Limites de la dose moyenne au coeur dans l’evaluation de l'exposition du ventricule gauche et des arteres coronaires au cours d'une radiotherapie pour un cancer du sein: evaluation dosimetrique a l’echelle individuelle (etude baccarat)

Sophie Jacob (1) , Jeremy Camilleri (2) , Sylvie Derreumaux (3) , Valentin Walker (1) , Olivier Lairez (4) , Matthieu Lapeyre (5) , Eric Bruguiere (5) , Atul Pathak (6) , Marie Odile Bernier (1) , Dominique Laurier (7) , Jean Ferrieres (8) , Gaëlle Jimenez (9) , David Broggio (10)

1 IRSN/PSE-SANTE/SESANE/LEPID - Laboratoire d épidémiologie des rayonnements ionisants
2 Radiothérapie (Oncorad)
3 IRSN/PSE-SANTE/SER/UEM - Unité d'expertise en radioprotection médicale
4 Service Cardiologie [CHU Toulouse]
5 RADIOLOGIE
6 Clinique Pasteur [Toulouse]
7 IRSN/PSE-SANTE/SESANE - Service de recherche sur les effets biologiques et Sanitaires des rayonnements ionisants
8 Department of Cardiology B and Epidemiology
9 RADIOTHÉRAPIE (ONCORAD)
10 IRSN/PSE-SANTE/SDOS/LEDI - Laboratoire d'évaluation de la dose interne

Introduction : Dans la plupart des études épidémiologiques portant sur la cardiotoxicité radio-induite après une radiothérapie pour un cancer du sein, les doses sont généralement décrites comme celles reçues par le cœur dans sa globalité avec la mesure de la dose moyenne au cœur (DMC) [1]. Cette DMC est utilisée comme la dose de référence pour analyser la relation dose-réponse. Cependant, la distribution de la dose dans le cœur n'est pas homogène. Cette hétérogénéité intra-individuelle de l'exposition cardiaque lors d’une radiothérapie pour un cancer du sein est une particularité et une difficulté mal prise en compte dans les précédentes études de cardiotoxicité . La DMC pourrait être un indicateur médiocre pour évaluer la dose aux sous-structures cardiaques, en particulier l’artère coronaire interventriculaire antérieure qui est susceptible de recevoir des doses extrêmement élevées compte tenu de sa position anatomique sur le cœur [2]. La DMC pourrait donc être un critère de dose peu pertinent pour les études de cardiotoxicité induite par la radiothérapie et pour l’évaluation de la relation dose-réponse. Objectifs : Cette étude dosimétrique chez des patientes traitées par radiothérapie (RT) pour un cancer du sein avait pour objectifs : 1/ analyser la distribution des doses déterminée à l’échelle individuelle au niveau du cœur et de ses sous-structures, notamment les artères coronaires ; 2/ évaluer si la dose moyenne au cœur (DMC) est un bon indicateur de dose pour ces sous-structures. Méthodes : Les données proviennent de l’étude prospective BACCARAT [3] qui a inclus des patientes atteintes d'un cancer du sein unilatéral et traitées par RT (3D-CRT) entre 2015 et fin 2017 et suivies pendant 2 ans par des examens répétés d’imagerie cardiaque. En particulier un coroscanner a été réalisé avant la RT pour toutes les patientes. La fusion des images du scanner de planification de la RT et du coroscanner a permis de réaliser un contourage des artères coronaires. En utilisant la matrice de dose 3D générée par le système de planification de la RT et en y ajoutant les contours des artères coronaires, nous avons pu générer les doses moyennes et histogrammes doses-volumes des structures suivantes : Cœur entier, Ventricule Gauche, Artère coronaire interventriculaire antérieur (IVA), Artère coronaire circonflexe (Cx) et Artère coronaire droite (CD). Une analyse descriptive des doses physiques en Grays (Gy) a été réalisée, Dmoy était la dose moyenne à la structure d’intérêt. Résultats : L’évaluation dosimétrique rétrospective a été réalisée sur un total de 104 patientes de l’étude BACCARAT (89 seins gauches, 15 seins droits). La dose de rayonnement prescrite était de 50 Gy en 25 séances pour plus de trois quarts de la population ou de 47 Gy en 20 fractions de 2,35 Gy. Un boost de 9 à 15 Gy était appliqué sur le site de la tumeur si indiqué cliniquement. Une irradiation des aires ganglionnaires a été réalisée chez 31 patientes sein gauche et 1 patiente sein droit. Les distributions de doses ont été générées pour ces 89 patientes traitées du sein gauche (DMC = 2,9 ± 1,5 Gy, Dmoy_IVA= 15,7 ± 3,1 Gy) et ces 15 patients traitées du sein droit (DMC = 0,5 ± 0,1 Gy; Dmoy_CD = 1,2 ± 0,4 Gy). Pour les patientes sein gauche, le ratio Dmoy_IVA / DMC était d'environ 5. Les coefficients de corrélation entre DMC et Doy pour des sous-structures délimitées étaient tous statistiquement significatifs. Cependant, pour toutes les sous-structures, le coefficient de détermination R² indiquait que la proportion de la variance des Dmoy des sous-structures expliquée par la DMC était modérée à faible (en particulier R² = 0,45 pour l’IVA). Parmi les patientes sein gauche avec une DMC <3 Gy, 56% des patientes pouvaient néanmoins recevoir des doses à l’IVA supérieures à 40 Gy (V40Gy> 0%). Conclusion : Notre étude montre que la DMC n’est pas suffisante pour estimer et prédire de façon satisfaisante la dose individuelle au ventricule gauche et aux artères coronaires, notamment à l’IVA. Pour étudier précisément la cardiotoxicité induite par la radiothérapie, il serait donc nécessaire de considérer les distributions de doses à ces sous structures cardiaques et ne plus se limiter à la DMC.

Domaines: Sciences du Vivant [q-bio]

Sophie Jacob, Jeremy Camilleri, Sylvie Derreumaux, Valentin Walker, Olivier Lairez, et al.. Limites de la dose moyenne au coeur dans l’evaluation de l'exposition du ventricule gauche et des arteres coronaires au cours d'une radiotherapie pour un cancer du sein: evaluation dosimetrique a l’echelle individuelle (etude baccarat). Congrès National de la Société Française de Radioprotection, SFRP, Jun 2019, LA ROCHELLE, France. 2019. ⟨hal-02635736⟩