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Objectifs L’analyse de texture peut etre definie comme une analyse mathematique de la repartition spatial et de l’agencement des pixels en fonction de leur niveau de gris dans une matrice predefinie. L’objectif de cette etude etait d’evaluer la performance de l’analyse de texture pour la prediction du stade et du grade histologique des carcinomes urotheliaux du haut appareil. Methodes Il s’agit d’une etude retrospective qui a analyse les donnees scannographies et histologiques de patients operes pour un carcinome urothelial du haut appareil par nephro-ureterectomie totale entre janvier 2015 et avril 2018. Les patients etaient divises en 2 groupes en fonction de du grade (bas vs. haut grade) et du stade histologique (T1 vs. ≥ T2). Apres une delimitation manuelle de la tumeur, nous avons extrait 15 parametres de textures correspondantes aux parametres statistique du premier ordre et aux parametres d’Harralick. Resultats Cinquante et un patients ont ete analyses. L’analyse radiomique montrait une association significative entre les parametres de textures et les caracteristiques histologiques. Les parametres de textures associes a une tumeur de haut grade etaient : angulation (p = 0,02), la difference d’entropie (p = 0,02) et l’entropie (p = 0,02). Enfin, concernant le stade histologique nous avons identifie la variance (p = 0,0009), et la correlation (p = 0,03) comme facteurs predictifs independants d’une tumeur ≥ T2. Conclusion Les donnees de cette etude preliminaire suggerent que l’analyse radiomique semble etre un outil d’imagerie quantitative interessent pour la discrimination preoperatoire du stade et du grade tumoral des carcinomes urotheliaux du haut appareil.

Introduction et but de l’etude Une seule planification en cas de radiotherapie conformationnelle avec modulation d’intensite (RCMI) pour une tumeur de la sphere ORL localement evoluee peut conduire a un « sous-dosage » tumoral du fait des variations anatomiques en cours d’irradiation. L’objectif de l’etude etait d’identifier tres precocement les patients ayant ce risque, pour leur proposer une strategie de radiotherapie adaptative. Materiel et methodes Trente-quatre patients ont ete pris en charge par RCMI et chimiotherapie concomitante (70 Gy). Chaque patient a eu une scanographie de planification et cinq scanographies hebdomadaires. La dose hebdomadaire a ete calculee, soit sans replanification en replacant la balistique initiale sur chaque scanographie hebdomadaire, soit avec replanification hebdomadaire. La moyenne des dose dans 98 % du volume (D98) pour le volume cible anatomoclinique (clinical target volume, CTV) (D98-CTV) a ete calculee pour chacune des deux situations. La correlation entre la difference de dose dans le volume cible anatomoclinique sans replanification et differents parametres anatomiques et dosimetriques a ete evaluee par le coefficient de Pearson. Une regression lineaire a ensuite ete realisee pour generer un modele de prediction du risque de « sous-dosage » en l’absence de replanification, avec validation croisee par leave-one-out (LOV). Resultats et analyse statistique En l’absence de replanification, il y avait chez 76 % des patients un « sous-dosage » du volume cible anatomoclinique d’une valeur mediane de 1,6 Gy. Deux parametres independants etaient correles avec la difference de dose dans le volume cible anatomoclinique : le volume cible anatomoclinique lors de la planification (CTV_CT0) et la difference entre la D98 delivree lors de la premiere semaine et lors de la planification (ΔD98). Le modele de prediction du risque de « sous-dosage « du CTV etait : D98-CTV difference=(0,68×ΔD98)+(−0,004×CTV_CT0) Le coefficient ajuste de determination de ce modele etait de 0,78 (p Conclusion La combinaison de deux parametres simples (le volume cible anatomoclinique a la planification et la difference de dose dans le volume cible anatomoclinique a la premiere semaine d’irradiation) pourrait permettre d’identifier les patients candidats a une approche de radiotherapie adaptative pour assurer une couverture optimale du volume cible anatomoclinique.

Introduction et but de l’etude La majorite de ces recidives apres radiotherapie des tumeurs ORL se situe dans le site tumoral initial. Cependant, la sous-region precise a l’origine de la recidive reste a identifier pour un eventuel complement d’irradiation. L’objectif de cette etude etait de predire sur la tomographie par emission de positrons (TEP) pretherapeutique les voxels de la sous-region tumorale a l’origine de la recidive. Materiel et methodes Les dossiers de 26 patients pris en charge par chimioradiotherapie pour un cancer de la sphere ORL localement evolue et ayant ete atteints d’une recidive tumorale ont ete analyses. Apres delineation de la recidive sur la TEP post-therapeutique, un recalage rigide a ete realise avec la TEP pretherapeutique. L’union entre le volume de recidive et la tumeur initiale a ete definie sur la TEP pretherapeutique comme etant le volume a l’origine de la recidive. Une analyse radiomique a ete realisee sur la TEP pretherapeutique pour generer, par random forest avec validation croisee par leave one out, un modele de prediction de la recidive a l’echelle du voxel. Resultats et analyse statistique Apres un recalage personnalise, le resultat a ete juge satisfaisant pour 16 patients dont les dossiers ont ete finalement analyses. Le volume de recidive couvrait en moyenne 23 % du volume tumoral macroscopique. Les parametres de la TEP classiques (standard uptake value [SUV], volume tumoral metabolique, glycolyse lesionnelle totale) ne permettaient pas d’identifier le volume initial a l’origine de la recidive. L’association de 15 parametres de textures de la TEP et de la scanographie a permis d’identifier la sous-region a l’origine de la recidive avec une AUC (aire sous la courbe) mediane de 0,71 (0,14–0,91). Conclusion Une analyse des caracteristiques de la TEP prenant en compte l’information spatiale de relation entre les differents voxels de la tumeur initiale permet de predire la localisation de la recidive. Une validation plus large de cette approche pourrait conduire a une escalade de dose tres ciblee dans la sous-region tumorale a haut risque de recidive.

Introduction et but de l’etude Des modeles in silico peuvent etre generes pour predire la croissance tumorale et la reponse a la radiotherapie. Ils permettent de creer des tumeurs virtuelles sur lesquels differents schemas d’irradiation peuvent etre simules avant leur application en clinique. L’objectif de ce travail etait de developper un tel modele de croissance tumorale et de reponse a la radiotherapie, applique au cancer de la prostate. Materiel et methodes Des coupes histologiques extraites de sept pieces de prostatectomie ont permis l’initialisation de 21 tissus numeriques. Les regions tumorales ont ete delinees sur les coupes hemalun-eosine-safran (HES) et les cellules endotheliales ont ete identifiees par marquage de CD31. Un modele multiechelles dans lequel chaque cellule correspond a un voxel de tissu numerique a ete developpe. Les mecanismes biologiques suivants ont ete implementes dans le modele : l’oxygenation tissulaire (dependante du temps et de l’espace), la proliferation des cellules tumorales (distribution dans les phases du cycle cellulaire), l’angiogenese (basee sur la diffusion du vascular endothelial growth factor [VEGF]), la reponse a l’irradiation (dependante du type cellulaire, de la phase du cycle et de l’oxygenation), basee sur le modele lineaire-quadratique et considerant la mort mitotique et la resorption des cellules mortes. Differents fractionnements ont ete testes (standard et hypofractionnes moderes), a raison de cinq seances par semaine, pendant plusieurs semaines. Des courbes tumour control probability (TCP) ont ete obtenues afin d’evaluer la reponse des 21 tissus, a partir de 10 500 simulations. Resultats et analyse statistique La dose totale necessaire pour avoir une probabilite de 50 % de mort cellulaire (TCP50) etait de 69, 58, 54, 52 ou 50 Gy pour un fractionnement de 1, 2, 3, 4 ou 5 Gy par seance, respectivement. Les resultats ont ete compares aux donnees des essais therapeutiques pour ajuster les parametres du modele. Conclusion Notre modele de croissance tumorale et de reponse a la radiotherapie permet de simuler differents schemas d’irradiation. Ce modele est en cours de validation par des experimentations radiobiologiques.

Introduction et but de l’etude L’objectif de cette etude etait de developper et d’evaluer une signature radiomique en utilisant l’imagerie tomographique par emission de positons (TEP/TDM) chez des patients atteints d’un cancer du poumon non a petites cellules traites par irradiation stereotaxique. Materiel et methodes Il s’agit d’une etude retrospective multicentrique portant sur 87 patients atteints d’un atteints d’un cancer du poumon non a petites cellules de stade T1-T2 traite dans quatre centres du Grand Ouest. Les patients des trois premiers centres (n = 27, 29 et 8) constituaient le groupe d’apprentissage, et ceux du quatrieme (n = 23) le groupe de validation. Le critere d’evaluation principal etait le controle local. En tout, 184 parametres radiomiques ont ete extraits (92 de chaque modalite) et sept parametres cliniques, histologiques et therapeutiques ont ete consideres. En raison des differents scanographes et protocoles d’acquisition des institutions, nous avons utilise la methode ComBat pour harmoniser les parametres de texture. Resultats et analyse statistique En analyse unifactorielle, deux parametres issus de la TEP et deux de la scanographie etaient significativement predictifs du controle local, a l’inverse des variables cliniques. Le meilleur modele predictif du groupe d’apprentissage etait obtenu en associant deux parametres TEP (IC2 et strength), avec une sensibilite de 100 % et une specificite de 88 %, et un hazard ratio indefini (p Conclusion Notre etude a permis d’identifier deux parametres de textures derives de la TEP/scanographie comme facteurs predictifs independants associes a la recidive locale chez les patients atteints d’un cancer du poumon non a petites cellules traites par irradiation stereotaxique. Ce modele merite d’etre confirme sur une cohorte plus consequente et pourrait etre utilise en clinique pour guider une eventuelle escalade de dose.

Introduction et but de l’etude Pour la prediction de la toxicite, les organes a risque sont consideres classiquement en totalite. L’objectif etait d’identifier d’eventuelles sous-regions dans le rectum et la vessie particulierement a risque de toxicite en cas d’irradiation prostatique. Materiel et methodes Une serie prospective multicentrique de 272 patients recevant une radiotherapie conformationnelle avec modulation d’intensite guidee par l’image a ete analysee. Les matrices de dose de chaque patient ont ete recalees non-rigidement dans un espace anatomique commun. Un test de Wilcoxon a compare dans chaque voxel la dose des patients avec toxicite avec la dose des patients sans toxicite. Une sous-region a risque de toxicite a pu etre ainsi identifiee dans l’espace anatomique commun (voxel-wise analysis). Cette region a ensuite ete retropropagee dans l’espace anatomique de chaque patient et les histogrammes dose-volume calcules. Un modele de Cox a evalue la valeur predictive de l’histogramme dose-volume de la sous-region, comparee a la valeur predictive de l’histogramme dose-volume de la totalite de l’organe a risque (rectum, vessie). Resultats et analyse statistique En ce qui concerne le risque de rectorragie (grades 1 ou plus et 2 ou plus), la dose delivree dans la partie antero-inferieure de la region anorectale etait predictive de toxicite (aire sous la courbe [AUC] = 0,71), alors que la dose recue par la totalite du rectum n’etait pas predictive. Pour la toxicite urinaire aigue, les risques de retention et d’incontinence etaient en rapport avec l’irradiation du trigone (AUC = 0,62) et de l’uretre (AUC = 0,73). Pour la toxicite tardive, les risques de dysurie, retention et hematurie etaient en rapport avec l’irradiation des sous-regions vesicales plutot respectivement aux niveaux inferieur (AUC = 0,81), posterieur (AUC = 0,74) et superieur (AUC = 0,67). Les doses delivrees dans la vessie en totalite etaient non ou peu predictives (AUC ≤ 0,67). Conclusion L’analyse dosimetrique par voxel a permis l’identification de sous-region rectale et vesicale a haut risque de toxicite. L’epargne specifique de ces sous-regions lors de la planification pourrait aussi diminuer la toxicite. L’approche pourrait etre generalisee a d’autres organes a risque.

Radiotherapy (RT), alone or combined with surgery and/or chemotherapy is given to almost all head and neck cancer (HNC). The goal of RT is to increase as much as possible the dose in the tumor to cure the patient, while limiting the dose in the organs at risk, mainly the parotids gland to limit the xerostomia. HNC RT appears particularly challenging due to the complexity of the shape of the anatomical structures, which also changes during the 7 weeks of treatment. Advances in imaging-modalities, -processing and -integration at the different RT steps have been crucial to develop a new image and dose-guided adaptive RT (ART) strategy. Moreover, the integration of functional imaging such as FDG-PET (performed before and during the treatment) leads to an even more highly targeted and dose-escalated ART. This article is an overview of the place and role of imaging at the different steps of HNCART, from a medical point of view.

Cervical cancer is one of the most common cancers to affect women worldwide. Despite the efficiency of radiotherapy treatment, some patients present post-treatment tumor recurrence, which increases the risk of death. Several studies suggest that tumor characteristics visible with PET imaging before and during the treatment could be used to predict post-treatment recurrence. We evaluate the contribution of pre- and per-treatment 18 F-FDG PET images by exploring the predictive value of features extracted through several segmentation methods. Forty-one patients with locally advanced cervix cancer treated by chemoradiotherapy were considered. For each patient, two coregistered PET/CT scan were acquired before and during the treatment. A non-rigid registration was used to match the two PET acquisitions and evaluate the tumor metabolism inside the same area. Maximum and peak standardized uptake value (SUVmax and SUVpeak), the metabolic tumor volume (MTV) and the total lesion glycolysis (TLG) were evaluated. The predictive value of the extracted features was assessed through the Harrel's C-index. Results suggest that accurate segmentation can compute early meaningful features that are related with tumor recurrence. TLG seems to be strongly informative in prediction of tumor recurrence in cervical cancer.

The planning CT allows the delineation of the prostate (clinical target volume, CTV) but with an imprecision at the apex and the inability to visualize the intraprostatic cancer. MRI enables accurate visualization of the prostate outlines and in some extent the intraprostatic tumour (gross tumour volume [GTV]). The integration of MRI data within the CT remains still complex. Analysis of prostatectomy specimen has guided the definition of a CTV beyond the capsule, depending on pretreatment factors. In practice, the CTV can be defined as follows: prostate-only, for good prognosis tumours; prostate (+0 to 5mm margins, excluding the rectum) and seminal vesicles (possibly limited to 2 cm of their proximal region) for intermediate-risk tumours; prostate (+5mm margins) and seminal vesicles for high-risk tumours. The planning target volume (PTV) should be between 5mm and 10mm depending on the space directions, in the absence of image-guidance (IGRT). It could be reduced to 5mm in case of IGRT. In the adjuvant setting after prostatectomy, the definition of the CTV should follow the recommendations from cooperative groups. It takes into account both the analysis of pattern of local recurrence after prostatectomy, but also the specific histological analysis of the surgical specimen of the patient. The corresponding PTV margin is 6 to 8mm.

MRI-based radiotherapy planning is a topical subject due to the introduction of a new generation of treatment machines combining a linear accelerator and a MRI. One of the issues for introducing MRI in this task is the lack of information to provide tissue density information required for dose calculation. To cope with this issue, two strategies may be distinguished from the literature. Either a synthetic CT scan is generated from the MRI to plan the dose, or a dose is generated from the MRI based on physical underpinnings. Within the first group, three approaches appear: bulk density mapping assign a homogeneous density to different volumes of interest manually defined on a patient MRI; machine learning-based approaches model local relationship between CT and MRI image intensities from multiple data, then applying the model to a new MRI; atlas-based approaches use a co-registered training data set (CT-MRI) which are registered to a new MRI to create a pseudo CT from spatial correspondences in a final fusion step. Within the second group, physics-based approaches aim at computing the dose directly from the hydrogen contained within the tissues, quantified by MRI. Excepting the physics approach, all these methods generate a synthetic CT called "pseudo CT", on which radiotherapy planning will be finally realized. This literature review shows that atlas- and machine learning-based approaches appear more accurate dosimetrically. Bulk density approaches are not appropriate for bone localization. The fastest methods are machine learning and the slowest are atlas-based approaches. The less automatized are bulk density assignation methods. The physical approaches appear very promising methods. Finally, the validation of these methods is crucial for a clinical practice, in particular in the perspective of adaptive radiotherapy delivered by a linear accelerator combined with an MRI scanner.

International audience; 18 F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG) positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) allows to quantify the metabolic activity of a tumor (glycolysis) and has become a reference tool in oncology for the staging, restaging, radiotherapy planning and monitoring response in many cancers. Quantitative analyses have been introduced in order to overcome some of the limits of the visual methods, allowing an easier and more objective comparison of the inter- and intra-patients variations. The aims of this review were to report available evidences on the clinical value of quantitative PET/CT parameters in HNC. Forty-five studies, for a total of 2928 patients, were analyzed. Most of the data available dealt with the intensity of the metabolism, calculated from the Standard Uptake Value (SUV). Metabolic Tumor Volume (MTV) was well correlated with overall survival and disease free survival, with a higher predictive value than the maximum SUV. Spatial distribution of metabolism and textural analyses seems promising.

Prostate brachytherapy techniques are described, concerning both Iodine 125 high dose rate brachytherapy. The following parts are presented: brachytherapy indications, technical description, immediate postoperative management and post-treatment evaluation, and 4 to 6 weeks as well as long-term follow-up.

The IGRT is described in its various equipment and implementation. IGRT can be based either on ionizing radiation generating 2D imaging (MV or kV) or 3D imaging (CBCT or MV-CT) or on non-ionizing radiation (ultrasound, optical imaging, MRI or radiofrequency). Adaptive radiation therapy is then presented in its principles of implementation. The function of the technicians for IGRT is then presented and the possible dose delivered by the on-board imaging is discussed. The quality control of IGRT devices is finally described.

The prostate external beam radiotherapy techniques are described, when irradiating the prostate or after prostatectomy, with and without pelvic lymph nodes. The following parts are presented: indications of radiotherapy, total dose and fractionation, planning CT image acquisition, volume of interest delineation (target volumes and organs at risk) and margins, Intensity modulated radiotherapy planning and corresponding dose-volume constraints, and finally Image guided radiotherapy.

The knowledge of inter- and intrafraction motion and deformations of the intrapelvic target volumes (prostate, seminal vesicles, prostatectomy bed and lymph nodes) as well as the main organs at risk (bladder and rectum) allow to define rational clinical to planning target volume margins, depending on the different radiotherapy techniques and their uncertainties. In case of image-guided radiotherapy, prostate margins and seminal vesicles margins can be between 5 and 10mm. The margins around the prostatectomy bed vary from 10 to 15mm and those around the lymph node clinical target volume between 7 and 10mm. Stereotactic body radiotherapy allows lower margins, which are 3 to 5mm around the prostate. Image-guided and stereotactic body radiotherapy with adequate margins allow finally moderate or extreme hypofractionation.

International audience; The aims of this multicentre retrospective study were to identify prognostic or therapeutic factors impacting on overall survival in patients with gliosarcoma. The analysis included all patients treated for gliosarcoma between 1998 and 2014 in seven French academic centres. Seventy-five patients with a median age of 60 years (range from 23 to 79 years) were treated with a combination of surgery (n = 66), radiotherapy (adjuvant for 64 patients and exclusive for 8 patients) and temozolomide based chemotherapy (n = 58). Median follow-up was 12 months (range from 2 to 71 months). Two-year overall survival (OS) and disease free survival rates were 12 % (95 % CI 4-20 %) and 2 % (95 % CI 0-6 %), respectively. The median OS was 13 months. Treatment at recurrence consisted of chemotherapy (n = 38) (bevazicumab for 18 patients, repeat temozolomide for 10 patients), salvage surgery (n = 8) and radiochemotherapy (n = 1). In univariate analysis, younger age, higher total dose of radiotherapy, longer time to recurrence and treatment at recurrence significantly increased OS. In multivariate analysis, high total dose of radiotherapy (HR = 0.97, p = 0.007) and treatment at recurrence (HR = 0.28, p \textless 0.001) were favourable prognostic factors of OS. Radiotherapy at a minimum dose of 54 Gy and salvage treatment increased OS of gliosarcoma. Unlike glioblastoma, in our analysis, TMZ based chemotherapy was not associated with an improvement in OS compared to patients who received radiation therapy only.

Resume La suppression androgenique augmente clairement la survenue de facteurs de risque cardiovasculaire : augmentation de la masse grasse, diminution de la masse maigre, dyslipidemie et diabete de type II. De ce fait, plusieurs etudes (mais pas la totalite), ont rapporte une augmentation des pathologies coronariennes mais aussi de la mort subite et des arythmies ventriculaires letales en rapport avec une suppression androgenique, meme de courte duree. Ce risque est particulierement important chez les patients ayant deja des facteurs de risques cardiovasculaires ou des antecedents de pathologie cardiaque. Cet exces de risque cardiovasculaire est a mettre en balance par rapport au benefice de l’hormonotherapie en particulier sur la survie globale quand celle- ci est proposee en situation adjuvante a la radiotherapie, pour les tumeurs localement avancees de la prostate. En pratique, il est recommande que les patients soient adresses a leur medecin traitant pour une evaluation avant le debut du traitement, puis 3 a 6 mois apres le debut du traitement, puis une fois par an. L’evaluation initiale doit comprendre : un examen clinique (avec mesure de la tension arterielle et de l’indice corporel) et un examen biologique avec un bilan lipidique complet (Cholesterol total, HDL et LDL cholesterol, triglycerides) et glycemique. Il est egalement recommande que les patients avec une pathologie cardiovasculaire beneficient de conseils hygieno- dietetiques et de faibles doses d’aspirine (80 mg/j).

Resume Objectifs L’objectif principal de l’etude economique etait de mesurer de facon prospective et randomisee les surcouts d’une frequence quotidienne par comparaison a une frequence hebdomadaire des controles de positionnement du patient dans le cadre d’une radiotherapie guidee par l’image ( image-guided radiotherapy [IGRT]) de cancers de la prostate, en prenant en compte les differentes modalites d’imagerie tridimensionnelle : tomographie conique ( cone beam computed tomography [CBCT]) et implants de grains d’or (reperes fiduciels). Un objectif secondaire etait d’evaluer les surcouts des modalites d’une imagerie tridimensionnelle par comparaison a une modalite « bidimensionnelle » par « imagerie portale » pour le controle de positionnement. Patients et methodes Une etude medicoeconomique multicentrique prospective et randomisee a ete realisee afin de comparer differentes frequences de controle de positionnement lors d’une radiotherapie guidee par l’image prostatique. Un groupe temoin prospectif avec imagerie de controle de positionnement par imagerie portale a ete constitue pour comparer les modalites trdimensionnelles (radiotherapie guidee par l’image) et bidimensionnelles de l’imagerie. L’evaluation economique a porte sur les couts directs de la radiotherapie en adoptant le point de vue de l’hopital, avec une technique de microcosting portant sur parametres pouvant induire des differences de couts des strategies evaluees. Resultats L’analyse economique a porte sur 241 patients inclus entre 2007 et 2011 dans sept centres, dont 183 dans l’etude randomisee (128 avec la tomographie conique et 55 avec les reperes fiduciels) et 58 dans le groupe temoin. Le surcout moyen par patient du controle quotidien par rapport au controle hebdomadaire etait de : 847 € (tomographie conique) ou 179 € (reperes fiduciels). Par comparaison a l’imagerie portale, le surcout moyen par patient etait respectivement de 1392 € (tomographie conique) et 997 € (reperes fiduciels) et de 545 € (tomographie conique) et 818 € (reperes fiduciels) pour des strategies de controle respectivement quotidienne et hebdomadaire. Conclusion Une strategie de controle quotidien du positionnement et la mise en œuvre de controles tridimensionnels pour la radiotherapie guidee par l’image de cancers de la prostate, induisent un surcout significatif par rapport a des controles hebdomadaires et une imagerie portale. L’evaluation medicale a plus long terme permettra d’evaluer le ratio cout/efficacite de ces modalites innovantes.

Image-guided radiotherapy (IGRT) aims to take into account anatomical variations occurring during irradiation by visualization of anatomical structures. It may consist of a rigid registration of the tumour by moving the patient, in case of prostatic irradiation for example. IGRT associated with intensity-modulated radiotherapy (IMRT) is strongly recommended when high-dose is delivered in the prostate, where it seems to reduce rectal and bladder toxicity. In case of significant anatomical deformations, as in head and neck tumours (tumour shrinking and decrease in volume of the salivary glands), replanning appears to be necessary, corresponding to the adaptive radiotherapy. This should ideally be "monitored" and possibly triggered based on a calculation of cumulative dose, session after session, compared to the initial planning dose, corresponding to the concept of dose-guided adaptive radiotherapy. The creation of "planning libraries" based on predictable organ positions (as in cervical cancer) is another way of adaptive radiotherapy. All of these strategies still appear very complex and expensive and therefore require stringent validation before being routinely applied.

Resume Objectifs de l’etude La distribution de dose dans une tumeur pulmonaire, calculee lors d’une planification tridimensionnelle est par nature imprecise en raison des mouvements lies a la respiration. La possibilite de realiser une scanographie integrant ces mouvements (quadrimensionnelle) permet de connaitre, d’une part, l’amplitude et la direction du deplacement de la tumeur (volume cible interne [ITV]), d’autre part, la position moyenne geometrique du barycentre de la tumeur et la position moyenne du cycle respiratoire ou mid-ventilation position (MVP). Patient et methodes A partir du concept de volume cible interne et de position moyenne cycle respiratoire, nous avons, pour un patient traite dans notre etablissement pour une tumeur pulmonaire, calcule une distribution de dose en trois dimensions et une distribution de dose en quatre dimensions obtenue a partir d’une scanographie quadridimensionnelle sur laquelle nous avons applique un recalage elastique pour obtenir la dose cumulee. Resultats Notre etude montre que la dose cumulee (quadridimensionnelle) selon la position moyenne cycle respiratoire et le volume cible interne permet d’obtenir une distribution de dose identique dans le volume tumoral macroscopique, avec toutefois une meilleure epargne du poumon sain pour le modele « position moyenne du cycle respiratoire » comparativement au modele « volume cible interne ». Cette amelioration de l’indice therapeutique permet, a partir d’une projection sur la dose maximale theorique dans le volume cible previsionnel (respect strict des contraintes de dose aux poumons et a la moelle), un gain d’environ 11 % sur la dose totale (dose maximale de 86 Gy pour le volume cible interne et 96 Gy pour la position moyenne du cycle respiratoire). Conclusion Notre etude, reposant certes sur l’etude d’un cas de patient, confirme l’interet de la planification dosimetrique des tumeurs pulmonaires a partir de la position moyenne du cycle respiratoire.

MRI-based radiotherapy planning is a topical subject due to the introduction of a new generation of treatment machines combining a linear accelerator and a MRI. One of the issues for introducing MRI in this task is the lack of information to provide tissue density information required for dose calculation. To cope with this issue, two strategies may be distinguished from the literature. Either a synthetic CT scan is generated from the MRI to plan the dose, or a dose is generated from the MRI based on physical underpinnings. Within the first group, three approaches appear: bulk density mapping assign a homogeneous density to different volumes of interest manually defined on a patient MRI; machine learning-based approaches model local relationship between CT and MRI image intensities from multiple data, then applying the model to a new MRI; atlas-based approaches use a co-registered training data set (CT-MRI) which are registered to a new MRI to create a pseudo CT from spatial correspondences in a final fusion step. Within the second group, physics-based approaches aim at computing the dose directly from the hydrogen contained within the tissues, quantified by MRI. Excepting the physics approach, all these methods generate a synthetic CT called "pseudo CT", on which radiotherapy planning will be finally realized. This literature review shows that atlas- and machine learning-based approaches appear more accurate dosimetrically. Bulk density approaches are not appropriate for bone localization. The fastest methods are machine learning and the slowest are atlas-based approaches. The less automatized are bulk density assignation methods. The physical approaches appear very promising methods. Finally, the validation of these methods is crucial for a clinical practice, in particular in the perspective of adaptive radiotherapy delivered by a linear accelerator combined with an MRI scanner.

Objectif de l’etude Dans le cadre d’une radiotherapie conformationnelle avec modulation d’intensite (RCMI) pour des cancers oropharynges localement evolues, les objectifs de notre etude etaient d’evaluer la difference entre la dose planifiee et la dose delivree au volume cible anatomoclinique, puis d’estimer le benefice dosimetrique d’une radiotherapie adaptative en termes de couverture du volume cible anatomoclinique. Materiel et methode Vingt-quatre patients ont ete pris en charge par RCMI (70 Gy) et une chimiotherapie concomitante. Chaque patient a eu un scanographie de planification et cinq hebdomadaires. Deux situations ont ete simulees : (1) evaluation de la dose delivree sans replanification en replacant la balistique initiale sur chaque scanographie hebdomadaire (2) evaluation de la dose avec replanification hebdomadaire. La moyenne des valeurs de la dose recue par 98 % du volume cible anatomoclinique (D98-CTV) a ete calculee pour chacune des deux situations et comparee par un test de comparaison des medianes (test de Wilcoxon) a la D98-CTV de la planification initiale. Resultats En l’absence de replanification, une diminution mediane de 0,9 Gy de la D98-CTV a ete observee (valeur mediane de 68,9 Gy contre 68 Gy, p = 0,002). Une diminution de plus de 1 Gy (allant jusqu’a 5 Gy pour le patient no 11) a ete observee pour dix patients. La replanification permettait de corriger ce « sous-dosage » du volume cible anatomoclinique, avec une D98-CTV identique a celle de la planification (68,9 Gy, p = 0,4). La difference entre la D98-CTV replanifiee et la D98-CTV initiale etait comprise entre −0,8 Gy et +0,8 Gy pour tous les patients sauf un (persistance d’un « sous-dosage » de 4 Gy pour le patient no 11). Conclusion Une diminution de plus de 1 Gy de la dose delivree au volume cible anatomoclinique a ete observee pour environ 40 % des patients lors d’une RCMI pour des cancers ORL localement evolues. Une radiotherapie adaptative permet de corriger ce « sous-dosage » dans la quasi-totalite des cas avec le potentiel d’ameliorer le taux de controle local de ces patients.

Objectif de l’etude L’objectif de cette etude etait de determiner la valeur predictive de parametres quantitatifs issus de l’IRM pretherapeutique de carcinome hepatocellulaire chez des patients ayant recu une radiotherapie stereotaxique. Materiel et methode Quarante-trois patients atteints de carcinome hepatocellulaire ont eu une IRM hepatique pretherapeutique comprenant les sequences T1 apres injection de gadolinium, T2 propeller, diffusion b50-800 et cartographie du coefficient de diffusion apparente. Les patients ont recu une radiotherapie stereotaxique par CyberKnife® de dose totale de 30 a 45 Gy en trois a six fractions. Un total de 155 caracteristiques d’IRM ont ete extraites, correspondant aux parametres de texture (Gabor, Haar 3D et motif binaire local) (n = 95) et de gradient (Prewit, Sobel, histogramme d’orientation de gradients) (n = 60). Le suivi median etait de 8,7 mois et 13 recidives ont ete diagnostiquees, dont trois dans le volume traite, 9 en dehors et une metastatique. Trois patients sont decedes. La valeur predictive sur la recidive et le deces des 155 parametres d’IRM ainsi que des facteurs pronostiques standard (taille tumorale, score de Child) ont ete recherches par modele de Cox (analyse unifactorielle). La capacite de prediction des parametres a ete evaluee par le C-index. Resultats La dose totale, la poursuite de l’alcool ainsi que dix parametres de gradient et deux de texture etaient significativement predictifs de la recidive, avec un C-index allant de 0,57 a 0,85. La toxicite hepatique (radiation-induced liver disease [RILD]), la poursuite de l’alcool ainsi que 13 parametres de gradient et 17 de texture etaient significativement predictifs du deces, avec un C-index allant de 0,60 a 0,87. En tout, quatre parametres de gradient (Sobel 2-4 et Prewit 3-4) et un parametre de texture (Gabor 135) etaient significativement predictifs de la recidive et du deces, avec un C-index allant de 0,60 a 0,86. Conclusion Cette etude radiomique est la premiere, a notre connaissance, a montrer la valeur predictive de parametres quantitatifs issus d’une IRM apres radiotherapie stereotaxique pour un carcinome hepatocellulaire. Elle est en cours de validation dans des cohortes externes dans une approche de machine learning.

Resume Objectifs Evaluer dans le bilan initial des cancers du col uterin : (a) la performance de la tomographie par emission de positons (TEP) au ( 18 F)-fluorodesoxyglucose dans la detection ganglionnaire ; (b) la valeur pronostique et predictive de parametres quantitatifs provenant de la tumeur cervicale definis par TEP. Patientes et methodes Etude retrospective incluant 90 patientes traitees pour un cancer du col uterin evalue initialement par IRM et TEP, analysant les performances de la TEP pour detecter la tumeur cervicale et les ganglions (par rapport au curage) en termes de sensibilite, specificite, valeurs predictives positive et negative. Les parametres tumoraux analyses sur la TEP etaient : la standard uptake value maximale (SUVmax), le volume et le diametre maximal. Les valeurs pronostique et predictive de ces parametres ont ete recherchees. La reponse tumorale a ete evaluee sur piece operatoire. Resultats La TEP detectait la tumeur cervicale avec une sensibilite de 97 % (SUVmax moyenne = 15,8 ; volume moyen = 27 mm 3 ; diametre maximal moyen = 47 mm). En ce qui concerne l’evaluation ganglionnaire, les valeurs de sensibilite, specificite, valeur predictive positive et valeur predictive negative etaient de : 86, 56, 69 et 78 % dans le pelvis et : 90, 67, 50 et 95 % dans la region lombo-aortique. La SUVmax etait correle avec la reponse histologique ( p = 0,04). Le taux de reponse histologique complete etait significativement plus bas pour une SUVmax tumorale de plus de 10,9 ( p = 0,017). Le diametre maximal et la reponse histologique avaient un impact sur la survie sans recidive et sur la survie globale en analyse multifactorielle ( p Conclusion La TEP presente une sensibilite elevee dans la detection ganglionnaire pelvienne et lombo-aortique. Certains parametres ont, par ailleurs, un interet pronostique et predictif en ce qui concerne la tumeur cervicale.

PURPOSE: In case of tumour displacement, image-guided radiotherapy (IGRT) based on the use of cone beam CT (tomographie conique) allows replacing the tumour under the accelerator by rigid registration. Anatomical deformations require however replanning, involving an estimation of the cumulative dose, session after session. This is the objective of this study. PATIENTS AND METHODS: Two examples of arc-intensity modulated radiotherapy are presented: a case of prostate cancer (total dose=80 Gy) with tomographie conique (daily prostate registration) and one head and neck cancer (70 Gy). For the head and neck cancer, the patient had a weekly scanner allowing a dose distribution calculation. The cumulative dose was calculated per voxel on the planning CT after deformation of the dose distribution (with trilinear interpolation) following the transformation given by a non-rigid registration step (Demons registration method) from: either the tomographie conique (prostate), or the weekly CT. The cumulative dose was eventually compared with the planned dose. RESULTS: In cases of prostate irradiation, the "cumulative" dose corresponded to the planned dose to the prostate. At the last week of irradiation, it was above the planned dose for the rectum and bladder. The volume of rectal wall receiving more than 50 Gy (V50) was 20% at the planning and 26% at the end of treatment, increasing the risk of rectal toxicity (NTCP) of 14%. For the bladder wall, V50 were 73% and 82%, respectively. In head and neck, the "cumulative" dose to the parotid exceeded the planned dose (mean dose increasing from 46 Gy to 54 Gy) from the 5th week of irradiation on, suggesting the need for replanning within the first 5 weeks of radiotherapy. CONCLUSION: The deformable registration estimates the cumulative dose delivered in the different anatomical structures. Validation on digital and physical phantoms is however required before clinical evaluation.

Resume Objectif de l’etude Evaluation d’une radiotherapie conformationnelle avec modulation d’intensite (RCMI) de type volumetric modulated arc therapy (VMAT) par comparaison a une RCMI de type Step and Shoot (SS une diminution, pour la paroi rectale, de V4 a V6, V16 a V23 et de V69 a V73, une diminution de V25 pour la paroi vesicale ; une diminution de V1 a V21 pour les tetes femorales ; une diminution de V26 a V44 et V72 a V80 mais une augmentation de V1 a V21 et V49 a V60 pour les tissus sains. L’indice de conformation « COIN » etait ameliore par VMAT (de 0,60 a 0,66). Le nombre d’unites moniteur etait diminue par la technique VMAT (reduction moyenne de 8 %) ainsi que le temps de delivrance de la dose (passant de quatre minutes a 1,5 minutes). De plus, la technique VMAT permettait de delivrer theoriquement 90 Gy dans la zone peripherique posterieure et 100 Gy dans la tumeur, en respectant les contraintes de dose dans les organes a risque. Conclusion Dans le cas d’une irradiation prostatique, la technique VMAT constitue une amelioration des techniques de RCMI, du fait d’une diminution : de la dose delivree aux organes a risque, du temps de realisation de l’irradiation et du nombre d’unites moniteur.

Intensity-modulated radiation therapy (IMRT) is essential to have a dose distribution matching with the planning target volume (PTV) in case of concave-shape target. Today IMRT delivery techniques with linear accelerator can be divided into two classes: techniques with fixed gantry, called "step and shoot" (S&S) and "sliding window" (SW), and rotational techniques, called intensity modulated arc therapy (IMAT) and volumetric modulated arc therapy (VMAT). We discuss about constraints for IMRT implementation from dosimetric planning to treatment delivery. We compare S&S and VMAT performances concerning dose distribution quality, efficiency and delivery time. We describe quality controls that must be implemented and the methods for analysis and follow-up performances. VMAT tends to yield similar dose distribution to MRT with fixed gantry. VMAT also decreases monitor units as well as treatment delivery time to less than 5 minutes. However, VMAT is an IMRT technique more difficult to master than S&S technique because there are more variable parameters.

External beam radiotherapy (RT) is used to treat all stages of localized prostate cancer. Using a 3D conformal RT (3DCRT) without any androgen deprivation, a clear dose-effect relationship has been shown in terms of both biochemical control and also unfortunately of rectal and urinary toxicity. Compared to a "standard" 3DCRT, intensity modulated RT (IMRT) improves the dose distribution by mainly providing concave dose distribution and tight dose gradients. Based on large clinical experiences for at least one decade, IMRT is widely used to increase the dose in the prostate and therefore local control, without increasing toxicity. Indeed, toxicity rates observed after high dose delivered in the prostate (80Gy) with IMRT appear no different than those observed after a standard dose (70Gy) delivered by a standard 3DCRT. Arc IMRT appears a new promising IMRT modality, decreasing dramatically treatment duration. However, this IMRT-based dosimetric benefit may not be translated into a full clinical benefit, if intra-pelvic prostate motion is not taken in account. Image-guided radiotherapy (IGRT) should be therefore associated with IMRT for a maximal clinical benefit. This article is a literature review showing the interest of both combined approaches.

Resume L’augmentation de la dose tumorale, necessaire pour ameliorer le taux de controle biochimique et clinique des cancers de la prostate (en l’absence d’hormonotherapie), impose le respect de contraintes definies a priori (doses et volumes) pour la planification dosimetrique et limiter le risque de lesion des organes a risque. Les histogrammes dose–volume (HDV) pour chaque structure d’interet constituent le principal critere de jugement objectif permettant de valider un plan de traitement. Cet article presente une revue de la litterature portant sur les relations entre parametres dosimetriques (doses et volumes) et toxicite tardive, ainsi que sur les modeles mathematiques utilisant ces parametres pour predire le risque de survenue d’effets secondaires rectaux, urinaires, sexuels et osseux. Les recommandations dosimetriques et les modeles predictifs (Normal Tissue Complication Probability) sont plutot robustes pour la toxicite rectale tardive (rectorragies). Les contraintes portent sur le volume rectal recevant des doses elevees (≥ 70 Gy), mais aussi sur les volumes recevant des doses intermediaires (40 a 60 Gy). Les relations sont de moins bonne qualite pour le bulbe et les tetes femorales et quasi-inexistantes pour la vessie. Des etudes complementaires sont necessaires qui, dans l’ideal, devront integrer les facteurs de risque propres au patient (« comorbidites »), des tests evaluant la sensibilite aux rayonnements ionisants et des modeles mathematiques appliques a une imagerie tridimensionnelle realisee sous l’appareil de traitement (comme la tomographie conique).

Image guided radiation therapy (IGRT) is a major technical innovation of radiotherapy. It allows locating the tumor under the linear accelerator just before the irradiation, by direct visualization (3D mode soft tissue) or indirect visualization (2D mode and radio-opaque markers). The technical implementation of IGRT is done by very different complex devices. The most common modality, because available in any new accelerator, is the cone beam CT. The main experiment of IGRT focuses on prostate cancer. Preliminary studies suggest the use of IGRT combined with IMRT should increase local control and decrease toxicity, especially rectal toxicity. In head and neck tumors, due to major deformation, a rigid registration is insufficient and replanning is necessary (adaptive radiotherapy). The onboard imaging delivers a specific dose, needed to be measured and taken into account, in order not to increase the risk of toxicity. Studies comparing different modalities of IGRT according to clinical and economic endpoints are ongoing; to better define the therapeutic indications.

INTRODUCTION: Optical spectroscopy refers to a group of novel technologies that uses interaction of light with tissues to analyze their structure and chemical composition. The objective of this article is to describe these technologies and detail their potential for assessing urological tumors. MATERIAL AND METHODS: It has been shown that optical spectroscopy can accurately analyse multiple solid tumors. Several publications specifically aimed at assessing prostate cancers, renal carcinomas and urothelial tumors. RESULTS: There are three types of spectroscopy that all use light focussed on a tissue and thereafter collect a specific reflected optical signal. Optical spectroscopy can differentiate benign (adenoma or inflammation) and malignant (adenocarcinoma) prostatic tissues. It can also distinguish normal bladder tissue from inflammatory or cancerous cells. Regarding renal tumors, spectroscopy can identify normal and tumoral tissue and differentiate benign and malignant tumors. Its diagnostic accuracy is about 85%. However, reported studies only concentrate on in vitro or ex vivo specimen and the numbers of patients are quite small. CONCLUSION: Optical spectroscopy can be envisioned as an "optical biopsy" tool. Potential applications in the clinical field are promising. Larger studies on in vivo specimen need to be undertaken to confirm phase I preliminary reports.