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Cancérologie

Sommaire

I - Cancérologie générale

1 - Généralités cliniques

2 - Prévention, dépistage, cancers professionnels

3 - Biologie du cancer

4 - Anatomie pathologique

5 - Bases de la radiothérapie

6 - Principes de la chimiothérapie anti-tumorale

7 - Principe de la prise en charge psychologique du patient cancéreux

II - Localisations

8 - Cancer du testicule

9 - Cancers du col utérin

10 - Cancers de l’endomètre

11 - Cancer du sein

12 - Le cancer de l’ovaire

13 - Cancers bronchiques non à petites cellules

14 - Cancers bronchiques à petites cellules

15 - Cancer de l’œsophage

16 - Les cancers colorectaux

17 - Cancer de l’estomac

18 - Cancers des voies aéro-digestives supérieures


Tous droits de reproduction réservés aux auteurs


traduction HTML V2.8
V. Morice


Partie I - Cancérologie générale
Chapitre 5 - Bases de la radiothérapie

 

 

Auteurs : J.J. Mazeron, F. Baillet

5.1 Introduction

La radiothérapie est l’utilisation thérapeutique des radiations ionisantes. Ses origines remontent au début du siècle, après la découverte des rayons X par W. Röntgen (1895), de la radioactivité par H. Becquerel (1896) et du radium 226 par P. et M. Curie (1898). La radiothérapie est principalement utilisée en cancérologie, pour traiter en combinaison ou non avec la chirurgie et/ou la chimiothérapie, la tumeur primitive et les adénopathies satellites et souvent certaines métastases (osseuses et cérébrales surtout). Elle est utilisée chez les deux tiers des cancéreux. La radiothérapie moderne s’est développée à partir de 1950 avec l’avènement des appareils de haute énergie (télécobalts, accélérateurs linéaires) et le remplacement du radium 226 par des radioéléments artificiels (iridium 192 et césium 137).

Trois techniques sont actuellement pratiquées :

  • la téléradiothérapie ou radiothérapie transcutanée ou radiothérapie externe qui utilise des faisceaux de radiations pénétrant les tissus à travers la peau,
  • la curiethérapie, qui consiste à implanter des sources radioactives scellées dans la tumeur (endocuriethérapie ou curiethérapie interstitielle), ou encore à son contact, dans une cavité naturelle (plésiocuriethérapie ou curiethérapie endocavitaire), ou dans un conduit naturel (curiethérapie endoluminale),
  • la radiothérapie métabolique, qui utilise des radioéléments administrés sous forme liquide.

5.2 Bases biologiques

L’action des radiations ionisantes dans les tissus est d’abord physique, puis chimique, enfin biologique. Les particules incidentes provoquent l’ionisation (éjection d’un électron par effet Compton principalement ou par effet photoélectrique) ou l’excitation (passage d’un électron sur une orbite d’énergie supérieure) des atomes cellulaires. Les rayonnements non chargés (photons, neutrons) sont indirectement ionisantes, les particules chargées directement ionisants (électrons, protons). Les électrons ainsi libérés brisent les molécules en formant des radicaux libres, élément instables capables de léser les molécules nobles de la cellule, en particulier les acides nucléiques responsables de la division cellulaire et de la synthèse des protéines. Les lésions sont sublethales en cas de rupture d’un brin d’ADN et en général lethales en cas de rupture de 2 brins. Les dégâts occasionnés à la cellule sont d’autant plus graves que la cellule est bien oxygénée, car la combinaison des radicaux libres avec l’oxygène donne lieu à la formation de molécules hyperoxygénées hautement réactives (peroxydes, par exemple). A l’inverse l’hypoxie augmente la radiorésistance cellulaire.

Ces lésions nucléaires peuvent soit provoquer la mort de la cellule (mitotique ou apoptotique), soit être réparées plus ou moins complètement. Les tissus sains ont en règle une capacité de restauration et de prolifération plus grande que les populations tumorales entre les séances d’irradiation. C’est pour bénéficier de cet effet différentiel que la dose totale est fractionnée et étalée dans le temps : il est ainsi classique de délivrer 5 traitements de 2 Gy par semaine, soit 10 Gy par semaine.

Une radiothérapie a pour objectif de délivrer une dose suffisante au volume-cible tumoral tout en épargnant les organes critiques voisins. La dose absorbée est exprimée en grays (1 Gy = 1 J/kg de matière). Les doses nécessaires au contrôle de la maladie sont de 20-35 Gy pour un séminome testiculaire, 30-45 Gy pour un lymphome, 65-75 Gy pour un carcinome et de 70-80 Gy pour un sarcome. Les tumeurs de volume limité sont plus radiosensibles (il y a plus de stérilisations à doses égales si la tumeur est petite) et les doses ci-dessus peuvent être réduites si le cancer résiduel après chirurgie est infraclinique ou pour traiter des extensions régionales non macroscopiques de la tumeur).

L’irradiation occasionne dans les tissus sains des réactions précoces qui sont réversibles en quelques semaines : radiodermite aïgue, marquée par un érythème, une desquamation et une épilation, radiomucite aiguë, se traduisant par un énanthème, des fausses membranes, des douleurs, hypoplasie médullaire, lorsque le volume irradié est important, aboutissant à une diminution dans le sang du nombre des leucocytes des plaquettes et des hématies etc... En fait, ce sont les réactions tardives, qui peuvent survenir au bout de plusieurs mois ou années, et sont peu réversibles, qui sont le vrai facteur limitant de la radiothérapie : radio dermite chronique, marquée par une peau fine, sèche, atrophique, couperosée, myélite radique, néphrite chronique, fibrose pulmonaire, péricardite et myocardite radiques, xérostomie, grêle radique, vessie et rectite radiques, plexite et encéphalite radiques. Ce risque de complication conduit à fixer une dose limite pour chaque tissu : 70 Gy pour la peau, 45 Gy pour la moelle épinière, 55 Gy pour le tronc cérébral, 15 Gy pour les reins, 20 Gy pour les poumons, de 30 à 60 Gy pour l’intestin grêle (selon le volume irradié) 40 Gy pour le cœur. A partir de 40 Gy une diminution chronique de la sécrétion salivaire est possible (et il est souvent nécessaire de donner plus, cf cancers ORL). Le risque de vessie et de rectite radiques existe au-delà de 65 Gy. La dose de 55 Gy ne doit pas être dépassée au niveau du plexus brachial et 50 Gy au niveau du cerveau en entier. Certains organes sont particulièrement radiosensibles : une irradiation ovarienne à une dose de 12 Gy suffit pour provoquer une castration définitive ; une cataracte peut apparaître dès 2 Gy et est constante à 7 Gy (en dose unique).

5.3 Téléradiothérapie

Les appareils de radiothérapie superficielle utilisent des tubes à rayons X produisant des photons X de 300 kV maximum ; leurs faibles énergies font qu’ils ne sont plus utilisés que pour des cancers cutanés (maximum de dose à a surface, faible rendement en profondeur).

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Figure 1 Télécolbalt et table de traitement
1. Statif ; 2. Bras ; 3. Tête ; 4. Collimateur ; 5. Socle de la table ; 6. Fût de la table ; 7. Plateau de la table.

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Figure 2 Tête de télécobalt avec son système de collimation
1. Protection en plomb ; 2. barillet porte source en tungstène qui tourne pour mettre la source en position de traitement (A) ; 3. Protection en uranium appauvri ; 4. Source de cobalt 60 en position arrêt faisceau ; 5. Lampe de simulation ; 6. Pré-collimateur ; 7. Support mobile ; 8. Collimateur ; 9. Prolongateurs amovibles ; 10. Axe du faisceau du rayonnement.

Les appareils de télécobalt contiennent une source faite de disques empilés de 1 à 2 cm de diamètre de cobalt 60 qui émet des photons γ de 1,25 MeV : les propriétés de leurs faisceaux (maximum de dose à 4 mm sous la surface, rendement en profondeur relativement élevé) en font des appareils bien adaptés au traitement des tumeurs de la tête et du cou, du sein et des membres. Ils tendent maintenant à être remplacés par des accélérateurs linéaires fournissant des photons X de 4-6 MeV.

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Figure 3 Accélérateur linéaire et coupe de la tête
Photographie d’un accélérateur linéaire et coupe de la tête avec son système de déviation et de collimation

Les accélérateurs linéaires produisent des électrons d’énergie comprise entre 6 et 25 MeV, qui sont libérés par un canon à électrons, puis accélérés par un champ de haute fréquence alternatif produit par un magnétron ou un klystron ; l’interposition dans le faisceau d’une cible en tungstène conduit à la production de photons X d’énergie maximale 25 MeV. Les caractéristiques des photons X de 10 MeV ou plus (maximum de dose à plusieurs cm sous la surface cutanée, rendement en profondeur très élevé) en font des appareils adaptés au traitement des tumeurs du thorax, de l’abdomen et du pelvis. Les propriétés balistiques des électrons font qu’ils peuvent être utilisés pour traiter des volume-cibles superficiels, particulièrement s’ils sont situés devant un organe-critique (moelle épinière par exemple).

Les cyclotrons sont des machines complexes et coûteuses, produisant des particules lourdes, qui présentent un intérêt biologique (neutrons) ou balistique (protons).

Tous les appareils ont un collimateur dont les mâchoires mobiles délimitent le faisceau et en déterminent les dimensions ; leur forme, rectangulaire ou carrée, peut être modifiée par des caches standardisés ou personnalisés, placés sous le collimateur. Les derniers accélérateurs sont munis de collimateurs multilames qui permettent d’avoir des faisceaux de forme complexe sans collimateur additionnel.

La radiothérapie moderne suppose en outre un environnement technique important :

  • un tomodensitomètre, pour repérer le volume tumoral et les organes critiques,
  • un conformateur, qui permet le tracé des contours cutanés dans des plans transverses ou sagittaux,
  • un simulateur, appareil de radiodiagnostic qui permet le centrage des faisceaux (il simule l’appareil de traitement en permettant de voir ce qui sera irradié par chaque faisceau),
  • un système informatique, pour faire la dosimétrie, c’est à dire visualiser la distribution spatiale de la dose et calculer les temps de traitement.

La radiothérapie est effectuée par plusieurs faisceaux convergents dont les dimensions, la position et la pondération sont déterminées pour délivrer une dose homogène à la tumeur et protéger les organes critiques : par exemple une porte d’entrée antérieure, une postérieure et deux latérales, droite et gauche. La qualité de la contention de la région irradiée est enfin essentielle ; le positionnement et l’immobilisation du malade sont assurés par des accessoires indispensables à une bonne reproductibilité du traitement ; faisceaux lasers, craniostats, masques thermoformés, cadre stéréotaxique, etc.

5.4 Curiethérapie

Elle utilise des sources d’iridium 192 ou de césium 137 suffisamment miniaturisées pour autoriser le chargement différé. Des tubes sont implantés au bloc opératoire sous anesthésie, puis les sources y sont chargées après le contrôle radiologique de l’application et la dosimétrie. L’implantation des tubes peut donc se faire avec toute la minutie désirée puisqu’elle se fait en atmosphère non radioactive. Le chargement des sources de rayonnement peut être manuel ou automatisé par un projecteur. La disposition des sources obéit à un système prévisionnel, tel que le système de Paris.

La curiethérapie se fait à bas (0,4-2 Gy/h) ou haut débit de doses (> 12 Gy/h = HDR = High Dose Rate). Dans le premier cas il s’agit d’une irradiation continue, dans le cadre d’une hospitalisation dans une chambre à parois munies de protections ; dans le deuxième cas, le traitement est fractionné, ne nécessite pas d’hospitalisation, mais un projecteur de sources radioactives. La curiethérapie peut être exclusive ou compléter une irradiation externe à dos modérée. Elle s’adresse à des cancers de petit volume, bien limités et techniquement accessibles : utérus, cavité buccale, oropharynx, peau, sein, vessie, etc...

5.5 Radiothérapie métabolique

Technique peu répandue, elle fait le plus souvent appel à l’iode 131 dans certaines formes de cancers de la thyroïde ; une dose de 100 mCi (millicurie) peut être renouvelée plusieurs fois.

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5.1 - Introduction
5.2 - Bases biologiques
5.3 - Téléradiothérapie
5.4 - Curiethérapie
5.5 - Radiothérapie métabolique
5.6 - Indications
5.7 - Nouvelles techniques
5.8 - Aspects cliniques pratiques
5.9 - Pour en savoir plus