Imagerie biologique pour optimiser le contour du volume cible clinique (CTV) et du volume brut de la tumeur (GTV) dans le cancer de la prostate afin d'améliorer les possibilités d'augmentation de la dose de radiothérapie à modulation d'intensité (IMRT)

Proposition:

Étudier les possibilités d'améliorer la délimitation du volume cible clinique (CTV) et du volume brut de la tumeur (GTV) en utilisant les dernières modalités d'imagerie biologique sur 15 patients atteints d'un cancer de la prostate. Notre objectif ultime est d'établir de nouvelles définitions GTV et CTV et de redéfinir le choix des marges d'irradiation en radiothérapie à modulation d'intensité (IMRT) pour le cancer de la prostate. En outre, essayez de traduire les données d'imagerie fonctionnelle en un plan IMRT de tomothérapie.

Raisonnement:

Les résultats du traitement après irradiation externe à dose standard du cancer de la prostate localement avancé sont insuffisants. Selon les séries RTOG-8531, RTOG-8610 et EORTC sur les tumeurs T1 à T4, la survie globale à 5 ans varie de 60 à 73 % et la survie sans maladie à 5 ans varie de 15 à 67 %.

Le contrôle local peut être amélioré par la suppression adjuvante des androgènes, la survie sans maladie à 5 ans augmente de manière significative à 36 - 89 %. Malheureusement, la suppression des androgènes détériore considérablement la qualité de vie.

L'augmentation de la dose d'irradiation améliore également le contrôle local. Cependant, la toxicité locale, en particulier les complications rectales et vésicales, limite la dose qui peut être administrée avec une irradiation externe conforme avec des marges d'incertitude basées sur la population. L'imprécision de la configuration et le mouvement des organes déterminent les marges d'irradiation nécessaires. Les techniques modernes de vérification de position, par ex. l'utilisation de marqueurs fiduciaux dans la prostate en combinaison avec des techniques d'imagerie à mégavoltage, permet une réduction des marges et offre la possibilité d'une escalade de dose dans la prostate. Des études sur l'IMRT ont utilisé ces techniques sophistiquées de vérification de position et cette approche semble faisable. Une réduction supplémentaire des marges, et donc une éventuelle augmentation supplémentaire de la dose d'irradiation, peut être attendue de l'amélioration de la délimitation du contour de la prostate. L'imagerie peut être réalisée pour délimiter des structures anatomiques ou des processus biologiques au sein de la lésion maligne intraprostatique.

La tomodensitométrie est couramment utilisée pour la délimitation de l'anatomie, sur la base des premières études. Bien que la qualité de l'image se soit progressivement améliorée, malheureusement, la tomodensitométrie surestime encore fortement le volume de la prostate. De plus, Teh et al ont trouvé chez 712 patients ayant subi une prostatectomie de grandes différences moyennes entre les estimations CT du GTV et du PTV et le volume pathologique de la prostate (PPV). Rasch et al ont trouvé un rapport moyen entre les volumes CT et IRM de 1,4. De plus, la technique IRM s'est améliorée et produit maintenant une bien meilleure qualité d'imagerie, par ex. en augmentant Tesla, en utilisant les bobines de réseau phasé actuelles et en utilisant une épaisseur de tranche plus fine. La précision de la détection de l'extension extracapsulaire dans le carcinome de la prostate avec l'imagerie par résonance magnétique endorectale et multiéléments atteint 77 % pour les lecteurs expérimentés. En conclusion, l'IRM est supérieure à la tomodensitométrie dans le contourage du GTV, mais l'IRM seule (utilisant T1 SE et T2 TSE combinés) peut ne pas être suffisante pour la visualisation du GTV. On s'attend à ce que l'imagerie biologique améliore encore la délimitation du GTV. Dans le GTV, un volume cible biologique (BTV) deviendra visible, ce qui pourrait encore améliorer l'efficacité de la radiothérapie anticancéreuse.

En imagerie biologique, l'utilisation des différentes techniques d'imagerie n'a pas encore été explorée. Actuellement, il y a deux sujets d'importance. Le premier sujet est la perfusion. Dans le cancer de la prostate, le degré de vascularisation semble corrélé au comportement agressif et au risque de métastase. Dans le cancer de la prostate, il existe environ deux fois plus de microvaisseaux dans le tissu malin que dans les tissus normaux. De plus, dans les tissus bénins, les capillaires sont limités pour la plupart au stroma périglandulaire immédiatement adjacent à l'épithélium, alors que la distribution dans le carcinome semble être plus aléatoire. Il a été démontré que les différences de perfusion sont en corrélation avec les zones actives du cancer de la prostate. L'IRM dynamique à contraste amélioré est capable de montrer la densité des microvaisseaux (MVD) dans la prostate. Deuxièmement, l'activité métabolique dans le cancer de la prostate. Les ratios de choline et de créatine (valeur normale 0,22 +/- 0,13 ppm) révèlent un tissu cancéreux de la prostate métaboliquement actif. Une augmentation de la choline et/ou une réduction du citrate indiquent un cancer de la prostate. Le rapport de la choline et de la créatine au citrate est lié au score de Gleason de la tumeur. En conclusion, l'IRM et la MRS permettent une évaluation structurelle et métabolique combinée de la localisation, de l'agressivité et du stade du cancer de la prostate. La même chose pourrait être réalisée en utilisant CT et PET combinés. Sutinen et al ont trouvé une preuve claire de la détection de zones contenant de la [11C] choline dans le cancer de la prostate à l'aide de la TEP. A notre connaissance, il n'existe pas de données comparant la TEP [11C] choline et la SRM dans le cancer de la prostate. La technologie de l'imagerie biologique reste en évolution, et des progrès continus en matière de précision et peuvent être attendus.

Par conséquent, compte tenu des insuffisances actuelles de l'état de l'art pour définir GTV et CTV dans le cancer de la prostate, nous proposons une étude sur la visualisation de la prostate en utilisant les dernières modalités d'imagerie anatomique et biologique (métabolique). La combinaison des informations de différentes techniques d'imagerie en introduisant un BTV et par la fusion d'images est susceptible d'améliorer la délimitation CTV et GTV. Cela nous permettra de redéfinir le choix des marges. Enfin, cela se traduira par un plan IMRT amélioré, où la peinture de dose et l'escalade de dose du GTV sont l'objectif ultime. Ceci est conforme à l'opinion actuelle sur le développement des rayonnements. Les progrès de l'imagerie fonctionnelle sont susceptibles de fournir les outils nécessaires à une radiothérapie individualisée et adaptée au risque.

En introduisant un BTV dans le GTV, une délimitation CTV non uniforme peut être utilisée et ainsi les marges peuvent être minimisées. Cela permet une augmentation supplémentaire de la dose. L'imprécision de la configuration et le mouvement des organes déterminent davantage les marges d'irradiation nécessaires. Par conséquent, le contrôle de la variabilité de la position au jour le jour ainsi que la fourniture d'une irradiation conforme optimisée seront les prochains objectifs à fixer. La tomothérapie hélicoïdale est une nouvelle approche de l'administration de rayonnement pour le traitement du cancer, qui pourra faire les deux. Il s'appuie sur un accélérateur linéaire de 6 MV à des fins de traitement et sur un scanner de 3,5 MV à des fins d'imagerie. Les deux sont montés sur un portique en anneau qui tourne autour du patient à mesure qu'il avance dans l'anneau. Un collimateur à 64 feuilles définit le faisceau de rayonnement en éventail. Dans une étude théorique, les plans de tomothérapie hélicoïdale nécessitaient une interaction minimale de l'opérateur et résultaient en une excellente préservation des structures normales dans l'IMRT de la prostate. Par conséquent, dans cette étude, nous proposons également de fusionner les données d'imagerie anatomiques et biologiques avec un MV-CT de tomothérapie et de faire un plan de tomothérapie IMRT inverse. Cet exercice de planification précédera une étude de faisabilité sur l'imagerie fonctionnelle et la radiothérapie individualisée adaptée au quotidien par la tomothérapie.

Hypothèses:

• Il sera possible, à partir des données d'imagerie biologique (MRS) et des données d'imagerie anatomique (CT et IRM), de définir un BTV au sein du GTV.
• En introduisant un BTV dans le GTV, une délimitation CTV non uniforme peut être utilisée et les marges peuvent être minimisées.
• Il sera possible de traduire les données d'imagerie anatomiques et biologiques fusionnées en un plan IMRT de tomothérapie cliniquement suffisant.

Patients et méthodes:

Des patients devant recevoir une irradiation externe pour un cancer de la prostate (stade T1-4 N0/x M0), de préférence non traités par anti-androgènes et sans prothèse métallique de hanche seront approchés pour participer à cette étude pilote. L'étude sera réalisée sur 15 patients qui recevront une imagerie en plus du traitement par irradiation.

Avant le début du traitement, les patients recevront une IRM 3T (T1 SE et T2 TSE), une MRS déterminant les niveaux de créatine choline dans la prostate. De plus, un MV-CT sera réalisé en prélude aux futures études de vérification de position. Toutes les images (CT, IRM et MRS) seront appariées. Ces données combinées seront utilisées pour déterminer un plan IMRT de tomothérapie optimal.

Les patients seront traités selon le protocole en vigueur du service. Cette étude est uniquement une étude d'imagerie / planification de traitement. Aucun changement de traitement ne sera apporté sur la base de l'ensemble de données d'imagerie obtenu. Le risque pour les patients sera négligeable. Du MV-CT environ 1 cGy. L'IRM sera réalisée sans produit de contraste (donc pas d'IRM dynamique injectée au gadolinium pour évaluer la distribution de la perfusion) afin de limiter la charge et le risque pour le patient. En ce qui concerne la dose d'irradiation totale de 7200 à 8200 cGy pour le patient, ce risque supplémentaire est négligeable. Le temps d'attente actuel pour que le patient commence la radiothérapie est d'environ 5 à 6 semaines. Pendant ce temps d'attente, les études d'imagerie seront réalisées, de sorte que la participation à l'étude n'entraînera aucun retard de traitement pour le patient. L'examen MV-CT prendra environ 30 minutes et l'IRM/MRS combinée environ 1 heure.

Le Cross Cancer Institute à Edmonton facilite toutes les techniques d'imagerie nécessaires : une IRM 3T, une SRM et une unité de tomothérapie hélicoïdale (TomoTherapy Inc., Madison).

Il n'est pas nécessaire de déterminer la spécificité et la précision des modalités d'imagerie. L'imagerie ici est uniquement destinée à aider à déterminer les zones tumorales métaboliques et anatomiques de la prostate. Manquer une partie de la tumeur n'est pas encore un problème car toute la prostate est traitée à la dose minimale requise. Le surdosage sur le tissu prostatique n'est pas un problème clinique.