
tard.
1845-1923

3. EDF
Nov 2014
3
Une des premières radiographies…

4. EDF
Nov 2014
Utilisations
ludiques…
Radiguet & Massiot
produisent des tubes
à rayons Roentgen.
Radiguet organise
des séances de néo-
occultisme en
parsemant une pièce
d’objets couverts
d’une émulsion
fluorescente.
Tout le monde trouve
cela très drôle (ou
effrayant).

5. EDF
Nov 2014
1914-1918 Les petites Curie

6. EDF
Nov 2014
Opérations sous la tente pratiquées avec la
voiture Massiot

7. EDF
Nov 2014
1914-18
Tenue de
protection d’un
manipulateur
anglais
Radiographies
pour localiser
des projectiles
ou éclats
d’obus

8. EDF
Nov 2014
Rayons X
Découverts en 1895 et
immédiatement appliqués au
traitement du cancer.
Pourquoi?
Parce que la chirurgie était la
seule option, et elle était
dangereuse…

9. EDF
Nov 2014
Dose “peau” en R
Courtesy of John Schreiner, Kingston Regional Cancer Centre, Ontario
< 1950
Les prémices de la
radiothérapie

10. EDF
Nov 2014
2-D Planning
≈ 1960
< 1950
Son évolution…
Courtesy of John Schreiner, Kingston Regional Cancer Centre, Ontario

11. EDF
Nov 2014
Rx 6 MV
40 Gy
Rx 6 MV
30 Gy
Rx 6 MV
50 Gy
Elect 8 MeV
10 Gy

12. EDF
Nov 2014
Tomographie
computerisée
(CT)
Reconstruction
volumétrique à
partir d’un grand
nombre de vues
planaires décalées
de quelque degrés,
et toutes centrées
sur un même axe.

13. EDF
Nov 2014
1971: première image CT scan

14. EDF
Nov 2014
2-D Planning
≈ 1960
3-D
Conformal
≈ 1990
< 1950
Son évolution…
Courtesy of John Schreiner, Kingston Regional Cancer Centre, Ontario

15. EDF
Nov 2014

16. EDF
Nov 2014
Adenocarcinome du rectum
vessie
tumeur
ganglion
marge (PTV)
Identification des organes et de la tumeur
Sur chaque coupe de CT scan (30-40)

17. EDF
Nov 2014
Reconstruction 3D
Intestin grêle
vessie
CTV

18. EDF
Nov 2014
2-D Planning
≈ 1960
3-D
Conformal
≈ 1990
IMRT
≈ 2000
< 1950
Son évolution…
Courtesy of John Schreiner, Kingston Regional Cancer Centre, Ontario

19. EDF
Nov 2014
L’accélérateur tourne (3 tour/min) pendant
que la table « défile » dans l’ouverture

20. EDF
Nov 2014

21. EDF
Nov 2014
Oropharyngeal SCC
T2-N0-M0
SIB-IMRT: 30x2.3 Gy
30x1.85 Gy
PRV Spinal cord
Left parotidRight parotid
Larynx
PTV 55.5 Gy
PTV 69 Gy

22. EDF
Nov 2014
Faits et mythes en oncologie
Chimiothérapie
Chirurgie
Chirurgie +
radiotherapieRadiotherapie
Récidive locale
Récidive à distance
37%
18%
5%
22%
6%12%

23. EDF
Nov 2014
2-D Planning
≈ 1960
3-D
Conformal
≈ 1990
IMRT
≈ 2000
Dose
Painting
> 2014
< 1950
Son évolution…
Courtesy of John Schreiner, Kingston Regional Cancer Centre, Ontario

24. EDF
Nov 2014
Le PET
(tomographie par
émission de
positrons)
L’émission des deux
rayons γ est coaxiale
et simultanée.
L’analyse des
signaux repère ces
caractéristiques et
« relocalise »
l’endroit de la
désintégation.
Fluor 18

25. EDF
Nov 2014
Le PET
(tomographie par
émission de
positrons)
Le fluoro-déoxyglucose
est le traceur de choix.
Les cellules
cancéreuses sont
hypoxiques.
Elles tirent leur énergie
du glucose, plutôt que
de l’oxygène.
Elles captent jusqu’à
1000 fois plus de
glucose.
Une captation normale
est enregistrée au
niveau du cœur, des
reins et de la vessie.

26. EDF
Nov 2014 S. Differding, 2012
Hétérogénéité tumorale
Oropharynx: T4b-N0-M0 – FDG-PET-CT

27. EDF
Nov 2014 S. Differding, 2012
Hétérogénéité tumorale
Oropharynx: T4b-N0-M0 – FDG-PET-CT

28. EDF
Nov 2014
Dose-painting
S. Differding, 2012
Oropharynx: T4b-N0-M0 – FDG-PET-CT

29. EDF
Nov 2014 S. Servagi, 2013
Variabilité biologique

30. EDF
Nov 2014
CT MRI (T2) FDG-PET
PRE-R/
WEEK 3
WEEK 5
(Week 2)
(Week 4)

31. EDF
Nov 2014
La protonthérapie…?

32. EDF
Nov 2014
Quel est l’avantage??
• La masse des protons est bien plus
grande que celle des électrons
• Moins de diffusion latérale (donc moins de
dispersion)
• Le trajet est limité par l’énergie
• Et donc la dose est localisée à la
profondeur voulue.
• La dose est très élevée en fin de
trajet (pic de Bragg).

33. EDF
Nov 2014
(a) IMPT
(b)
IMXT
(c)
DIFFERENCE
(x-rays - protons)
0
5.4
11
16
22
27
32
44
Diff(Gy)
Image from M. Goitein, Radiation
Oncology: A physicist's-eye-view
Springer, 2007.
IMRT et IMPT pour un sarcome d’Ewing

34. EDF
Nov 2014
Indication principale:
pédiatrie
2000 2001 2003
leukemia 85 108 90
lymphoma 39 43 34
Embryonal
tumours
52 54 63
CNS 94 68 65
Bone 15 18 24
STS 35 34 35
total 320 325 313
Medulloblastome chez un
enfant de 5 ans
4 MV photons vs. protons
Recrutement potentiel en Belgique de ± 100 cas/ selon
les pratiques actuelles

35. EDF
Nov 2014
Maladie de Hodgkin, stade IIB
Dose %
< 1 GyMoelle épinière41 Gy
26 GyIntestin39 Gy
< 1 GyMoelle oseuse40 Gy
dose aux organes
Courtesy of Prof. Debus, University Clinic of Heidelberg
Conventional Carbon

36. EDF
Nov 2014 Hergé, 1954