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Radiothérapie


Radiothérapie : encyclopédie physique

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Accélérateur de particules Clinac 2100 C

La radiothérapie est une méthode de traitement locorégional des cancers, utilisant des radiations pour détruire les cellules cancéreuses en bloquant leur capacité à se multiplier. L'irradiation a pour but de détruire toutes les cellules tumorales tout en épargnant les tissus sains périphériques.

La radiothérapie est utilisée chez plus de la moitié des patients ayant un cancer. Elle est, avec la chirurgie, le traitement le plus fréquent des cancers et peut entraîner une guérison à elle seule. Elle peut être utilisée seule ou associée à la chirurgie et à la chimiothérapie. Ses indications sont liées au type de la tumeur, à sa localisation, à son stade et à l'état général du patient. Elle peut être faite en ambulatoire, c’est-à-dire sans hospitalisation, car les séances sont de courte durée et les effets secondaires moindres que lors d'une chimiothérapie.

On distingue quatre grandes techniques de radiothĂ©rapie :

  • La radiothĂ©rapie externe : c'est la plus connue et la plus utilisĂ©e, la source de rayonnement est Ă  l'extĂ©rieur du malade. Les bombes au cobalt, qui utilisent une source radioactive Îł de cobalt 60, ont pratiquement disparu, au moins dans les pays dĂ©veloppĂ©s, au profit des accĂ©lĂ©rateurs linĂ©aires de particules de rayonnement X haute Ă©nergie et faisceaux d'Ă©lectrons. Il existe trois techniques principales : la radiothĂ©rapie conventionnelle, la radiothĂ©rapie conformationnelle et la tomothĂ©rapie ou radiothĂ©rapie hĂ©licoĂŻdale, mais qui est peu rĂ©pandue.
  • La curiethĂ©rapie : la source radioactive est placĂ©e pendant une durĂ©e limitĂ©e (le plus souvent quelques heures) ou dĂ©finitivement, Ă  l'intĂ©rieur du malade, dans la tumeur ou dans une cavitĂ© Ă  son contact. Trois techniques principales, elles mĂŞme se subdivisent en sous-techniques suivant leur dĂ©bit de dose (bas dĂ©bit et haut dĂ©bit) et leur type de chargement (manuel ou diffĂ©rĂ©). Il s'agit de la curiethĂ©rapie interstitielle, la curiethĂ©rapie endocavitaire et la curiethĂ©rapie endoluminale
  • La radiothĂ©rapie mĂ©tabolique vectorielle : la source radioactive est liquide, injectable, non scellĂ©e, et va se fixer sur les cellules cibles.
  • La radiochirurgie : proche de la radiothĂ©rapie externe, son principe et ses indications sont cependant diffĂ©rents des autres techniques de radiothĂ©rapie en se rapprochant de ceux de la chirurgie, elle utilise un ou plusieurs faisceaux ultra-focalisĂ©s. Deux types d'appareillage sont utilisĂ©s : le Gamma-Knife ou Novalis et le Cyberknife.


Sommaire

[modifier] Indication

En fonction du type de la tumeur, de sa localisation, de sa taille, de son extension et de son stade, de l'Ă©tat gĂ©nĂ©ral du patient et des symptĂ´mes associĂ©s, on distingue trois situations très diffĂ©rentes dans lesquelles on va utiliser la radiothĂ©rapie dans des buts bien prĂ©cis :

[modifier] La radiothérapie curative

Comme son nom l'indique, l'objectif est d'irradier toutes les cellules cancéreuses afin d'entraîner le contrôle voire la guérison du cancer. Cela implique l'absence de lésions à distance. Elle est indiquée dans environ la moitié des irradiations. Elle peut être utilisée seule ou en association avec la chirurgie ou la chimiothérapie.

La dose nécessaire dépend du type et du volume de la tumeur, certaines étant très radiosensibles alors que d'autres sont radiorésistantes. Il faut veiller à ce que la dose permettant le contrôle tumoral soit inférieure à la dose de tolérance critique des organes, ce qui implique une technique rigoureuse au risque de ne pas délivrer une dose suffisante et d'avoir une récidive locale ou au contraire de délivrer une dose excessive et d'entraîner un effet secondaire. Le protocole habituel délivre une dose de 10 Gy par semaine à raison de 5 séances de 2 Gy par jour. La dose totale varie selon les cas de 30 à 70 Gy.

[modifier] La radiothérapie palliative

L'objectif n'est pas ici de guérir le cancer mais de soulager le patient par de légères doses, permettant d'atténuer la douleur résultant de cancer trop avancé pour être soigné.

Elle s'adresse aux cancers trop évolués localement ou métastatiques.

Le traitement étant palliatif, il doit être de courte durée et peu agressif, pour entraîner le moins de désagréments possible au patient. Par exemple, l'irradiation de type "split-course", permet de récupérer entre 2 séries d'irradiations.

[modifier] La radiothérapie symptomatique

Son objectif est de soulager un symptĂ´me majeur particulièrement gĂŞnant pour le malade. Son efficacitĂ© est :

  • Antalgique : L'effet antalgique de l'irradiation est quasiment constant et se manifeste rapidement en quelques jours. Elle est souvent utilisĂ©e dans les douleurs des mĂ©tastases osseuses. La disparition de la douleur se produit dès les premières sĂ©ances, après parfois une recrudescence douloureuse due Ă  l'inflammation radio induite.
  • HĂ©mostatique : Dans le cas des hĂ©morragies persistantes que l'on retrouve parfois dans des cancers du rectum, de la vessie, ORL ou gynĂ©cologiques, quelques sĂ©ances de radiothĂ©rapie entrainent l'assèchement et l'arrĂŞt du saignement.
  • DĂ©compressive : Dans les cancers avec signes de compression mĂ©dullaire - qui constituent une urgence, ou radiculaire, la radiothĂ©rapie peut ĂŞtre un traitement efficace, Ă  condition de la commencer dès les premiers signes de compression. Elle doit ĂŞtre de courte durĂ©e, souvent juste quelques sĂ©ances afin de limiter l'irradiation vertĂ©brale. De plus, les Ĺ“dèmes par compression veineuse ou lymphatique sont Ă©galement bien amĂ©liorĂ©s par la radiothĂ©rapie.

[modifier] Application

Selon la localisation et le stade des tumeurs, la radiothérapie peut être utilisée seule, mais elle est le plus souvent combinée avec un traitement chirurgical et/ou une chimiothérapie et/ou une hormonothérapie.

La plupart des cancers peuvent être traités par radiothérapie dans une certaine mesure. Ceci inclut les cancers du sein, de la prostate, du poumon, du rectum etc.

Cette thérapie est, la plupart du temps, appliquée pour traiter une région localisée autour d'une tumeur. Le champ des radiations couvre souvent aussi le réseau lymphatique drainant la tumeur.

Afin d'atteindre la zone tumorale et ses extensions éventuelles sans porter atteinte aux tissus sains environnants, on irradie la cible successivement selon différents angles, de telle sorte que les champs d'irradiation se superposent sur la région à traiter. Le maximum de radiation est alors localisé à la zone tumorale.

Avant le développement des médicaments immunosuppresseurs, cette technique était utilisée pour prévenir les réactions immunitaires indésirables lors de transplantations d'organes.

[modifier] Dosage

La dose de radiations délivrée en radiothérapie se mesure en Gray (Gy). Le médecin radiothérapeute prescrit une dose à délivrer dans une région donnée (généralement la tumeur) ainsi que le fractionnement à utiliser (dose par séance). Il définit le cas échéant les contraintes de dose à ne pas dépasser dans les régions avoisinantes (organes à risques). La dose prescrite et son fractionnement dépendent de la localisation et de la nature de la maladie. Généralement une dose de 45 à 80 Gy est délivrée à la cible par fraction de 2 Gy/jour (ordre de grandeur). Le sein est par exemple traité par des doses de 45-50 Gy et les tumeurs pulmonaires par des doses supérieures à 65 Gy. La dose peut être délivrée par des faisceaux de photons ou d'électrons d'énergie comprise entre 1,25 MeV (bombe au cobalt) et plusieurs MeV pour les accélérateurs linéaires. Plus rarement les neutrons, les protons, les pions ou encore des photons d'énergie plus basse sont également utilisés. Le radiophysicien propose alors une planification du traitement qui sera validée ensuite par le radiothérapeute. Il s'agit d'établir le nombre et la disposition des faisceaux qui vont permettre de délivrer la dose à la cible en limitant la dose délivrée aux tissus sains.

Voici les doses maximales admissibles de certains organes:
Moelle Ă©pinière : 45 Gy,
Tronc cĂ©rĂ©bral : 54 Gy,
Chiasma optique : 54 Gy,
Nerf optique : 60 Gy,
Cerveau : 60 Ă  70 Gy,
Parotides : 40 Ă  60 Gy,
Larynx : 60 Ă  64 Gy,
Poumons: 20 Gy,
Foie : 20 Gy,
Os : 50 Gy,
Prostate : 75-80 Gy,
CĹ“ur : 45-50 Gy,
Cristallin : 12 Gy,
ThyroĂŻde : 20 Gy

[modifier] Schémas de fractionnement

[modifier] Surveillance

Comme tout traitement une surveillance s'impose. Elle doit s'assurer :

  • de la bonne rĂ©alisation technique de l'irradiation,
  • de la bonne tolĂ©rance du patient, jugĂ©e sur la clinique essentiellement, en surveillant l'apparition d'effets secondaires,
  • de la bonne efficacitĂ© du traitement, jugĂ©e sur la clinique et les examens complĂ©mentaires.

[modifier] ContrĂ´le des conditions techniques de l'irradiation

  • Le bon fonctionnement du gĂ©nĂ©rateur de rayonnement est contrĂ´lĂ© par les ingĂ©nieurs, le technicien biomĂ©dical ou le radiophysicien du service de radiothĂ©rapie ; le contrĂ´le pĂ©riodique des doses qu'il dĂ©livre est effectuĂ© par le radiophysicien. Le dĂ©tail de ces contrĂ´les obligatoires est rĂ©digĂ© par l'Afssaps
  • Le bon positionnement du malade et du faisceau est contrĂ´lĂ© par le manipulateur en Ă©lectroradiologie mĂ©dicale et le radiothĂ©rapeute lors de la première sĂ©ance de repĂ©rage.
  • Les temps d'irradiation, les doses dĂ©livrĂ©es et les collimations sont programmĂ©s par le dosimĂ©triste et le radiophysicien en coopĂ©ration avec le radiothĂ©rapeute Ă  l'aide d'outils informatiques.
  • La bonne installation du malade sur la table et le suivi du traitement sont contrĂ´lĂ©s Ă  chaque sĂ©ance par le manipulateur en Ă©lectroradiologie mĂ©dicale et, lors des consultations, par le radiothĂ©rapeute.

[modifier] Surveillance clinique du patient

La surveillance du malade pendant toute la durée de la radiothérapie est assurée par le médecin radiothérapeute et par son médecin traitant. Elle a pour but essentiel de s'assurer de la bonne tolérance par le malade et de la bonne efficacité du traitement.

  • Lors de la première consultation, particulièrement longue, le patient est informĂ© de toutes les modalitĂ©s techniques de la radiothĂ©rapie et des effets indĂ©sirables et secondaires Ă  surveiller. Il est pesĂ© et des conseils hygiĂ©no-diĂ©tĂ©tiques sont donnĂ©s. Une Ă©valuation psychologique est faite et un suivi ou un traitement sont envisagĂ©s. Un traitement symptomatique est Ă©galement prĂ©vu selon les cas - douleur, anxiĂ©tĂ©, troubles digestifs, amaigrissement ...
  • Puis des consultations de suivi sont effectuĂ©es de façon hebdomadaire. Elles ont pour but notamment
    • de soutenir le patient sur le plan psychologique de façon adaptĂ©e,
    • d'apprĂ©cier la tolĂ©rance clinique, sur le plan gĂ©nĂ©ral - poids, fatigue, Ă©tat gĂ©nĂ©ral et sur le plan locorĂ©gional - apparition de complications locales aigĂĽes,
    • de suivre l'Ă©volution de la lĂ©sion, grâce Ă  la clinique et aux symptĂ´mes ou grâce Ă  des examens complĂ©mentaires biologiques ou radiologiques,
    • de suivre sur le plan hygiĂ©no-diĂ©tĂ©tique le patient.
  • Parfois l'irradiation doit ĂŞtre interrompue en cas d'intolĂ©rance majeure.
  • En fin de traitement, le radiothĂ©rapeute rĂ©dige un compte rendu complet prĂ©cisant notamment la technique utilisĂ©e, les doses dĂ©livrĂ©es, les effets secondaires Ă©ventuellement rencontrĂ©s, la tolĂ©rance et l'efficacitĂ©. Ce compte rendu est adressĂ© aux diffĂ©rents mĂ©decins responsables du patient.

[modifier] Effets secondaires

Les effets secondaires peuvent être divers et variés suivant la localisation de l'irradiation. Dans tous les cas, on distingue la toxicité aiguë de la toxicité tardive.

La toxicité aiguë regroupe les conséquences qui se font ressentir dans les quelques jours après le traitement et jusqu'à 6 mois après. Elle touche surtout les tissus à renouvellement rapide comme la peau, les muqueuses, la moelle osseuse. La toxicité tardive regroupe les effets secondaires qui apparaitront entre 6 mois et 30 ans après la fin de l'irradiation. Elle est irréversible et touche essentiellement les tissus de soutien, avec développement d'une fibrose.

Ci-dessous, les effets secondaires en fonction des différents sites:

  • Yeux :
    • opacification du cristallin : cataracte induite Ă  partir de 10 Gy
    • la rĂ©tine est radio rĂ©sistante (non sensible aux rayonnements ionisants)
    • Si la dose est supĂ©rieure Ă  50 Gy, risque de nĂ©crose de l'Ĺ“il
  • Au niveau ORL :
    • toxicitĂ© aiguĂ« : mucite[1] (irritation de la muqueuse), Ă©pithĂ©lite, agueusie
    • toxicitĂ© tardive : xĂ©rostomie vers 30 Ă  40 Gy, nĂ©crose osseuse, hypothyroĂŻdie, risque dentaire
  • Cheveux :
    • AlopĂ©cie Ă  30 Gy, dĂ©finitive Ă  40 Gy
  • Ĺ’sophage :
    • Ĺ’sophagite aiguĂ« Ă  40 Gy, stĂ©nose tardive si plus de 60 Gy
  • Poumons :
    • toxicitĂ© aiguĂ« : pneumopathie radique (toux, asthĂ©nie, dyspnĂ©e, Ă©tat fĂ©brile)
    • toxicitĂ© tardive : insuffisance respiratoire, variable en fonction du volume pulmonaire irradiĂ©
  • CĹ“ur :
    • toxicitĂ© aiguĂ« : pĂ©ricardite Ă  partir de 50 Gy
    • toxicitĂ© tardive : risque coronariens
  • Intestin :
    • toxicitĂ© aiguĂ« : diarrhĂ©e, douleurs
    • toxicitĂ© tardive : grĂŞle radique si dose supĂ©rieure Ă  45 Gy
  • Organes de reproduction :
    • stĂ©rilitĂ© dĂ©finitive ou temporaire possible en fonction de l'âge Ă  partir de 10 Ă  12 Gy
  • Vessie :
    • toxicitĂ© aiguĂ« : pollakiurie, brulure mictionnelle
    • toxicitĂ© tardive : fibrose de la vessie Ă  partir de 60 Gy
  • Reins :
    • insuffisance rĂ©nale
  • Moelle Ă©pinière :
    • MyĂ©lite radique (exceptionnel)
  • Peau :
    • l'Ă©rythème apparaissant dans les deux semaines, suivi d'une desquamation sèche
    • la radiodermite exsudative, formĂ©e de phlyctènes pouvant suinter
    • la radionĂ©crose aiguĂ«, ulcĂ©ration douloureuse
    • toxicitĂ© tardive : l'atrophie, les troubles de la pigmentation, tĂ©langiectasies, sclĂ©roses.

En cas d'effet indésirable grave, un surdosage doit être évoqué, mais aussi une radiosensibilité individuelle augmentée (défaut de réparation de l'ADN).

[modifier] Comment ça marche

Les radiations ionisantes (= transfert d'énergie dans un milieu créant des ionisations dans celui-ci), lors de la traversée de la matière vont avoir un certain nombre d'interactions avec les composants de celle-ci, noyaux et électrons. Elles vont transférer de l'énergie à ces composants et créer des ionisations dont la densité va dépendre de la nature de la particule (charge, masse au repos et énergie) et du milieu. Ceci va aboutir à des effets chimiques dans les molécules rencontrées et notamment au niveau de l'ADN, des protéines ... mais surtout au niveau des molécules d'eau aboutissant à la création de radicaux libres, espèces chimiques très réactives. La formation des radicaux libres va dépendre en partie de la concentration en oxygène du milieu. Ces radicaux libres vont interagir avec les autres molécules du milieu.

La cible finale de l'action directe des radiations ionisantes ou indirecte (par le biais des radicaux libres) expliquant leurs effets biologiques est l'ADN même si les phospholipides membranaires vont aussi participer aux lésions cellulaires. Les interactions des radicaux libres avec l'ADN vont induire des ruptures de la molécule.

Au niveau cellulaire, on pourra ainsi constater des lésions létales d'emblée ou des lésions sublétales susceptibles de provoquer la mort cellulaire en cas d'accumulation. Ces lésions consistent en des ruptures intéressant un seul brin de l'ADN (lésions sub-létales) ou les deux brins (souvent des lésions létales). Ces lésions seront ou non réparées en fonction de conditions cellulaires particulières et notamment en fonction de la position de la cellule dans son cycle multiplicatif (cycle cellulaire) et de la disponibilité d'enzymes de réparation pour le type de lésion induite,ou de son état métabolique (disponibilité en nutriments) . Il existe en effet au moins 5 systèmes de réparations des lésions simple-brin ou double-brin de l'ADN. En cas de non réparation, les cassures chromosomiques induites vont aboutir à des aberrations chromosomiques que l'on peut mettre en évidence notamment au niveau des lymphocytes par un simple caryotype (dosimétrie biologique).

Ce sont ces anomalies qui vont induire la mort cellulaire selon plusieurs modes : il existe normalement un contrĂ´le avant la mitose (ou transition de la phase G2 Ă  M(itose)). En cas de non conformitĂ© (aberrations chromosomiques, impossibilitĂ© d'assemblage du fuseau mitotique ...) la cellule peut connaĂ®tre une apoptose ou mort cellulaire programmĂ©e. Un autre mode, le plus frĂ©quent est induit par l'impossibilitĂ© de fixation ou de disjonction des chromosomes sur le fuseau mitotique. La cellule va alors connaĂ®tre une mort mitotique. Bien entendu, les choses sont un peu plus compliquĂ©es notamment parce que les cellules vont aussi pouvoir relarguer des cytokines et qu'il peut exister une mort cellulaire de cellules voisines qui n'ont pas subi de lĂ©sions de leur ADN (effet dit bystander)probablement par activation des rĂ©cepteurs de mort cellulaire (voie extrinsèque de l'apoptose).

Au niveau d'une tumeur ou des tissus sains, le point important va être la perte de capacité de division de cellules dites clonogéniques (que l'on pourrait aussi appeler cellules souches), cellules capables de générer tout un assortiment de cellules plus différenciées et/ou de se reproduire elles-mêmes. Dans certains cas, en effet, une cellule présentant des lésions de son ADN peut ne pas avoir totalement perdu sa capacité de division et elle pourra donner un clone limité de cellules qui, in fine, s'arrêteront de proliférer ou mourront de manière différée.Le résultat, en ce qui concerne la tumeur est quand même une mort cellulaire même si elle est différée. On pense ainsi qu'il faut détruire toutes ces cellules clonogéniques pour obtenir la stérilisation d'une tumeur. D'un autre côté, la cellule peut aussi ne pas avoir perdu sa capacité de multiplication et ne pas connaître de mort différée. Ceci explique la cancérogénèse induite par les radiations ionisantes.

En ce qui concerne les lésions des organes, on sépare les organes dont les cellules ont un turn over rapide (peau, muqueuse intestinale, moelle ...)dont les lésions vont être responsables des effets précoces (cytopénie, diarrhée, mucites ...) et ceux dont les cellules se multiplie peu ou pas qui seraient responsables des lésions tardives (derme, moelle épinière, système nerveux central, ...). En fait, si pour expliquer les radiolésions précoces survenant en cours de traitement il suffit de penser que les cellules en cours de prolifération sont tuées et que la cicatrisation se fait par entrée en prolifération des cellules souches, les lésions tardives sont le fait à la fois de la destruction de cellules clonogéniques à renouvellement lent mais aussi de processus de cicatrisation inappropriés notamment des lésions dites précoces, de phénomènes inflammatoires et du vieillissement physiologique des tissus. [2]

[modifier] Implications

[modifier] Notes

  1. ↑ En cas de radiothĂ©rapie de la tĂŞte et du cou, une mucite orale survient chez plus de 80% des patients. Elle apparait environ 1 Ă  2 semaines après le dĂ©but du traitement et peut empĂŞcher de boire ou de manger lorsqu'elle est sĂ©vère. Sa prĂ©vention repose sur les soins bucco-dentaires , l'hygiène bucco-dentaire et sur l'action de sucer des glaçons quelques heures en commençant quelques minutes avant le traitement (activitĂ© dĂ©montrĂ©e : Revue Prescrire, n°282, Avril 2007, mucites orales dues aux traitements anticancĂ©reux)
  2. ↑ Eric J. Hall Amato J. Giaccia Radiobiology for the radiologist 6th edition Lippincott Williams & Wilkins 2006

[modifier] Voir aussi

[modifier] Liens internes

  • Cancer
  • ChimiothĂ©rapie
  • CuriethĂ©rapie
  • Collimateur multilames
  • HadronthĂ©rapie
  • Oncologie chirurgicale
  • ProtonthĂ©rapie
  • Radiochirurgie
  • Radiomucite
  • Syndrome d'irradiation aiguĂ«
  • GĂ©nĂ©rateur de rayons X

[modifier] Liens externes

[modifier] Littératures

[modifier] Grand public

[modifier] Professionnels

  • Jean-Jacques Mazeron, Alain Maugis, Christian Barret et Françoise Mornex "Techniques d'irradiation des cancers La radiothĂ©rapie conformationnelle" Ă©dition Maloine ISBN 2-224-02811-3


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