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simulation et contention

Principes et moyens de simulation et contention en radiothu00e9rapie

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Presentation Transcript

  1. Simulation et contentions Sandrine HUGER Personne Spécialisée en Radiophysique Médicale (PSRM) s.huger@nancy.unicancer.fr

  2. Introduction Traitement en radiothérapie implique : 1. Connaissance du volume cible et des organes à risques (OARs) 2. Choix d’une balistique d’irradiation optimale But : • Délivrer une dose homogène aux volumes cibles => Obtenir un contrôle local • Limiter la dose aux OARs => Eviter des complications pour le patient Mise en œuvre d’une radiothérapie conformationnelle, RCMI, Stéréotaxie

  3. Positionnement immobilisation du patient Contrôles pré-traitement: Imagerie Acquisition des données anatomiques (CT scan) Contrôle fichier traitement Délinéation des volumes Mise en place des faisceaux d’irradiation Dosimétrie La chaine de traitement en radiothérapie Prescription de dose Traitement

  4. Simulation virtuelle Définition des volumes, des champs d’irradiation, de tous les paramètres de traitement sans que le patient soit présent => SIMULATION VIRTUELLE Simuler sur un ordinateur les différentes étapes nécessaires à la réalisation d’un traitement en radiothérapie Une chaine de simulation virtuelle intègre : • Un système d’imagerie utilisé spécifiquement pour la radiothérapie • Une station de simulation virtuelle

  5. La chaine de traitement en radiothérapieEtapes de la simulation virtuelle Prescription de dose Traitement Positionnement immobilisation du patient Traitement Contrôles pré-traitement: Imagerie Acquisition des données anatomiques (CT scan) Contrôle fichier traitement Délinéation des volumes Mise en place des faisceaux d’irradiation Dosimétrie

  6. Reproductibilité du traitement de radiothérapie • Etalement du traitement en radiothérapie : • X séances => Positionnement du patient à chaque séance • Simulation du traitement réalisée sur une imagerie considérant l’anatomie du patient à un instant t0 • Hypothèse que l’anatomie du patient est identique à chaque séance • Importance de la reproductibilité du traitement Risque en radiothérapie : • Si traitement non reproductible : • risque de diminuer le contrôle locorégional • d’éliminer la possibilité de guérir • diminuer la qualité de vie des patients

  7. La chaine de traitement en radiothérapie Prescription de dose Positionnement immobilisation du patient Traitement Contrôles pré-traitement: Imagerie Acquisition des données anatomiques (CT scan) Contrôle fichier traitement Délinéation des volumes Mise en place des faisceaux d’irradiation Dosimétrie

  8. Positionnement Immobilisation du patient • Choix du positionnement et de l’immobilisation du patient • position reproductible • Choix du système de contention • Doit être adapté : • à la localisation traitée • au confort du patient • à la technique de traitement : radiothérapie conformationnelle par modulation d’intensité (RCMI), radiothérapie stéréotaxique … • à la dose délivrée • Connaître la reproductibilité du système de contention • Objectifs de la contention : • Réduire les marges à appliquer autour du volume cible +/- avec système d’imagerie utilisé pour la vérification du positionnement des patients

  9. Positionnement Immobilisation du patient • Choix d’un système de contention : Crâne Masques thermoformés personnalisés (3 points de fixation) Cales pour s’adapter à la courbure du patient

  10. Positionnement Immobilisation du patient • Choix d’un système de contention : Tête et cou - médiastin Masque thermoformé (5 points de fixation) Bouchon Menton relevé

  11. Positionnement Immobilisation du patient • Choix d’un système de contention : pelvis Masque thermoformé Cale pied Mousse genoux

  12. Positionnement Immobilisation du patient • Choix d’un système de contention : sein Bras relevés au dessus de la tête Mousse genoux

  13. Positionnement Immobilisation du patient • Choix du système de contention : matelas à décompression Personnalisation de la contention Reproductibilité Confort

  14. La chaine de traitement en radiothérapie Prescription de dose Traitement Positionnement immobilisation du patient Traitement Contrôles pré-traitement: Imagerie Acquisition des données anatomiques (CT scan) Contrôle fichier traitement Délinéation des volumes Mise en place des faisceaux d’irradiation Dosimétrie

  15. Acquisition des données anatomiques • Imagerie scanner = imagerie de référence pour la radiothérapie • Systèmes d’acquisition des données anatomiques : • Simulateur – scanner • Scanner

  16. Acquisition des données anatomiquesScanner • Particularités du système d’imagerie scanner dédié à la radiothérapie : • Plateau de table rigide • Diamètre du tunnel : 70 à 85 cm • Image avec contours externes (Choix du champ de vue – FOV) • Coupes axiales jointives et perpendiculaires par rapport au plan • Lien avec le logiciel de dosimétrie

  17. Acquisition des données anatomiques Scanner • Génère un volume 3D du patient • Restitue les contours du patient sans déformation • Bon contraste • Bonne résolution spatiale • Permet de prendre en compte les densités tissulaires du patient • Génère des images digitales radiographiques – DRRs (Digital ReconstructedRadiograph) de qualité

  18. Acquisition des données anatomiquesScanner • Mise en place du patient : • Patient installé en position de traitement avec contention

  19. Acquisition des données anatomiques Scanner • Mise en place du patient: • Système de lasers pour alignement du patient • Définition d’un isocentre de référence (coordonnées X, Y et Z) : 3 croix dessinées à la peau (sur un masque, sur une contention)

  20. Acquisition des données anatomiques Scanner • Utilisation de marqueur radio-opaque sur l’isocentre de référence visible sur l’imagerie scanner

  21. Acquisition des données anatomiquesSimulateur - scanner • Patient en position de traitement avec contention • Acquisition d’une imagerie volumique • Résolution spatiale et contraste < scanner • Temps d’acquisition long(plus d’une minute)

  22. Transfert des images • Exportation des images du scanner ou du simulateur-scanner vers le logiciel de dosimétrie (format DICOM). • Logiciel de dosimétrie: • Reconstruction en 3D du patient • Visualisation des vues sagittales, coronales, frontales, obliques • Délinéation des volumes • Mise en place de la balistique d’irradiation • Calcul de la distribution de dose : vérification du respect des doses aux volumes d’intérêt

  23. La chaine de traitement en radiothérapie Prescription de dose Traitement Positionnement immobilisation du patient Traitement Contrôles pré-traitement: Imagerie Acquisition des données anatomiques (CT scan) Contrôle fichier traitement Délinéation des volumes Mise en place des faisceaux d’irradiation Dosimétrie

  24. Délinéation des volumes • Sur chaque coupe axiale : • Délinéation des contours externes du patient • Délinéation des volumes cibles • Délinéation des organes à risque • Outils pour la délinéation : • Contourage manuel ou automatique • Atlas anatomique • Outils 4D

  25. Délinéation des volumes • Aide à la précision de la délinéation des volumes d’intérêt • Fenêtre de visualisation • Zoom de visualisation

  26. Délinéation des volumes • Aide à la précision de la délinéation des volumes d’intérêt • Imagerie multi-modalité : • Aide pour la délinéation des volumes cibles et/ou OARs • Augmente la précision de la délinéation + logiciel de recalage d’images et logiciel de fusion Validation médicale indispensable +++++

  27. Délinéation des volumes • Localisation encéphale

  28. Délinéation des volumes • Localisation poumon

  29. La chaine de traitement en radiothérapie Prescription de dose Traitement Positionnement immobilisation du patient Traitement Contrôles pré-traitement: Imagerie Acquisition des données anatomiques (CT scan) Contrôle fichier traitement Délinéation des volumes Mise en place des faisceaux d’irradiation Dosimétrie

  30. Mise en place des faisceaux d’irradiation • Définir : • Qualité des faisceaux d’irradiation • Nombre de faisceaux • Porte d’entrée et orientation des faisceaux • Forme des champs d’irradiation

  31. Mise en place des faisceaux d’irradiation Outil de simulation virtuelle Visualisation en 3D des faisceaux d’irradiation sur l’anatomie 3D du patient

  32. Mise en place des faisceaux d’irradiationOutils de simulation virtuelle Module 3D dynamique Représentation en temps réel du volume cibles et des OARs en fonction de l’orientation du bras de l’accélérateur et de la table Recherche visuelle de la meilleure géométrie d’irradiation par l’utilisateur

  33. Mise en place des faisceaux d’irradiationOutils de simulation virtuelle Beam’seyesview : BEV Visualisation des structures anatomiques par un observateur situé à l’origine du faisceau • Choisir l’incidence du faisceau optimale couvrant le volume cible tout en excluant les OARs • Définir la forme du champ d’irradiation autour du PTV avec une marge donnée

  34. Mise en place des faisceaux d’irradiationOutils de simulation virtuelle DRR = Digital ReconstructedRadiograph Image analogue à un cliché radiologique calcul d’une DRR pour chaque incidence de faisceau

  35. Mise en place des faisceaux d’irradiationOutils de simulation virtuelle Room’sview : Vue de l’enveloppe du faisceau sur une représentation 3D du patient par un observateur placé dans la salle.

  36. Mise en place des faisceaux d’irradiationOutils de simulation virtuelle • Vue globale de la technique envisagée (recoupe, divergence des faisceaux)

  37. Mise en place des faisceaux d’irradiationOutils de simulation virtuelle • Vue globale de la salle

  38. Mise en place des faisceaux d’irradiationBalistique Prostate

  39. Mise en place des faisceaux d’irradiationBalistique Sein

  40. Mise en place des faisceaux d’irradiationBalistique Encéphale

  41. Mise en place des faisceaux d’irradiation Optimisation géométrique Optimisation dosimétrique

  42. Contrôle de qualité de la simulation virtuelle Valider sur le patient réel la balistique définie sur le patient virtuel

  43. Contrôle de qualité de la simulation virtuelle • Comparaison visuelle de l’imagerie de contrôle avec l’imagerie de référence (DRR)

  44. Contrôle de qualité de la simulation virtuelle • Validation de la forme des champs, des dimensions de champs

  45. Conclusion • Simulation virtuelle : étape indispensable à la préparation du traitement d’un patient en radiothérapie • Intègre : • L’immobilisation du patient : reproductibilité du traitement • L’acquisition des données anatomiques • La délinéation des volumes : validation médicale indispensable • Mise en place de la balistique d’irradiation : importance de la connaissance des logiciels de dosimétrie

  46. Conclusion • Autres moyens associés: • Réseau • Système de planification des traitements • Accélérateurs • Programme de contrôle de qualité + moyens humains Equipe pluridisciplinaire : • Radiothérapeute • Dosimétriste, Manipulateur • Physicien • Radiologue

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