Sources de rayonnement en radiothrapie Curiethrapie IAEA International

Sources de rayonnement en radiothérapie Curiethérapie IAEA International Atomic Energy Agency Jour 7 – Présentation 5

Objectif Se familiariser avec les sources scellées, les équipements et les éléments utilisés en curiethérapie. IAEA 2

Contenu • • • Sources radioactives Equipement projecteur de source (HDD, et BDD) Implants (permanents et temporaires) Curiethérapie intravasculaire (CIV) Autres techniques (p. e. applicateurs d´œil) Planification de traitement en curiethérapie IAEA 3

Introduction • La curiethérapie (également dénommée Thérapie Curie) est défini comme un traitement de courte distance d'une affection maligne à un rayonnement émanant de petites sources scellées (encapsulés). • Les sources sont placées directement dans le volume de traitement ou à proximité du volume de traitement. IAEA 4

Curiethérapie par rapport à la thérapie par faisceau externe q. Avantages de Curiethérapie • Amélioration de la livraison dose localisée à la cible • Baisse de forte dose en dehors de la cible q. Inconvénients de Curiethérapie • Uniquement Adapté aux tumeurs localisées • Uniquement Adapté aux petites lésions • Travail très intense IAEA 5

Curiethérapie • Une administration de traitement de radiothérapie très flexible • La position de la source détermine le succès du traitement. • En principe, c´est une radiothérapie ‘conformale’ • Fortement individualisée • Dépendante de l´expérience et la compétence de l´opérateur La radiothérapie conformale décrit la tentative de conformer le volume de traitement aussi étroitement que possible au volume cible, épargnant en conséquence le tissu normal voisin autant que possible. En général, les considérations normales de sûreté radiologique s´appliqueront également à la radiothérapie conformale. IAEA 6

Sources de curiethérapie Source T 1/2 γ (Me. V) HVL (mm Pb) Formes 8. 0 Graines 222 Rn 3. 83 d 0. 047 - 2. 45 (0. 83 avg) 60 Co 5. 26 y 1. 17, 1. 33 11. 0 Tubes, aiguilles, pastilles 137 Cs 30 y 0. 662 5. 5 Tubes, aiguilles, pastilles 192 Ir 74. 2 d 0. 136 - 1. 06 (0. 38 avg) 2. 7 d 0. 412 60. 2 d 0. 028 avg 0. 025 Graines 103 Pd 17 d 0. 021 avg 0. 008 Graines 226 Ra 1600 y 198 Au 125 I 90 Sr 28 y IAEA 0. 047 - 2. 45 (0. 83 avg) 2. 25 (beta) 2. 5 Fils, ruban, etc 2. 5 Graines 8. 0 Tubes, aiguilles Applicateur recourbé

Considérations pratiques Les sources de Curiethérapie sont couramment utilisés sous forme scellées, généralement en double encapsulation afin de: Fournir une protection adéquate contre les rayonnements alpha et bêta produite par la décroissance source Contiennent des matières radioactives Empêcher la fuite de matières radioactives Assure la rigidité de la source . IAEA 8

Source “idéale” pour la curiethérapie La source “idéale” en curiethérapie serait: - • Un émetteur gamma pur avec une énergie appropriée à la localisation à traiter; q ayant une activité spécifique élevée; et q qui soit approprié aux applications de haut débit de dose • Physiquement petite • Pour les implants temporaires, une longue période de vie; q pour permettre la réutilisation économique des sources • Pour les implants permanents, une période de vie moyenne IAEA

Types d'équipement Curiethérapie • Curiethérapie manuelle; • Dispositifs à chargement différé. IAEA 10

Curiethérapie manuelle En curiethérapie manuelle plusieurs types de traitements sont disponibles, incluant : - • Traitement interstitiel du cancer • Traitement intra-cavitaire du cancer • Implants d´œil avec des plaques • Traitements de surface IAEA 11

Traitements interstitiels Les sources suivantes sont habituellement employées: • • 137 Cs et 60 Co en tant que sources scellées en aiguilles et en tubes ou cellules 192 Ir comme grains ou fils emballés dans des rubans en nylon 198 Au, 125 I et 103 Pd en tant que sources scellées en grains. 90 Sr comme source scellée dans un applicateur plein pour le traitement de lésions superficielles de l´œil. IAEA 12

Plaques d´œil • Une plaque d’œil se compose d´une calotte en plastique incurvée et molle ayant une série de cannelures moulées sur la surface postérieure convexe et dans lesquelles sont insérés les grains radioactifs. • Puisque la plaque est placée dans l´orbite de l´œil au- dessus de l´emplacement de la tumeur et qu´elle est suturée à la sclère, ceci est considéré comme un traitement interstitiel, et non pas topique ou de surface. IAEA 13

Traitements de surface Les sources suivantes sont utilisées: • • 90 Sr comme source scellée dans un applicateur pour le traitement de lésions ophtalmiques superficielles. 137 Cs et 60 Co en tant que sources scellées en forme d´aiguilles et de capsules ou de cellules. IAEA 14

Histoire Applicateur extérieur de surface avec une répartition irrégulière du radium sur toute sa surface. (Murdoch, Bruxelles 1933) IAEA 15

Moules de surface Traitements de lésions superficielles avec des sources radioactives en contact étroit avec la peau Moules pour le dos et la main, comprenant l´écran conçu pour protéger le patient pendant le traitement IAEA 16

Moules de surface (suite) Traitements de lésions superficielles avec des sources radioactives en contact étroit avec la peau Moule pour le traitement du carcinome à cellules squameuses du front. Cathéters pour le placement de la source. IAEA 17

Moules de surface (suite) Avantages Livraison rapide de la dose dans les tissus dûe à la loi de l´inverse carré de la distance. On peut adapter l´activité à n´importe quelle surface. IAEA 18

Applicateurs de curiethérapie IAEA 19

Stockage des sources Le stockage des sources radioactives doit: - • assurer la protection contre les conditions environnementales • n´être utilisé que pour les matériaux radioactifs • fournir la protection suffisante • être résistant au feu • être sécurisé IAEA

Stockage des sources (suite) Coffre-fort pour des sources de 137 Cs Tiroirs numérotés et facilement identifiables avec un codage de couleurs pour les sources IAEA

Comptabilité des sources • • Les sources doivent: être stockées de façon sûre afin d´empêcher l´accès non autorisé; être inspectées régulièrement pour en vérifier l´inventaire conformément aux prescriptions de l´Organisme de réglementation. Les registres d´inventaire des sources doivent identifier: • les radioéléments et les activités des sources; • la localisation et la description des sources • les détails de la disposition des sources (y compris les implants permanents) IAEA 22

Equipement- projecteur de sources (HDD et BDD) HDD – haut débit de dose; BDD – bas débit de dose • Les techniques de projection de sources utilisent des applicateurs ou tubes guides, non radioactifs, placés à l´intérieur du patient, et dans lesquels les sources radioactives sont ensuite chargées. • Selon le fabricant et le modèle, les projecteurs de sources utilisent habituellement des sources de 192 Ir, 60 Co ou 137 Cs. IAEA 23

Projecteurs HDD et BDD • Les unités de HDD ont habituellement une seule source avec des activités comprises entre ~ 180 GBq et ~740 GBq. • Les unités de BDD peuvent avoir une seule ou plusieurs sources avec des activités comprises entre ~370 MBq et ~550 MBq. • En raison d´activités impliquées plus élevées, les prescriptions de protection pour les unités de HDD sont plus importantes que pour celles de BDD. • Les projecteurs HDD déplacent habituellement la source unique par une série de positions (dwell positions) alors qu´un dispositif de BDD ne déplace pas les sources. • L´HDD utilise un temps d´irradiation plus court à des débits de dose plus élevés que dans le BDD. IAEA 24

Curiethérapie à HDD • Les traitements sont habituellement fractionnés (p. e. 6 fractions de 6 Gy chacune) • Le patient peut avoir un nouveau implant à chaque fois ou rester à l´hôpital pour des traitements deux fois par jour • Le temps entre les fractions ou les séances doit être > 6 heures pour permettre au tissu normal de récupérer. IAEA 25

Curiethérapie à HDD (suite) Les cathéters sont classés pour éviter d´être mélangés Varian IAEA Les cathéters de transfert sont verrouillés pendant le traitement – le feu vert indique quels sont les cathéters utilisés 26

Curiethérapie à HDD (suite) Unité d´HDR portable IAEA 27

Les niveaux de rayonnements au voisinage du patient, en curiethérapie HDD et BDD Insertion du col utérin à BDD (137 Cs) • 10 granules, chacune de 550 MBq = 5. 5 GBq au total • ~ 0. 2 m. Sv/h à 1 m • ~ 5 jours pour 1 m. Sv HDD (192 Ir) • Source de 370 GBq • ~ 47 m. Sv/h à 1 m • ~1. 3 minutes pour 1 m. Sv La porte de la salle de traitement doit être verrouillée IAEA

Curiethérapie intravasculaire • Cette technologie emploie des cathéters, des granules et des stents radioactifs pour traiter des problèmes vasculaires coronaires et périphériques. • La source radioactive peut être placée par implantation d´ions, plaquée ou encapsulée dans un dispositif scellé attaché au fil guide utilisé dans la procédure d’angioplastie. • Le dispositif radioactif peut être implanté de façon permanente ou enlevé à l´aide du fil guide de la paroi du vaisseau affecté, après le traitement. 29 IAEA

Curiethérapie intravasculaire (suite) But du traitement • Après l´ouverture par angioplastie d´un vaisseau sanguin bloqué, il y a une probabilité élevée (60%+) que le vaisseau se bloque à nouveau, c-à-d qu’une resténose se produise. • Le rayonnement est un agent qui empêche la croissance des cellules et qui s´est avéré efficace pour empêcher la resténose • Sources gamma – 192 Ir; sources bêta - 32 P, 90 Sr/Y, 188 Re IAEA

Curiethérapie intravasculaire (suite) Administration hydraulique Sources Bêta • ont un parcours limité dans le tissu; • ont peu de problèmes de sûreté • sont de petite taille Train de sources (90 Sr) Cathéter IAEA Système Bêta-Cath™ (Novoste)

Curiethérapie intravasculaire (suite) Pendant le traitement Pre-PTCA IAEA 6 mois plus tard Post-PTCA

Calcul d´un plan de traitement par curiethérapie à HDD • La procédure d´optimisation nécessite une vérification détaillée • Comment les temps de la source en chaque position sont-ils transférés à l´unité de traitement ? • Où la correction de l´activité de la source est-elle appliquée? • Comment le temps de transfert est-il pris en compte? IAEA 33

Algorithme de calcul de la dose Mise en service et exécution du logiciel Habituellement, il n´y a pas de contrôle de la part de l´utilisateur de ces produits. Cependant il est essentiel que l´utilisateur: • soit informé sur l´algorithme physique; • soit formé pour l´exécution et les raccourcies possibles du logiciel; • vérifie l´algorithme pour la plupart des scénarios possibles de traitement. IAEA

Contrôle des sources de curiethérapie (suite) Ce qui suit devrait être fait à la réception des sources et être documenté • Forme physique/chimique • Encapsulation de la source, contrôle d´étanchéité • Distribution et uniformité du radioélément q Autoradiographie q Uniformité de l´activité parmi les grains q Inspection visuelle des grains dans les rubans IAEA 35

Contrôle des sources de curiethérapie (suite) Etalonnage • Dans le meilleur des cas, l´étalonnage de toutes les sources devrait être vérifié lors de la réception. • Cependant, pour un grand nombre de sources de période courte un contrôle témoin (~10%) peut être satisfaisant. • Les résultas doivent être documentés • Tolérances suggérées pour l´étalonnage q moyenne du lot (3%) q déviation de la moyenne (5%) • Révision de la documentation du fabricant en ce qui concerne les tolérances 36 IAEA

Equipement pour l´étalonnage de sources • Les appareils utilisés pour l´étalonnage de sources sont conçus pour un radioélément et un type de source spécifique. Ils doivent alors être étalonnés par une organisation reconnue par l´Organisme de Réglementation, enregistrant: - • Précision • Facteurs d´échelle et linéarité • Efficacité de collection d´ions • Dépendance de la géométrie et de la longueur • Dépendance de l´énergie • Dépendance de la paroi de la source IAEA

Equipement pour l´étalonnage de sources (suite) Assurance de la qualité • Employez une source encapsulée de longue période avec : • intégrité mécanique fiable • constante de décroissance radioactive bien connue • certificat d´étalonnage du fabricant Considérer une vérification croisée avec un autre équipement IAEA

Références • Johns H E and Cunningham J R 1983 The Physics of Radiology, 4 th edition (Springfield: C Thomas) • Khan F M 1994 The Physics of Radiation Therapy, 2 nd edition (Williams & Wilkins, Baltimore) • Williams J R and Thwaites D I 1993 Radiotherapy Physics in Practice (Oxford: Oxford University Press) • International Commission on Radiation Units and Measurements. Determination of dose equivalent resulting from external sources, ICRU report 39. Bethesda: ICRU; 1985. • International Commission on Radiation. Prescribing, recording, and reporting interstitial brachytherapy. Units and Measurements ICRU 55, Bethesda 1993. IAEA 39