Radiothérapie avec blocage respiratoire pour les grands insuffisants respiratoires atteints d'un carcinome pulmonaire non à petites cellules (Protocole RESPI 2000) : application à la modélisation des déformations d'organes par recalage déformable

RésuméObjectif de l'étudeÉtudier le recalage déformable des données anatomiques scanographiques dans le cadre d'une radiothérapie conformationnelle avec blocage respiratoire par deux études parallèles.Patients et méthodesUne série de 22 patients atteints d'insuffisance respiratoire sévère, traités entre avril 2002 et novembre 2005 par irradiation conformationnelle avec blocage respiratoire, a donc été analysée. La première étude a analysé la reproductibilité du blocage respiratoire actif pour chaque patient tout au long du traitement : un déplacement tumoral moyen de 10 mm a été détecté. La seconde étude avait pour but de simuler une imagerie quadridimensionnelle à partir de données tridimensionnelles en blocage respiratoire en utilisant une méthodologie d'interpolation des champs de déformation tridimensionnelle, la précision obtenue étant de l'ordre de 3 mm.RésultatsEn ce qui concerne l'étude clinique, la durée médiane de suivi était de 22 mois, le taux de contrôle local était de 28 %. La rechute métastatique restait l'événement le plus fréquent. Concernant, dans l'étude de modélisation, le blocage respiratoire a été efficace chez six des huit patients avec des mouvements inférieurs à 6 mm. La simulation quadridimensionnelle à partir d'image tridimensionnelle s'est avérée fiable et a pu permettre de simuler une respiration pour un plan de traitement quadridimensionnel.ConclusionLa technique de traitement est réalisable malgré l'insuffisance respiratoire sévère. La méthode d'acquisition artificielle quadridimensionnelle permet d'espérer une simulation correcte en cas de rythme respiratoire irrégulier et pourrait être utilisée pour une dosimétrie quadridimensionnelle.

PurposeUsing deformable registration methods from a phase two clinical study of air breath control during radiotherapy in patients suffering from severe respiratory insufficiency and non-small cell lung carcinoma.Patients and methodsBetween April 2002 and November 2005, 22 patients with severe respiratory insufficiency were treated with curative intent by conformal therapy combined with active breathing control.ResultsAfter a mean of follow-up of 22 months, the local control rate is 28% and the method is feasible despite the severe respiratory insufficiency. However the overall survival is still poor due to metastatic widespread. For the second part of the study, the clinical protocol was also used for two studies using deformable registration methods. In the first study, a deformable registration method has been developed in order to register several breath-hold 3D CT of the same patient acquired at several days of interval. It allowed quantifying the interfraction breath-hold reproducibility by analysing the resulting displacement field. For 6 patients, the breath-hold was effective, while for 2 patients, motion greater than 10 mm were detected. The second study aimed to simulate 4D images from 3D breath-hold images. Developing an ad-hoc methodology based on the interpolation of 3D dense deformation fields performed it. The approach has been validated with expert selected landmarks, with accuracy lower than 3 mm.ConclusionABC is feasible, even in case of severe insufficiency respiratory syndrome but metastatic widespread disease is still a major challenge even with an acceptable local control rate without serious side effects: regarding the deformable registration method. Such artificial 4D images could allow decreasing the dose need to acquire a full 4D image, to simulate irregular breathing pattern and to be used for 4D dosimetry planning.