Généralité

Définition et principe

C’est une technique de traitement des cancers qui permet la destruction in situ des cellules malignes en épargnant au mieux les tissus sains grâce à la décroissance extrêmement rapide de la dose autour des sources.

Technique utilisant du matériel radioactif sous forme de sources scellées, posées au contact ou au sein d’une tumeur maligne par le biais d’un dispositif vecteur installé chirurgicalement.

Nécessite une équipe pluridisciplinaire formée a cette technique et des équipements et locaux spécifiques.

Rappel historique

1896 Becquerel démontre les propriétés radioactives de l’uranium

1898 Marie Curie rapporte la découverte du radium.

Après la 1^ère guerre mondiale Claudius Regaud et Antoine Lacassagne établissent les règles de l’irradiation du cancer. De nombreux centres de recherche et de traitement se montent à travers le monde.

19487 mise au point de point de sources scellés de Cobalt par Wyers.

1952 le tantale et l’or radioactif par Sinclair

Années 60 : apparition des systèmes de chargement différé, découverte de nouvelles sources comme le césium et établissement des règles fondamentales d’implantation et de calculs de dose pour le curie interstitiel.

Années 70-80 : l’école française garde son rôle de leader. Le confort et la tolérance des irradiations sont améliorés avec l’apport des projecteurs de source, de l’informatique.

Depuis les années 90 : apparition de la curiethérapie à haut débit de dose

Première technique pour irradier les cancers, avant même la radiothérapie.

Techniques

Les différents types d’application

Curiethérapie interstitielle

Définition : Consiste à implanter des sources radioactives au sein d’un volume tumoral à traiter. Technique utilisée au niveau du sein, du canal anal, en ORL, ou en peropératoire sur des lésions cutanées.

Plusieurs systèmes vecteurs permettent l’implantation des sources radioactives :

Les gaines plastiques, fines tubulures souples, implantées à l’aide d’aiguilles métalliques. Le système vecteur une fois implanté au sein du volume à traiter, un fil d’iridium 192 dont la longueur et l’activité sont adaptés, est introduit dans les gaine (système de chargement différé).
Les gouttières vectrices. Très peu utilisées de nos jours, de longueur variable, elles constituent des guides métalliques dans lesquels sont introduits des épingles d’iridium.
Les aiguilles hypodermiques, ou vectrices. Aiguilles métalliques creuses de 0,8 et 1,6mm de diamètre, où le fil radioactif est directement chargé à l’intérieur. Peu confortable pour le patient, la technique a le mérite d’être rigide, et donc de donner une distribution de dose très homogène.

Dosimétrie : régis par le système de Paris, méthode simple, prédictive, transmissible, ses qualités en fond un système de base sur laquelle peut s’appuyer toutes curiethérapies interstitielles quel que soit le débit de dose. Il est fondé sur un ensemble de règles (équidistance, linéarité, homogénéité et parallélisme des sources) qui permettent de définir la distribution de dose, et le temps d’irradiation les mieux adaptés.

Curiethérapie endocavitaire

Définition : Consiste à placer les sources radioactives au contact du volume tumoral à traiter. Appelées aussi curiethérapie du volume tumoral à traiter. Elle est surtout représentée par les curiethérapies gynécologiques, mais aussi beaucoup plus rarement cavum ou de l’oreille externe.

Les systèmes vecteurs utilisés sont des applicateurs de forme différente selon la localisation à traiter. Ils ont pour rôle de remplirent mieux les cavités et de maintenir le matériel radioactif au plus près de la lésion. Les applicateurs les plus adaptés étant ceux réalisés sur mesure après prise d’empreinte de l’organe à irradier.

Dosimétrie : le système de calcul de dose est plus complexe que pour la curiethérapie interstitielle. Le système de Paris ne peut pas être appliqué correctement. La dosimétrie est réalisée en fonction de la forme de la lésion, des contraintes anatomiques, des organes critiques voisins. C’est un calcul de dose réalisé au cas par cas, souvent réalisé avec l’aide d’imagerie moderne (scanner abdomino-pelvien).

Curiethérapie endoluminale

Définition : La source radioactive est introduite par un système vecteur dans un organe creux à la lumière étroite. Les indications de cette technique sont essentiellement les tumeurs bronchiques, de l’œsophage et quelque fois de l’urètre et de la vésicule biliaire.

Le système vecteur est un cathéter plastique de grande longueur, introduit dans la lumière de l’organe, par voie endoscopique. Des applicateurs peuvent dans certains cas, être introduits dans la lumière pour éviter que le cathéter plastique ne soit trop mobile (œsophage).

Dosimétrie : curiethérapie exclusivement à haut débit de dose, le calcul de dose est le même que pour les curiethérapies endocavitaires.

Les différentes techniques d’irradiation

Curiethérapie à faible débit de dose (BDD ou LDR)

Définition : Curiethérapie pour laquelle le débit de dose est compris entre 0,4 et 2Gy par heure. C’est le type de curiethérapie le plus ancien, il s’appuie sur la longue expérience acquise avec le radium, renforcée par l’utilisation des fils d’iridium.

Les sources utilisées pour ce type d’irradiation sont des sources scellées présentées sous forme de fils (iridium 192) de différents diamètres ayant une activité de 50Mbq/cm, ou de grain (césium 137). Les sources peuvent être mise en place soit manuellement par le radiothérapeute, soit mécaniquement par des projecteurs de source adaptés à la technique de bas débit.

Avantages de la technique : une distribution de dose très homogène, et des effets secondaires moins important qu’avec la technique du haut débit. Un contrôle total et permanent de l’irradiation pour les sources mises en place manuellement et peut permettre l’insertion de source dans des dispositifs vecteurs un peu « biscornu ».

Inconvénients de la technique : l’utilisation du bas débit nécessite une hospitalisation assez longue dans des chambres radio-protégées, des visites courtes (15 minutes max/j derrière un paravent plombé) et l’utilisation de paravent plombé par le personnel soignant pour les soins (gestes moins aisés). Enfin, dernier inconvénient, la gestion des sources.

Curiethérapie à haut débit de dose (HDD ou HDR)

Définition : curiethérapie utilisant une source d’iridium 192 ayant un débit de dose de 12Gy/h, et une activité de 370GBq maximum. On utilise de nos jours la curiethérapie HDD dans de nombreuses localisations tel que l’œsophage, les bronches, pour sa rapidité mai aussi dans le sein, les cancers gynécologiques.

Matériel : projecteur de source HDD qui contient une seule source d’iridium 192 enfermée dans une capsule d’acier, de forme cylindrique de 0,5cm de long et de 0,1cm de diamètre (grain de riz) attachée à un câble d’acier lui-même attachée au moteur du projecteur de source. La source se déplace dans le système vecteur et vient s’arrêter pendant un temps préétablit, en un certain nombre de positions.

Avantages : la dose totale de traitement est délivrée au cours de quelques minutes au lieux de jours pour la technique du bas débit. C’est la seule solution de traitement pour les localisations tel que l’œsophage, la bronche, et les voies biliaires où le cathéter vecteur constitue une gêne peu supportable pour le patient. Réduction du temps d’hospitalisation. Une radioprotection optimale des visiteurs et du personnel.

Inconvénients : nécessite un « blockhaus » spécifique, du matériel vecteur spécifique et couteux. Impose un projecteur de sources HDD. Les effets secondaires (fibrose et radiodermite) sont plus fréquents et plus prononcées qu’avec le BDD.

Curiethérapie à débit de dose pulsé (PDR)

Définition : la dose est délivrée en plusieurs fractions. Chaque fraction correspond au passage de la source élémentaire dans le dispositif vecteur, c’est ce qu’on appelle un pulse. Leur durée de 10 à 60mn sont répétées toutes les heures. La dose délivrée durant un pulse et la même que celle délivrée en une heure par une curiethérapie classique, seule l’activité de la source change, on utilise une source d’iridium 192 de 18,5 GBq max.

Matériel : Nécessite un projecteur de source PDR, et utilise un matériel vecteur identique à la curiethérapie à haut débit de dose.

Avantage de la technique : la radioprotection du personnel et des visiteurs est augmentée car les soins et les visites se déroulent durant les phases de repos (entre deux temps de pulse). Les effets secondaires sont comparables à la curiethérapie classique car la dose totale est délivrée dans un temps identique pour les deux méthodes.

Inconvénients : nécessite une hospitalisation longue (24 à 48h), une surveillance permanente du projecteur de source (intervention rapide si problème technique), soit une technique couteuse en frais d’hospitalisation et en personnel.

Service de curiethérapie

Un service de curiethérapie est constitué de plusieurs salles ou unités. Pour une meilleure efficacité, ces différentes unités sont regroupées au sein d’un même lieu. On y trouve une salle d’application, une salle de stockage/préparation (labo chaud), une salle de traitement blockhaus, une unité d’hospitalisation et une unité de radiophysique.

Salle d’application : pièce comparable à un petit bloc opératoire, où l’ensemble des applications de matériel vecteur peut être réalisé. On y trouve le matériel nécessaire aux anesthésies et à la pose des systèmes vecteurs.

Cette salle est aussi équipée d’un tube à RX, d’un amplificateur de brillance et d’un système de boite d’agrandissement permettant de réaliser le contrôle radiologique et la dosimétrie.

Cette pièce doit respecter les règles de radioprotection semblables à une pièce de radio diagnostique (zone contrôlée).

Le labo chaud : pièce où sont rangées les sources radioactives lorsqu’elles ne sont pas utilisées et où le manipulateur peut préparer et conditionner les applications radioactives.

On trouve un paillasse blindée munie d’un écran protecteur. Sur cette paillasse, un coffre permet le rangement des sources non utilisées suivant leur longueur ou leur nature. On trouve aussi dans cette pièce un activimètre permettant d’étalonner les lots de fils reçus.

Les règles de radioprotection sont prises pour que le blindage des coffres et de la paillasse soit suffisant pour qu’une personne habilitée puisse y travailler 8H/j sans que celle-ci ne reçoivent la dose max admissible. Le blindage des coffres est de 5cm de plomb pour des radio éléments comme l’iridium 192 et de 1cm pour l’iode 125.

La salle de traitement (blockhaus) : pièce où les traitements de curiethérapie HDD, PDR ou à moyen débit de dose sont réalisés. Contient le projecteur de source, un brancard, système de vidéosurveillance, un dosimètre contrôlant entrée et sortie de la source.

Parois en béton baryté renforcé de plaque de plomb pour atténuer le rayonnement des sources d’iridium 192 à haut débit de dose.

Unité d’hospitalisation : comprend les chambres radio protégées où les patient reçoivent leur traitement de curiethérapie à bas débit de dose. Les murs des chambres et les portes sont renforcés permettant l’atténuation des rayonnements provenant des sources implantées. Certaines chambres disposent d’un système de contrôle de projecteur de source PDR, ou bas débit.

Unité de radiophysique : souvent la même que celle de radiothérapie. Pour la curiethérapie, les physiciens ont besoin d’un digitaliseur pour recrée le dispositif dans les trois plans de l’espace à l’aide de cliché orthogonaux du dispositif, et d’un ordinateur pour calculer le temps de pose ou de passage des sources radioactives.

III. Un peu de physique

v Quelques rappels

1) Les différents rayonnements :

Utilisés : dépose toutes leur énergie à proximité de la source soit les électrons, béta moins, et des rayonnements gamma

2) Sources scellées/non scellées

Scellés : grains, fil

Non scellés : diluées, voie orale, intraveineuse

3) Rayonnement ionisant

Transfert de l’énergie à la matière.

v Les sources utilisées

Radium : abandonné, pression au niveau des sources scellées

Energie moyenne : 0,83MeV.

Période de 1600ans.

Plus du tout utilisé car quand il se désintègre il se transforme en gaz (le radon).

Caesium

Emetteur de rayon gamma

Energie moyenne : 0,66MeV

Période de 30ans.

Radionucléide non sécable et utilisant des flexibles ou des tubes de diamètre relativement gros (2,7mm), de moins en moins utilisé.

Iridium

Se présente sous forme de fil de platine iridié enrobé par une gaine de platine pure.

Emet des rayonnements gamma de 0,34MeV

Période : 74jours.

Forme de grain de riz dans les projecteurs de source.

Avantages : fils sécables très flexible. Energie relative faible et donc radioprotection du personnel facile. Permet de l’utiliser dans tous les débits de dose.

Inconvénients : courte période.

Iode

Présent sous forme de grain d’iode ou de train de source.

Emet de rayonnement B- exclusivement pour les traitements de la prostate.

Période : 59jours

CDA est de quelques millimètres dans l’aluminium donc le patient fait écran, bien pour la radioprotection.

Energie moyenne de 32KeV

Avantages : permet un surdosage de l’organe traité et RP pour organe voisins. Permet des traitements de courte durée (1 semaine)

Inconvénients : matériel couteux et seulement pour le traitement de la prostate. Un recul inférieur à 10ans. Décroissance rapide donc gestion sans faille de l’opération.

v Radioprotection

3 grands principes :

Temps
Distance
Ecran

v Conclusion

L’irradiation d’un cancer est le résultat d’un compromis entre la dose max sur un vaste volume qui donnerait le max de chances de stériliser la tumeur et ses propagations, et le souci de ne pas faire courir trop de risques aux tissus sains. Philosophie du risque calculé.

La curiethérapie répond bien aux attentes car elle permet des irradiations très ciblées, où l’on peut atteindre des doses importantes au niveau du lit tumoral, et grâce aux décroissances très rapides des rayonnements utilisés, épargner au mieux les organes sains voisins.

La curiethérapie est une méthode presque toujours invasive et agressive, mais permet des irradiations impossibles avec la radiothérapie externe.

De plus, son principal défaut est son principal avantage, la curiethérapie ne peut traiter de larges zones, c’est pour cela qu’elle est quasiment toujours couplée à d’autres traitements thérapeutiques.

Pratique très précise requérant des professionnels bien formés et très soigneux. Les techniques ne cessent de s’améliorer (projecteur par source, niveaux dispositifs, meilleur logiciel de dosimétrie), ce qui renforce la place de la curiethérapie au sein du panel thérapeutique du traitement du cancer.