Place de la radiothérapie dans le traitement du cancer

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Rayons (photons) X et gamma de haute énergie

Les photons X et gamma ont les mêmes propriétés et font partie des ondes électromagnétiques [3,12] dont ils sont les représentants les plus énergétiques, au-delà des ultraviolets :
– Les photons X sont fabriqués dans les tubes à rayons X ou accélérateurs de particules.
– Les photons Gamma sont obtenus à partir de la désintégration nucléaire d’une
substance radioactive comme le cobalt, le césium ou l’iridium.
Ce sont des rayonnements indirectement ionisants car ils sont électriquement neutres.

Electrons

Les électrons sont fabriqués par des accélérateurs de particules. Ils sont porteurs d’une charge électrique négative et ionisent directement la matière, agissent surtout en superficie. Ils sont utilisés exclusivement en radiothérapie externe.

Protons

Ce sont des particules produites par des cyclotrons. Ces particules sont chargées électriquement positive. Ils permettent une irradiation très précise de certains organes.

Neutrons

Ils sont également produits par des cyclotrons. Ce sont des particules électriquement neutres, peu sensibles à « l’effet d’oxygène » et efficaces pour traiter les tumeurs nécrotiques ou à croissance lente.

Bases biologiques

Au niveau de la cellule vivante (qu’elle soit normale ou cancéreuse), toutes les molécules ne sont pas égales devant les radiations ionisantes [12]. On admet en première approximation que la cible principale est constituée par l’ADN des chromosomes des cellules. Ce sont les lésions de cet ADN qui vont être responsables des effets biologiques des rayonnements ionisants [3,12,13].
On considère qu’une dose de 1 Gy crée au sein de l’ADN d’une cellule [13] :
– 40 lésions « double brin » (ruptures des deux chaînes de l’ADN)
– de 500 à 1 000 lésions « simple brin » (ruptures d’une seule chaîne)
– de 1 000 à 2 000 lésions de base
– et environ 200 pontages (ADN-ADN ou ADN-protéine)
Les radiations ionisantes agissent en 3 étapes [12-20] :

Etape moléculaire

L’effet de la radiation ionisante sur les molécules est de quelques secondes seulement. Deux phénomènes peuvent se produire :
• Phénomène physico-chimique :
Quand les photons frappent la matière biologique, ils créent une ionisation en arrachant des électrons de la couche périphérique de l’atome. Ces électrons sont responsables du transfert d’énergie à la matière : c’est l’absorption du rayonnement [12].
Les molécules déstabilisées vont ensuite réagir entre elles ou avec les molécules qui les entourent : c’est l’action physico-chimique. Parmi ces molécules instables, on compte des molécules ionisées et des molécules excitées, et les deux donnent naissance à des radicaux libres en présence d’eau. Les radicaux libres ainsi produits peuvent donner de l’eau oxygénée en présence de peu d’oxygène. L’eau oxygénée exerce alors son action oxydante.
• Phénomène biochimique :
Les radiations ionisantes produisent des radicaux libres, et la cible de ces derniers est l’ADN. En attaquant l’ADN, les radicaux libres sont à l’origine de changements ou pertes de base, de cassure des doubles brins, de cassure des ponts d’hydrogènes et de liaisons croisées avec d’autre molécule [3,12,14]. Ces lésions de l’ADN peuvent être: directes, liées à l’interaction d’un électron d’ionisation avec la molécule d’ADN, ou le plus souvent indirectes, par l’intermédiaire des radicaux libres créés par la radiolyse de l’eau ( Figure 1)
La conformation des acides nucléiques est ainsi modifiée, et ceci est à l’origine de la mort cellulaire, de la mutation avec détérioration ou perte d’information.

Etape cellulaire

L’effet sur la cellule est de quelques minutes ou quelques heures. Chez l’adulte, le stock de cellule est constant. Cette constance résulte d’un équilibre entre la mitose et l’apoptose. L’étape moléculaire d’altération d’ADN sous l’effet des radiations ionisantes induit [3,12] :
– Soit une mort cellulaire différée qui permet d’expliquer que la régression d’une tumeur soit retardée par rapport au moment d’irradiation.
– Soit une mort cellulaire immédiate par apoptose qui est une mort active de la cellule,
génétiquement programmée sous contrôle d’un gène antioncogène et qui permet d’éliminer régulièrement les cellules vieillissantes.

Etape tissulaire

L’effet sur les tissus est de quelques jours ou de quelques mois voire de quelques années. (Figure 2)
Au niveau tissulaire on distingue :
– Les effets précoces de la radiothérapie : ils concernent les tissus radiosensibles qui sont les tissus pour lesquels le temps de renouvellement est court et dont les cellules sont plus spécialisées (peau, muqueuse).
– Les effets tardifs de la radiothérapie : ce sont des troubles trophiques et fonctionnels qui concernent les tissus radiorésistants et qui sont caractérisés par un renouvellement lent. On assiste alors à une sclérose par détérioration de vascularisation.

LA RADIOTHERAPIE EXTERNE

Elle est aussi appelée: radiothérapie transcutanée. C’est la plus connue et la plus utilisée. La source du rayonnement est à l’extérieur du malade [6].

Principaux appareillages

Le télécobalt

Les appareils de télécobalt contiennent une source de cobalt 60 qui émet des photons γ d’énergie moyenne de 1,25 Mev [12]. La source constituée de petits grains logés dans un cylindre métallique est située dans la tête plombée de l’appareil, cette source reste masquée en dehors des séances de traitement. La tête est montée sur un bras dont la rotation peut atteindre 360°. Le faisceau émis par la source lorsque celle-ci est en position de traitement peut être collimaté à volonté, permettant une irradiation adaptée à chaque malade. En fait, son utilisation va devenir plus rare, du fait notamment des progrès des accélérateurs et des techniques dites de multi-lames [7].

Les accélérateurs de particules :

Un accélérateur de particule est un appareil qui peut fournir, au choix, soit des rayons X, soit des électrons. Le principe de base de cet appareil est de substituer au champ électrique statique peu maniable un champ électrique alternatif de haute fréquence. Les accélérateurs linéaires opèrent en utilisant des micro-ondes de 3 000 MHz et de 10 cm de longueur d’onde produite par des tubes électroniques appelés magnétrons ou klystrons. A l’extrémité proximale d’un accélérateur, on trouve un canon à électrons et un premier injecteur. Les électrons sont émis de façons pulsées, par paquets espacés les uns des autres d’une longueur d’onde à une vitesse proche de celle de la lumière et sont éjectés dans la section accélératrice proprement dite de l’accélérateur linéaire [3,20]. A la sortie du tube d’accélération, le faisceau d’électrons émerge sous forme d’un très fin pinceau de 2 à 3 mm de diamètre. Il pénètre dans la tête de l’accélérateur linéaire par une ouverture conique ménagée dans un bloc de plomb ou de métal pour assurer la radioprotection (collimateur primaire) [12].
La tête de l’accélérateur linéaire comporte un système de mesure de débit dose appelé moniteur. Le moniteur est constitué de deux détecteurs de rayonnements qui sont des chambres d’ionisation à transmission. Chaque chambre est reliée à un système d’affichage situé au pupitre de commande et lisible en permanence par les manipulateurs. Elles permettent de mesurer en permanence le débit de dose et la dose intégrale délivrée et de vérifier simultanément la symétrie du faisceau [12,20]. Une fois vérifiée, le faisceau sort de la tête de l’accélérateur linéaire par un système de collimation identique à celui du cobalt si ce n’est que : les mâchoires peuvent être mues de façon symétrique ou asymétrique, les dimensions des champs à 1 m peuvent atteindre 40 cm x 40 cm.
Deux sortes d’accélérateurs de particules sont destinées à l’utilisation thérapeutique: [12]
– les accélérateurs d’électrons (LINAC), ce sont les appareils de référence pour la radiothérapie par rayons X.
– les accélérateurs de particules lourdes qui sont utilisés pour certaines indications particulières et la recherche ( synchrocyclotron utilisé pour la protonthérapie, cyclotron utilisé pour la neutronthérapie, cyclotron biomédical utilisé pour la neutronthérapie et protonthérapie.

Techniques

La radiothérapie externe 3D conformationnelle

La radiothérapie conformationnelle est une radiothérapie traditionnelle optimisée. Grâce aux progrès techniques, à l’informatique moderne et aux reconstructions d’images à trois dimensions. Il est désormais possible d’irradier avec une très grande précision des tumeurs de forme complexe [12]. Cette technique nécessite une reconstruction des contours du patient, de sa tumeur et de ses organes sains à partir d’images scanner et/ou IRM. Elle permet alors de déterminer les doses de traitement adaptées au volume exact de la tumeur à irradier [12,20].

La radiothérapie STÉRÉOTAXIQUE

La radiothérapie stéréotaxique ou « RADIOCHIRURGIE » permet de délivrer avec précision de très forte dose d’irradiation [12] qui peuvent détruire des tumeurs habituellement considérée comme radiorésistante. Elle est utilisée pour traiter certaines tumeurs cérébrales par exemple [20,21].

La radiothérapie PER-OPÉRATOIRE

C’est la technique d’irradiation anticancéreuse réalisée intervention chirurgicale. Elle réduit l’irradiation des tissus sains, et locale des rayons. Mais elle pose un problème de radioprotection tendance à être abandonnée actuellement [12].

L’irradiation avec modulation d’intensité (RCMI)

Le principe de cette technique est de fractionner le rayonnement total en particules de différentes intensités pour atteindre différents angles ciblés de la tumeur visée. L’idée est toujours de réduire le champ irradié, de cerner l’adversaire, soit la tumeur, sans toucher les cellules et les tissus sains, donc d’en arriver à un contrôle local optimal [20,22].

Dosimétrie en radiothérapie

La dosimétrie clinique représente un ensemble d’opérations qui consistent à calculer et mesurer les doses reçues par le patient exposé aux rayonnements ionisants en tout point d’un volume défini (tumeur ou organe sain) avant de valider le traitement. Cet ensemble d’opérations permet de connaître la dose de rayonnement et sa répartition dans le corps, les différents tissus et sur la tumeur [23]. Principes de la dosimétrie:
Une dose curative ne peut jamais être délivrée en une seule fraction sous peine de voir apparaître des réactions aigues extrêmement grave et potentiellement mortelles. Il n’y a guère qu’en situation palliative où l’on peut administrer des doses élevées de 8 à 10 Gy en une fraction unique dans des volumes tissulaires n’incluant pas d’organes critiques. En règle générale, la dose est fractionnée en n séances espacées de 24 heures.
Il existe trois notions de base essentielle qu’il faut toujours retenir en radiothérapie : la dose totale, le fractionnement, et l’étalement [24].

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : RAPPELS
I. LA RADIOTHERAPIE
I.1. Quelques rappels historiques
I.2. Principe de base : la radiobiologie
II. LA RADIOTHERAPIE EXTERNE
II.1. Principaux appareillages
II.2. Techniques
II.3. Dosimétrie en radiothérapie
II.4. Définition du volume en radiothérapie
II.5. Place de la radiothérapie dans le traitement du cancer
II.6. Organisation d’un centre de radiothérapie
II.7. Complications de la radiothérapie
DEUXIEME PARTIE : METHODES ET RESULTATS
I. METHODES
I.1. Cadre de l’étude
I.2. Type et période d’étude.
I.3. Population d’étude
I.4. Critères de sélection
I.5. Variables étudiées
I.6. Modalités d’analyse
I.7. Limites de l’étude
II. RESULTATS
II.1. Description générale de l’ensemble des dossiers dépouillés
II.2. Description de la fréquentation annuelle du centre
II.3. Caractéristiques cliniques des patients
II.4. Modalités d’irradiation
TROISIEME PARTIE : DISCUSSION
I. CONSIDERATIONS GENERALES
II. DESCRIPTION DE LA FREQUENTATION ANNUELLE DU CENTRE
III. POPULATION ETUDIEE
III.2. Le genre
III.3. L’âge
III.4. Type de cancers rencontrés
III.5. Organes irradiés
III.6. Service référent
IV. MODALITES D’IRRADIATION
IV.1. Type de fractionnement
IV.3. Dose totale reçue
IV.2. Nombre de séance d’irradiation
VI.4. Indication d’irradiation
IV.5. Tolérance à l’irradiation
IV.6. Etat des patients un mois après la radiothérapie
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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