De recentes études montrent que les traitements non coplanaires peuvent apporter des améliorations cliniquement pertinentes aux plans de traitement1, en particulier dans le cancer du poumon 2,3,4,5, le cancer du sein 6,7,8,9, le cancer de la tête et du cou 10,11,12,13, 14, lymphomes 15, 16 et gliomes de haut grade 17.

Traditionnellement, les traitements non coplanaires nécessitent une planification et un temps machine supplémentaire, tant pour les essais à blanc que pour les traitements. De plus, certains plans non coplanaires ne sont pas réalisables, ce qui peut entraîner une replanification compliquée et des travaux d’assurance qualité répétés, entraînant des retards dans le traitement des patients et une augmentation des coûts.

MapRT est conçu pour aider à surmonter les défis pratiques des traitements non coplanaires : vérifier les angles de faisceau et de table utilisables pendant la planification, cartographier les transitions de faisceau sûres et afficher les angles de table et de portique maximum possibles pour chaque patient dans sa position de traitement.

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Recherches récentes sur les traitements non coplanaires :

“Il a été démontré que les degrés de liberté supplémentaires augmentent le rapport thérapeutique, soit par une augmentation de la dose à la cible, soit par une réduction de la dose aux organes fonctionnellement importants à risque, par plusieurs groupes de recherche. Bien que des travaux importants soient encore nécessaires pour traduire ces nouvelles techniques radiothérapies non coplanaires en clinique, la mise en œuvre clinique doit être prioritaire.¹

Neuf études sur le cancer du poumon ont été incluses et évaluées dans la méta-analyse et les plans de traitement ont été conçus avec des arrangements de faisceaux coplanaires CBA et des arrangements de faisceaux non coplanaires (NCBA). Après avoir combiné les résultats multicentriques, les plans NCBA présentent des avantages significatifs en réduisant la V20 du poumon entier et la dose maximale de la moelle épinière [par rapport à l’ABC].²

Le VMAT non coplanaire proposé dans cette étude a montré une qualité de plan plus favorable que les plans VMAT coplanaires pour le SABR pulmonaire avec des tumeurs situées près du cœur.³

L’optimisation non coplanaire du canapé statique a permis de réduire au maximum la dose aux OAR tout en maintenant la conformité à l’objectif pour le SBRT pulmonaire.⁴

Pour les tumeurs du poumon moyen et inférieur… une réduction significative de la dose uniforme équivalente, V30, V40 et V50 est observée pour le cœur lorsque des champs non coplanaires ou l’IMRT sont utilisés. L’IMRT réduit également les valeurs NTCP des poumons, V5, V13, V20 et V30 et NTCP de l’œsophage.⁵”

“Les doses au cœur et au poumon ipsilatéral étaient significativement plus faibles avec le VMAT non coplanaire qu’avec le VMAT coplanaire et le 3D-CRT. Le VMAT non coplanaire a réduit les doses au sein et au poumon controlatéral par rapport au VMAT coplanaire et a atteint des niveaux similaires à ceux du 3D-CRT. CRT pour le sein controlatéral et doses modérément plus élevées pour le poumon controlatéral. L’administration de doses élevées (> 30 Gy) au côté controlatéral a été complètement évitée avec le VMAT non coplanaire, contrairement aux résultats pour le VMAT coplanaire et le 3D-CRT.⁶

[Dans le cancer du sein gauche] Par rapport au VMAT coplanaire, le VMAT non coplanaire offre une conformité et une homogénéité améliorées de l’ensemble du PTV, une meilleure épargne de dose au cœur, des poumons bilatéraux, de l’artère coronaire descendante antérieure gauche (LAD) et du sein droit pour les cancers locorégionaux. radiothérapie du cancer du sein gauche avec IMN, réduisant potentiellement le risque de lésions tissulaires normales.⁷”

[Dans cette étude de cas de cancer du sein bilatéraux] Les plans VMAT avec des dispositions de faisceaux non coplanaires présentaient des avantages dosimétriques significatifs en termes d’épargne des organes critiques, c’est-à-dire la D moyenne des doses cardiaques avec des doses pulmonaires presque équivalentes et une couverture cible tout aussi bonne.⁸

« [Pour les patients de notre étude sur] la radiothérapie corporelle stéréotaxique postopératoire (SBRT) en cas de marges à haut risque pour les tumeurs oropharyngées et de la cavité buccale pT1-T2/N0… VMAT coplanaire + non coplanaire avait de meilleurs résultats dosimétriques que VMAT coplanaire et devenue la technique standard pour les patients traités… dans notre établissement. La toxicité aiguë semble acceptable.⁹.

Pour les 15 premiers patients d’un essai clinique prospectif de phase II explorant la sécurité, la faisabilité et l’efficacité de la technique [non coplanaire] pour le traitement récurrent du cancer de la tête et du cou. … Augmentations statistiquement significatives de la conformité des doses et des doses moyennes de PTV et de GTV. Avec un suivi médian de 12 mois… les paramètres de qualité de vie rapportés par les patients étaient favorables. … l’administration du traitement était réalisable, sûre et bien tolérée par les patients. ¹⁰

Vingt-cinq patients précédemment traités pour HNC ont subi une replanification pour améliorer la distribution des doses avec soit une technique VMAT coplanaire… soit des plans VMAT non coplanaires. Les plans VMAT [non coplanaires] ont permis de diminuer les mesures dose-volume pour les OAR pertinents et les résultats sont fiables d’un point de vue dosimétrique.¹¹”

« [Dans le traitement des tumeurs nasopharyngées] le VMAT utilisant des trajectoires d’irradiation non coplanaires optimisées a réduit les doses moyennes et maximales aux organes à risque par rapport aux plans VMAT coplanaires de 19 % en moyenne, tandis que la couverture de la cible reste constante.¹²

Le VMAT a fourni une couverture cible significativement meilleure, en termes de V100 % (Volume englobé par l’isodose 100 %), que l’IMRT, en particulier lorsque le nc-VMAT était utilisé. En général, la préservation des organes à risque est similaire avec les trois approches, bien que nc-VMAT puisse permettre une réduction statistiquement significative de la dose à la glande parotide controlatérale et à la cochlée.¹³”

“Dans l’ensemble, il y avait une nette tendance vers une qualité de plan supérieure avec des configurations non coplanaires. B-VMAT a entraîné une propagation réduite de faibles doses dans les poumons et le sein gauche. Les configurations de faisceaux non coplanaires étaient favorables pour les jeunes patientes atteintes d’un lymphome médiastinal, avec des avantages dosimétriques spécifiques et dépendants des paramètres du plan.¹⁴

L’IMRT non coplanaire présentait une meilleure couverture PTV et une meilleure épargne des OAR, à l’exception du fait qu’elle était plus grande en V5 vers le sein et les poumons. Dans l’IMRT chez les jeunes patientes atteintes d’un lymphome médiastinal, l’utilisation de l’IMRT non coplanaire réduit considérablement la dose de rayonnement reçue par les seins et les poumons par rapport à l’IMRT coplanaire, et réduit par conséquent le risque de deuxième cancer du sein et de toxicité pulmonaire. Outre les jeunes patientes, l’IMRT non coplanaire peut également bénéficier à d’autres patients atteints d’un lymphome médiastinal. ¹⁵

Les doses moyennes et maximales pour les organes à risque étaient égales ou significativement inférieures (P < 0,05) avec 4π qu’avec VMAT. Une réduction de dose particulièrement substantielle de 2,92 Gy dans la dose maximale moyenne accumulée dans le tronc cérébral a permis des traitements qui autrement ne satisferaient pas aux contraintes de dose sûre avec le VMAT. Les traitements ont été bien tolérés, avec un score moyen de confort des patients de 8,6/10. Le mouvement intrafractionnel était <1,5 mm pour toutes les fractions administrées et le délai d’administration moyen était de 34,1 minutes.¹⁶”

En savoir plus sur MapRT et La SGRT pour la cartographie des collisions

 

1. Smyth G, Evans PM, Bamber JC, Bedford JL. Recent developments in non-coplanar radiotherapy. Br J Radiol. 2019 May;92(1097):20180908. doi: 10.1259/bjr.20180908. Epub 2019 Feb 1. PMID: 30694086; PMCID: PMC6580906.

2. Ma M, Ren W, Li M, Niu C, Dai J. Dosimetric comparison of coplanar and non-coplanar beam arrangements for radiotherapy of patients with lung cancer: A meta-analysis. J Appl Clin Med Phys. 2021 Apr;22(4):34-43. doi: 10.1002/acm2.13197. Epub 2021 Feb 26. PMID: 33634946; PMCID: PMC8035566.

3. Kim ST, An HJ, Kim JI, Yoo JR, Kim HJ, Park JM. Non-coplanar VMAT plans for lung SABR to reduce dose to the heart: a planning study. Br J Radiol. 2020 Jan;93(1105):20190596. doi: 10.1259/bjr.20190596. Epub 2019 Oct 22. PMID: 31625759; PMCID: PMC6948076..

4. Lincoln JD, MacDonald RL, Syme A, Thomas CG. Static couch non-coplanar arc selection optimization for lung SBRT treatment planning. Phys Med Biol. 2023 Jul 21;68(15). doi: 10.1088/1361-6560/ace23f. PMID: 37369237.

5. Chapet O, Khodri M, Jalade P, N’guyen D, Flandin I, D’hombres A, Romestaing P, Mornex F. Potential benefits of using non-coplanar field and intensity modulated radiation therapy to preserve the heart in irradiation of lung tumors in the middle and lower lobes. Radiother Oncol. 2006 Sep;80(3):333-40. doi: 10.1016/j.radonc.2006.07.009. Epub 2006 Aug 24. PMID: 16934354.

6. J, F., et al. (2023). Locoregional breast radiotherapy including IMN: optimizing the dose distribution using an automated non-coplanar VMAT-technique. Acta oncologica (Stockholm, Sweden), [online] 62(10). doi:https://doi.org/10.1080/0284186X.2023.2264488.

7. Xu, Y., Ma, P., Hu, Z., Tian, Y., Men, K., Wang, S., Xu, Y. and Dai, J. (2021). Non-coplanar volumetric modulated arc therapy for locoregional radiotherapy of left-sided breast cancer including internal mammary nodes. Radiology and Oncology, 55(4), pp.499–507. doi:https://doi.org/10.2478/raon-2021-0045.

8. A, B., et al. (2023). Dosimetric Comparision of Coplanar versus Non-coplanar Volumetric Modulated Arc Therapy for Treatment of Bilateral Breast Cancers. Journal of medical physics, [online] 48(3). doi:https://doi.org/10.4103/jmp.jmp_36_23.

9. Biau J, Lopez L, Thivat E, Casile M, Millardet C, Saroul N, Pham-Dang N, Molnar I, Bourhis J, Lapeyre M. Postoperative SBRT in the treatment of early-stage oropharyngeal and oral cavity cancers with high-risk margins: A dosimetric comparison of volumetric modulated arc therapy with or without non-coplanar arcs and acute toxicity outcomes from the STEREOPOSTOP GORTEC 2017-03 phase 2 trial. Clin Transl Radiat Oncol. 2022 Nov 14;38:169-174. doi: 10.1016/j.ctro.2022.11.007. PMID: 36466746; PMCID: PMC9712819.

10. Woods KE, Ma TM, Cook KA, Morris ED, Gao Y, Sheng K, Kishan AU, Hegde JV, Felix C, Basehart V, Narahara K, Shen Z, Tenn S, Steinberg ML, Chin RK, Cao M. A Prospective Phase II Study of Automated Non-Coplanar VMAT for Recurrent Head and Neck Cancer: Initial Report of Feasibility, Safety, and Patient-Reported Outcomes. Cancers (Basel). 2022 Feb 14;14(4):939. doi: 10.3390/cancers14040939. PMID: 35205686; PMCID: PMC8870161.

11.  Gayen S, Kombathula SH, Manna S, Varshney S, Pareek P. Dosimetric comparison of coplanar and non-coplanar volumetric-modulated arc therapy in head and neck cancer treated with radiotherapy. Radiat Oncol J. 2020 Jun;38(2):138-147. doi: 10.3857/roj.2020.00143. Epub 2020 May 26. PMID: 33012157; PMCID: PMC7533406.

12.  Subramanian VS, Subramani V, Chilukuri S, Kathirvel M, Arun G, Swamy ST, Subramanian K, Fogliata A, Cozzi L. Multi-isocentric 4π volumetric-modulated arc therapy approach for head and neck cancer. J Appl Clin Med Phys. 2017 Sep;18(5):293-300. doi: 10.1002/acm2.12164. Epub 2017 Aug 20. PMID: 28834021; PMCID: PMC5874945.

13. Wild, E., Bangert, M., Nill, S. and Oelfke, U. (2015). Non-coplanar VMAT for nasopharyngeal tumors: Plan quality versus treatment time. Medical Physics, 42(5), pp.2157–2168. doi:https://doi.org/10.1118/1.4914863.

14. Orlandi E, Giandini T, Iannacone E, De Ponti E, Carrara M, Mongioj V, Stucchi C, Tana S, Bossi P, Licitra L, Fallai C, Pignoli E. Radiotherapy for unresectable sinonasal cancers: dosimetric comparison of intensity modulated radiation therapy with coplanar and non-coplanar volumetric modulated arc therapy. Radiother Oncol. 2014 Nov;113(2):260-6. doi: 10.1016/j.radonc.2014.11.024. Epub 2014 Nov 29. PMID: 25467003.

15. Rossi L, Cambraia Lopes P, Marques Leitão J, Janus C, van de Pol M, Breedveld S, Penninkhof J, Heijmen BJM. On the Importance of Individualized, Non-Coplanar Beam Configurations in Mediastinal Lymphoma Radiotherapy, Optimized With Automated Planning. Front Oncol. 2021 Apr 15;11:619929. doi: 10.3389/fonc.2021.619929. PMID: 33937025; PMCID: PMC8082440.

16. Chen X, Jin D, Wang S, Li M, Huang P, Dai J. Non-coplanar intensity-modulated radiation therapy for young female patients with mediastinal lymphoma. J Appl Clin Med Phys. 2012 Nov 8;13(6):3769. doi: 10.1120/jacmp.v13i6.3769. PMID: 23149772; PMCID: PMC5718536.

17. Yu VY, Landers A, Woods K, Nguyen D, Cao M, Du D, Chin RK, Sheng K, Kaprealian TB. A Prospective 4π Radiation Therapy Clinical Study in Recurrent High-Grade Glioma Patients. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2018 May 1;101(1):144-151. doi: 10.1016/j.ijrobp.2018.01.048. Epub 2018 Jan 31. PMID: 29619962.

18. Ke Sheng presentation SGRT Community Meeting 2022, “Surface Guided Clearance Mapping: See More, Do More and Achieve More”

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