Notre étude a évalué une comparaison dosimétrique entre les techniques basées sur l’IMRT et le système de CK assisté par robotique en appliquant le SBRT pour le carcinome de la prostate à faible risque. À notre connaissance, c’est la première fois que les paramètres NTCP, qui démontrent la probabilité de complications tardives liées aux radiations rectales et urinaires, ont été analysés de manière comparative pour les techniques SBRT. Des rapports précédents ont montré un taux élevé de survie biochimique et sans maladie, ainsi qu’un profil de toxicité acceptable, avec une dose de fraction plus importante en appliquant des techniques SBRT. La plupart des études monocentriques ont utilisé la technologie CK démontrant la faisabilité de la TRSR de la prostate à base de CK. McBride et coll. démontré dans leur première étude de phase I multi-institutionnelle, une utilisation efficace et sûre de l’hypofractionation avec un système CK, en appliquant une dose de fraction de 7,25 à 7,5 Gy administrée en 5 fractions pour le traitement de l’adénocarcinome prostatique à faible risque. L’étude prospective randomisée de phase III, « PACE », a été développée pour évaluer un résultat clinique à la suite de la SBRT en monothérapie avec CK, et a examiné plus avant cette thérapie par rapport à la chirurgie et à l’IMRT fractionnée classiquement dans un carcinome de la prostate localisé (http://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01584258?term=PACE & rang = 12). Contrairement à la technique IMRT a standard, la technologie CK effectue une adaptation intrafractionnelle du faisceau ciblant la prostate lorsqu’un mouvement est détecté, obtenant des erreurs de ciblage inférieures à 1 mm. Cependant, la durée plus longue du traitement par CK peut entraîner une incertitude de la dose intrafraction en raison du mouvement de la vessie et de l’intestin avec déformation anatomique pendant le traitement par radiothérapie. Ainsi, Reggiori et al. a montré que les incertitudes de dose pour les cibles et le rectum s’amplifiaient avec l’augmentation du temps chez les patients traités par VMAT. Le temps moyen de traitement que nous avons observé pour les techniques IMRT, en particulier pour VMAT et SW, était significativement inférieur à celui de la CK (6 et 5 min contre 42 min, respectivement). Le temps de traitement court permet d’éviter les incertitudes dosimétriques dans le volume cible causées par la variation de la forme intrafraction de la vessie et de l’intestin. La plupart des systèmes de planification de traitement utilisés pour la CK ne disposent pas d’algorithmes avancés pour réduire le temps de planification. Rossi et coll. ont proposé une génération automatisée de plan de traitement à l’aide de l’optimiseur « Erasmus-iCycle » pour la création d’une solution de classe d’angle de faisceau pour le SBRT de la prostate non planaire avec CK pour remplacer l’optimisation fastidieuse de l’angle de faisceau pour chaque patient. En utilisant l’optimiseur développé en interne, les auteurs ont établi des solutions de classe 15, 20 et 25 faisceaux sans perte significative de qualité de plan par rapport à la sélection individualisée de l’angle de faisceau, réduisant ainsi le temps de calcul pour la génération des plans d’un facteur 14 à 25. Ainsi, en utilisant une solution de classe d’angle de faisceau au lieu d’une sélection d’ange de faisceau individualisée, des plans à 25 faisceaux pourraient être générés en 31 min par rapport à 13 h.
Nous avons démontré que les techniques basées sur CK et IMRT atteignent des résultats dosimétriques similaires, en ce qui concerne la couverture PTV, ainsi que la distribution de dose hautement conforme. Cependant, l’homogénéité de la TVP a été considérablement réduite dans les plans de traitement par CK par rapport aux approches IMRT rotationnelles. De plus, les techniques d’IMRT ont fourni une exposition au rectum et à la vessie plus faible à des doses moyennes à élevées que la CK. Nos résultats sont en accord avec les résultats obtenus par MacDougall et coll. . Leurs résultats ont été fournis à partir d’une analyse dosimétrique recueillie en comparant la distribution de dose entre le CK et un VMAT avec délivrance de 35 Gy à la prostate en 5 fractions. Les contraintes de dose pour la RAME ont été atteintes par les deux techniques, cependant, l’homogénéité de la PTV ainsi que le délai moyen de planification et de livraison étaient en faveur de la VMAT. De plus, l’utilisation de VMAT s’est avérée supérieure lorsqu’on épargnait la RAME à des doses de rayonnement plus faibles. De même, Lin et coll. a montré que l’application 37.5 Gy en 5 fractions ont révélé une couverture PTV supérieure et une meilleure épargne du rectum à faibles doses avec les plans VMAT qu’avec les plans CK, bien que des faisceaux de photons de 6 MV aient été utilisés pour les plans de traitement VMAT contre 15 MV dans notre analyse. De plus, les plans VMAT ont démontré une excellente conformité de dose, ce qui a entraîné une diminution plus rapide de la dose par rapport aux plans CK. Enfin, l’auteur a observé avec les plans VMAT moins de zones à faible dose, des unités de surveillance (MU) plus faibles et un délai de livraison plus rapide qu’avec les plans CK. Les auteurs ont émis l’hypothèse que le risque global de malignité secondaire pourrait être plus élevé pour la CK en raison d’une plus grande implication des tissus normaux recevant une faible dose de RT, ainsi que d’un MUs et d’un délai de traitement plus élevés. Dong et coll. analyse comparative de la distribution de la dose pour le SBRT de la prostate (40 Gy en 5 fractions) en utilisant une RT robotique non coplanaire optimisée, appelée thérapie 4π, qui est établie sur la plate-forme LINAC du bras C et VMAT 2-arc. Les deux méthodes de planification ont démontré une couverture adéquate de la TVP. Cependant, les plans 4π ont permis d’économiser considérablement la paroi antérieure du rectum et le bulbe pénien, réduisant les doses maximales ad V50%, V80%, V90% et J1 cm3. La dose vésicale n’a été que légèrement réduite par l’utilisation de la thérapie 4π. Ainsi, en optimisant les angles de faisceau et les fluences dans l’espace de solution non coplanaire, les auteurs ont obtenu une qualité supérieure pour le SBRT de la prostate par rapport aux plans VMAT avancés. Rossi et coll. systèmes développés pour la génération automatique de plans cliniquement livrables pour le SBRT robotique (autoROBOT). La qualité de ces plans a été comparée aux plans VMAT qui ont également été générés automatiquement, en appliquant 9,5 Gy en 4 fractions. Il est intéressant de noter que, dans la comparaison avec l’autoROBOT et l’autoVMAT avec des marges de PTV de 3 mm pour toutes les techniques, les doses du rectum (J1 cm3 et Dmean) étaient significativement plus faibles dans les plans d’autoROBOT, avec une couverture de PTV comparable et d’autres économies de RAME. Par rapport à l’épargne manuelle, autoROBOT a considérablement amélioré l’épargne du rectum et de la vessie (J1 cm3 et Dmean), avec une couverture PTV égale. Ainsi, contrairement aux résultats observés dans notre étude par la comparaison des plans VMAT et CK générés manuellement, les auteurs ont démontré une supériorité du SBRT robotique non coplanaire par rapport au VMAT coplanaire lors de l’utilisation de l’autoplanning pour les deux techniques.
En supposant les mêmes objectifs de dose pour la planification du traitement, nous pouvons expliquer les différences de distribution de dose au sein de PTV et d’OAR par l’impact de la technique de rayonnement et par différents algorithmes de calcul de dose. Le système de planification Multiplan utilisé pour la CK est moins sensible aux contraintes de dose que les systèmes de planification utilisés pour les approches rotationnelles. Une sensibilité réduite peut entraîner la différence d’homogénéité de PTV dans les plans de CK tout en utilisant les mêmes objectifs de dose dans le système de planification pour les techniques IMRT. Cependant, un facteur crucial qui détermine la faisabilité des plans de radiothérapie est l’optimisation des contraintes de dose dans chaque cas individuel.
Des critères de sélection variables, ainsi que des différences dans la définition du volume cible et les contraintes de dose pour la RAM qui existent, décrivent en fait la TRSB de la prostate. La différence dans une dose de rayonnement cumulée (entre 33 Gy et 38 Gy), ainsi que dans les régimes de RT (4 à 5 fractions) conduisent à des variations substantielles dans un LIT appliqué. De même, il existe un large éventail de contraintes de dose pour la TVP et la RAM dans la littérature disponible. Pour cette raison, nous avons utilisé une combinaison de contraintes issues de l’étude PACE et de celles recommandées par les centres Accuray et Varian qui délivrent SBRT avec CK / tomothérapie et RA / Fenêtre coulissante, consécutivement. Nous avons évalué le LIT en utilisant la valeur α / β de 3 pour le rectum et de 6 pour la vessie pour convertir toute la dose de contrainte en 2 Gy par fraction. Cela a permis d’apprécier les objectifs de dose utilisés, selon des critères proposés par les rapports QUANTEC, qui établissent la RT classiquement fractionnée. En ce qui concerne l’épargne urétrale, il est suggéré qu’une distribution de dose plus hétérogène puisse fournir un gain d’urètre prostatique requis au sein de la TVP. Nous avons limité la dose maximale à 110% de la dose prescrite dans les plans de traitement pour toutes les techniques afin de réduire la dose d’irradiation de l’urètre prostatique. En ce qui concerne la toxicité urétrale, une étude multicentrique de phase II, qui évalue le SBRT dans le cancer de la prostate administré par VMAT, y compris l’épargne urétrale, est en cours (http://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01764646?term=NCT01764646 & rang = 1). En règle générale, les objectifs de dose pour le SBRT de la prostate doivent être basés sur les ensembles de données des technologies de radiothérapie avancées et des grands essais randomisés prospectifs.
Une autre préoccupation concerne les marges de sécurité dans la délimitation du PTV, qui devraient être utilisées pour administrer le SBRT pour le carcinome de la prostate à faible risque, afin d’obtenir une comparaison dosimétrique validée, nous avons utilisé les mêmes marges de sécurité dans les techniques CK et IMRT, avec une marge de 3 mm dans la direction dorsale et une marge de 5 mm dans les directions ventrale et latérale. L’utilisation de la RT guidée par l’image avec vérification de la prostate immédiatement avant le traitement peut ne pas être suffisante pour l’administration précise de la dose de rayonnement en raison du mouvement de la prostate par intrafraction. Selon la littérature établie, l’écart type des erreurs systématiques et aléatoires dues au mouvement intrafraction de la prostate varie de 0,2 à 1,7 mm et de 0,4 à 1,3 mm, respectivement. Considérant que CK effectue le suivi en temps réel du mouvement intrafractionnel de la prostate avec une précision de 1 mm dans l’administration de la dose de rayonnement, MacDougall et al. ont suggéré l’utilisation d’une marge de sécurité de 3 mm pour toutes les directions en CK et de 5 mm en VMAT. Certains auteurs ont observé une bonne réponse clinique ainsi qu’un très faible risque d’effets indésirables intestinaux de grade 4 et 3 en appliquant le SBRT à base de CK pour le carcinome de la prostate à faible risque en utilisant des marges de sécurité de 2 ou 2,5 mm dans les directions rectales. De même, dans l’essai bi-centre d’observation prospective nouvellement initié « HYPOSTAT », le PTV a été délimité avec des marges postérieures de 2 mm pour le SBRT basé sur CK. D’autre part, dans la grande série de rapports décrivant la RT stéréotaxique avec CK pour le carcinome de la prostate localisé, on a observé un faible taux de toxicités urinaires et rectales transitoires de grade 3 et 2 en utilisant une marge de PTV dorsale de 3 mm et des marges de sécurité de 5 mm dans toutes les autres directions. Compte tenu de l’exposition la plus élevée du rectum et de la vessie pour la CK par rapport à l’IMRT qui a été révélée dans cette étude, nous recommandons de réduire les marges de PTV jusqu’à 2 mm dans toutes les directions pour la SBRT à base de CK, afin de minimiser le risque de toxicités urinaires et rectales ainsi que de fournir un avantage dosimétrique par rapport aux techniques avancées d’IMRT.
Une question persistante en ce qui concerne la TRS pour le cancer de la prostate est le régime de RT. King et coll. rapporté sur la réduction de quatre fois de la toxicité urinaire de grade 1 et une réduction de sept fois de la toxicité rectale de grade 1 en faveur de la SBRT tous les deux jours par rapport à la SBRT quotidienne consistait en 36,25 Gy en 5 fractions. Les auteurs, en fin de compte, ont recommandé de traiter la prostate avec un schéma posologique tous les deux jours afin de permettre au SBRT de minimiser les effets tardifs dans les tissus normaux. Cependant, seul un essai randomisé serait en mesure d’étudier correctement les différences entre les différents régimes de RT.
Nous nous sommes concentrés sur l’analyse de la probabilité de toxicités rectales et urinaires tardives en utilisant SBRT sur le carcinome de la prostate à faible risque. Malgré l’avantage dosimétrique significatif dans la protection du rectum pour le SW (tableau 4), les valeurs de NTCP des toxicités rectales tardives révèlent que le HT est supérieur à cet égard (tableau 5). Il a été démontré que l’utilisation d’IMRT à champs fixes, mais pas de techniques de rotation, améliorait les paramètres NTCP pour la vessie. Le SW ou le HT, mais pas le VMAT, sont généralement préférés afin de réduire la probabilité de rectum tardif dans le traitement du carcinome prostatique à faible risque. Le NTCP pour la vessie n’a montré aucun avantage significatif pour aucune technique.
Cette étude est basée sur les systèmes de planification de traitement Eclipse™10, le système de planification Tomo version 5 et le système de planification Multiplan® version 5.2. Dans le processus de développement de ce travail, les systèmes de planification du traitement ont été couramment utilisés dans notre institut. Les nouveaux algorithmes d’optimisation conduisent à une manière différente de planifier. Par exemple, le nouvel optimiseur de photons de l’Eclipse™15 a une modélisation améliorée du chevauchement de la RAME et de la cible. Avec des objectifs de dose similaires dans le processus de planification, la distribution de dose et la DVH résultantes diffèrent légèrement entre Eclipse ™ 10 et Eclipse ™ 15. Par conséquent, l’optimisation individuelle des objectifs de dose peut améliorer la couverture cible et l’épargne de la rame en utilisant le système de planification de traitement Eclipse ™ 10. Les valeurs NTCP sont basées sur les résultats DVH, de sorte qu’un algorithme plus récent pourrait afficher un résultat différent. Il existe des études sur l’influence ou l’impact des algorithmes de calcul de dose sur les valeurs de NTCP, en particulier pour le cancer du poumon. En raison d’une progression constante des algorithmes pour augmenter la précision de la distribution des doses et minimiser les incertitudes, un travail supplémentaire pourrait étudier l’impact d’une mise à jour de l’Eclipse ™10 vers Eclipse™ 15 concernant le NTCP de la TRSB de la prostate.
Notre étude est limitée par sa nature rétrospective et le petit nombre de population étudiée, ce qui empêche de grandes conclusions et les paramètres de planification utilisés ne doivent pas être extrapolés pour tous les cas. Par exemple, les marges de la TVP pour la TRSB de la prostate doivent être définies en fonction de la technique de rayonnement utilisée, du stade carcinome et du volume de la prostate. Une autre limitation possible est le biais de sélection dû à une grande différence de volume prostatique et rectal chez les patients analysés (fichier supplémentaire 1: Tableau S1. Pour cette raison, les plans de traitement estimés ont montré de grandes variations dans les valeurs de couverture de la TVP et du combat à la RAME entre les patients. De plus, les contraintes de dose pour le rectum et la vessie recommandées par QUANTEC sont basées sur des ensembles de données RT conventionnelles 3D. Les techniques avancées d’IMRT et de CK fournissent une distribution de dose hautement conforme, offrant une économie de RAME supérieure à celle de la TRC 3D, de sorte que les contraintes de dose pour la RAME doivent être adoptées pour les techniques avancées d’IMRT et de CK utilisées pour la TRS de la prostate. En ce qui concerne l’analyse du NTCP, nous avons utilisé le modèle de Lyman des toxicités rectales et vésicales pour estimer les valeurs du NTCP. Cependant, Viswanathan et coll. aver qu’il n’existe pas de modèle quantitatif pratique, qui peut analyser de manière satisfaisante la toxicité tardive de la vessie après une radiothérapie par faisceau externe. Cela est dû à l’absence d’une réponse posologique claire et à la variabilité fonctionnelle de la vessie. Enfin, les plans de rayonnement peuvent être optimisés par une modification individuelle des objectifs de dose pour chaque cas de traitement. Cet argument peut diminuer la pertinence des résultats obtenus, malgré l’utilisation d’objectifs de dose similaires dans l’estimation des plans de rayonnement. Ainsi, les critères de sélection pour la comparaison dosimétrique entre différentes approches de rayonnement devraient être encore optimisés.
