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L’UTILISATION MÉDICALE
DES RAYONNEMENTS
IONISANTS
Professeur Vincent GREGOIRE
MD, PhD, hon. FRCR
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Rayons X
Découverte des Rayons X par
Conrad Roentgen fin 1895.
Utilisés à toutes sortes de fins,
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Une des premières radiographies…
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Utilisations
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Radiguet & Massiot
produisent des tubes
à rayons Roentgen.
Radiguet organise
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Opérations sous la tente pratiquées avec la
voiture Massiot
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Radiographies
pour localiser
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Rayons X
Découverts en 1895 et
immédiatement appliqués au
traitement du cancer.
Pourquoi?
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Dose “peau” en R
Courtesy of John Schreiner, Kingston Regional Cancer Centre, Ontario
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Courtesy of John Schreiner, Kingston Regional Cancer Centre, Ontario
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partir d’un grand
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L’accélérateur tourne (3 tour/min) pendant
que la table « défile » dans l’ouverture
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Left parotidRight parotid
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Le PET
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L’émission des deux
rayons γ est coaxiale
et simultanée.
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Le PET
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Le fluoro-déoxyglucose
est le traceur de choix.
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Nov 2014 S. Differding, 2012
Hétérogénéité tumorale
Oropharynx: T4b-N0-M0 – FDG-PET-CT
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Hétérogénéité tumorale
Oropharynx: T4b-N0-M0 – FDG-PET-CT
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Dose-painting
S. Differding, 2012
Oropharynx: T4b-N0-M0 – FDG-PET-CT
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Variabilité biologique
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CT MRI (T2) FDG-PET
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La protonthérapie…?
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Quel est l’avantage??
•  La masse des protons est bien plus
grande que celle des électrons
•  Moins de diffus...
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(a) IMPT
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Indication principale:
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leukemia 85 108 90
lymphoma 39 43 34
Embryonal
tumours
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Nov 2014
Maladie de Hodgkin, stade IIB
Dose %
< 1 GyMoelle épinière41 Gy
26 GyIntestin39 Gy
< 1 GyMoelle oseuse40 Gy
d...
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L'utilisation médicale des rayonnements ionisants

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L'utilisation médicale des rayonnements ionisants
Pr Vincent Grégoire
Service de Radiothérapie-oncologique, Cliniques Universitaires St-Luc et Université catholique de Louvain, Bruxelles, Belgique

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L'utilisation médicale des rayonnements ionisants

  1. 1. EDF Nov 2014 L’UTILISATION MÉDICALE DES RAYONNEMENTS IONISANTS Professeur Vincent GREGOIRE MD, PhD, hon. FRCR Service de Radiothérapie-oncologique, Cliniques Universitaires St-Luc et Université catholique de Louvain, Bruxelles, Belgique
  2. 2. EDF Nov 2014 Rayons X Découverte des Rayons X par Conrad Roentgen fin 1895. Utilisés à toutes sortes de fins, médicales et non médicales, de nombreux accidents sont rapportés dès 1896, puis des cancers de la peau un peu plus tard. 1845-1923
  3. 3. EDF Nov 2014 3 Une des premières radiographies…
  4. 4. EDF Nov 2014 Utilisations ludiques… Radiguet & Massiot produisent des tubes à rayons Roentgen. Radiguet organise des séances de néo- occultisme en parsemant une pièce d’objets couverts d’une émulsion fluorescente. Tout le monde trouve cela très drôle (ou effrayant).
  5. 5. EDF Nov 2014 1914-1918 Les petites Curie
  6. 6. EDF Nov 2014 Opérations sous la tente pratiquées avec la voiture Massiot
  7. 7. EDF Nov 2014 1914-18 Tenue de protection d’un manipulateur anglais Radiographies pour localiser des projectiles ou éclats d’obus
  8. 8. EDF Nov 2014 Rayons X Découverts en 1895 et immédiatement appliqués au traitement du cancer. Pourquoi? Parce que la chirurgie était la seule option, et elle était dangereuse…
  9. 9. EDF Nov 2014 Dose “peau” en R Courtesy of John Schreiner, Kingston Regional Cancer Centre, Ontario < 1950 Les prémices de la radiothérapie
  10. 10. EDF Nov 2014 2-D Planning ≈ 1960 < 1950 Son évolution… Courtesy of John Schreiner, Kingston Regional Cancer Centre, Ontario
  11. 11. EDF Nov 2014 Rx 6 MV 40 Gy Rx 6 MV 30 Gy Rx 6 MV 50 Gy Elect 8 MeV 10 Gy
  12. 12. EDF Nov 2014 Tomographie computerisée (CT) Reconstruction volumétrique à partir d’un grand nombre de vues planaires décalées de quelque degrés, et toutes centrées sur un même axe.
  13. 13. EDF Nov 2014 1971: première image CT scan
  14. 14. EDF Nov 2014 2-D Planning ≈ 1960 3-D Conformal ≈ 1990 < 1950 Son évolution… Courtesy of John Schreiner, Kingston Regional Cancer Centre, Ontario
  15. 15. EDF Nov 2014
  16. 16. EDF Nov 2014 Adenocarcinome du rectum vessie tumeur ganglion marge (PTV) Identification des organes et de la tumeur Sur chaque coupe de CT scan (30-40)
  17. 17. EDF Nov 2014 Reconstruction 3D Intestin grêle vessie CTV
  18. 18. EDF Nov 2014 2-D Planning ≈ 1960 3-D Conformal ≈ 1990 IMRT ≈ 2000 < 1950 Son évolution… Courtesy of John Schreiner, Kingston Regional Cancer Centre, Ontario
  19. 19. EDF Nov 2014 L’accélérateur tourne (3 tour/min) pendant que la table « défile » dans l’ouverture
  20. 20. EDF Nov 2014
  21. 21. EDF Nov 2014 Oropharyngeal SCC T2-N0-M0 SIB-IMRT: 30x2.3 Gy 30x1.85 Gy PRV Spinal cord Left parotidRight parotid Larynx PTV 55.5 Gy PTV 69 Gy
  22. 22. EDF Nov 2014 Faits et mythes en oncologie Chimiothérapie Chirurgie Chirurgie + radiotherapieRadiotherapie Récidive locale Récidive à distance 37% 18% 5% 22% 6%12%
  23. 23. EDF Nov 2014 2-D Planning ≈ 1960 3-D Conformal ≈ 1990 IMRT ≈ 2000 Dose Painting > 2014 < 1950 Son évolution… Courtesy of John Schreiner, Kingston Regional Cancer Centre, Ontario
  24. 24. EDF Nov 2014 Le PET (tomographie par émission de positrons) L’émission des deux rayons γ est coaxiale et simultanée. L’analyse des signaux repère ces caractéristiques et « relocalise » l’endroit de la désintégation. Fluor 18
  25. 25. EDF Nov 2014 Le PET (tomographie par émission de positrons) Le fluoro-déoxyglucose est le traceur de choix. Les cellules cancéreuses sont hypoxiques. Elles tirent leur énergie du glucose, plutôt que de l’oxygène. Elles captent jusqu’à 1000 fois plus de glucose. Une captation normale est enregistrée au niveau du cœur, des reins et de la vessie.
  26. 26. EDF Nov 2014 S. Differding, 2012 Hétérogénéité tumorale Oropharynx: T4b-N0-M0 – FDG-PET-CT
  27. 27. EDF Nov 2014 S. Differding, 2012 Hétérogénéité tumorale Oropharynx: T4b-N0-M0 – FDG-PET-CT
  28. 28. EDF Nov 2014 Dose-painting S. Differding, 2012 Oropharynx: T4b-N0-M0 – FDG-PET-CT
  29. 29. EDF Nov 2014 S. Servagi, 2013 Variabilité biologique
  30. 30. EDF Nov 2014 CT MRI (T2) FDG-PET PRE-R/ WEEK 3 WEEK 5 (Week 2) (Week 4)
  31. 31. EDF Nov 2014 La protonthérapie…?
  32. 32. EDF Nov 2014 Quel est l’avantage?? •  La masse des protons est bien plus grande que celle des électrons •  Moins de diffusion latérale (donc moins de dispersion) •  Le trajet est limité par l’énergie •  Et donc la dose est localisée à la profondeur voulue. •  La dose est très élevée en fin de trajet (pic de Bragg).
  33. 33. EDF Nov 2014 (a) IMPT (b) IMXT (c) DIFFERENCE (x-rays - protons) 0 5.4 11 16 22 27 32 44 Diff(Gy) Image from M. Goitein, Radiation Oncology: A physicist's-eye-view Springer, 2007. IMRT et IMPT pour un sarcome d’Ewing
  34. 34. EDF Nov 2014 Indication principale: pédiatrie 2000 2001 2003 leukemia 85 108 90 lymphoma 39 43 34 Embryonal tumours 52 54 63 CNS 94 68 65 Bone 15 18 24 STS 35 34 35 total 320 325 313 Medulloblastome chez un enfant de 5 ans 4 MV photons vs. protons Recrutement potentiel en Belgique de ± 100 cas/ selon les pratiques actuelles
  35. 35. EDF Nov 2014 Maladie de Hodgkin, stade IIB Dose % < 1 GyMoelle épinière41 Gy 26 GyIntestin39 Gy < 1 GyMoelle oseuse40 Gy dose aux organes Courtesy of Prof. Debus, University Clinic of Heidelberg Conventional Carbon
  36. 36. EDF Nov 2014 Hergé, 1954

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