Les agents de contraste oraux entraînent une sous-estimation du calcul de dose dans la planification de radiothérapie volumétrique modulée en arc pour l’irradiation pelvienne
Introduction
La simulation et la planification basées sur la tomodensitométrie (TDM) constituent le fondement de la radiothérapie tridimensionnelle (3D) moderne. Les agents de contraste (AC) sont utilisés lors de la TDM pour améliorer la discrimination des structures. Les AC contiennent des matériaux de numéro atomique élevé, augmentant le numéro atomique effectif des tissus. Cela soulève des inquiétudes quant à la précision dosimétrique, car la radiothérapie est planifiée sur des images TDM avec contraste, mais administrée en son absence. L’impact des AC sur le calcul de dose a été étudié via des fantômes, modèles animaux et plans cliniques. Ramm et al. ont montré que la différence de dose relative augmentait linéairement avec la concentration de BaSO₄ et le volume contrasté. Les études cliniques sur les cancers de la tête et du cou, du poumon, du sein, de l’abdomen et du pelvis indiquent que l’absence d’AC intraveineux (ACI) induit une surestimation dose-tolérable, sauf lorsque les faisceaux traversent un volume important d’AC concentrés.
Les AC oraux (ACO) sont couramment utilisés pour la simulation pelvienne. Retenus dans l’intestin grêle, ils facilitent le contournage des régions d’intérêt (ROI) et l’arrangement des faisceaux. Cependant, des variations anatomiques ou des adhérences post-chirurgicales peuvent concentrer les ACO, entraînant un risque de surdosage. Peu d’études se sont penchées sur les ACO, notamment concernant les anses intestinales.
La radiothérapie volumétrique modulée en arc (VMAT) offre une distribution de dose optimisée et un temps de traitement réduit. Les ACO pourraient influencer spécifiquement les plans VMAT. Cette étude analyse l’impact des ACO sur le calcul de dose dans les plans VMAT pour des patients atteints de cancer rectal.
Méthodes
L’approbation éthique a été obtenue, conformément aux directives du comité d’examen institutionnel et du Health Insurance Portability and Accountability Act. Les patients ont été répartis en trois groupes (2008–2016) : Groupe 1 (sans ACO ni ACI, n=14), Groupe 2 (avec ACO uniquement, n=23) et Groupe 3 (ACO + ACI, n=10). La simulation TDM a été réalisée avec les systèmes Siemens SOMATOM Definition AS ou Philips Brilliance CT Big Bore (épaisseur de coupe : 5 mm). L’ACI (Xenetix®) a été injecté par bolus intraveineux (88 mL à 2,6 mL/s), et l’ACO (iohexol dilué, 20 mL/1000 mL d’eau) ingéré 1 heure avant la simulation.
Une base de données de densité électronique (DENS) et d’unités Hounsfield (UH) non contrastées a été établie à partir du Groupe 1. Les plans VMAT ont été conçus avec Pinnacle® (double arc de 181°–180° et 180°–181°), utilisant un algorithme de convolution adaptative et un faisceau de photons 6 MV. Les doses ont été recalculées après substitution des valeurs DENS contrastées par des valeurs non contrastées. Les modifications dosimétriques du volume cible planifié (PTV) et des organes à risque (dont l’intestin) ont été comparées.
L’analyse statistique a utilisé SPSS® 23.0 et RStudio® 1.1.453. Les tests de Kolmogorov-Smirnov, t apparié, Wilcoxon et Spearman ont été appliqués. Une valeur p < 0,05 était considérée significative.
Résultats
Les UH de l’intestin grêle avec ACO ont augmenté de >110 UH (moyenne) et 400 UH (maximum). La DENS maximale de l’intestin est passée de 1,10 à 1,43 g/cm³. Pour les ACI, seuls les organes vascularisés (reins, vaisseaux) ont montré une DENS accrue.
Après substitution des ACO, la dose au PTV a augmenté modérément : D95 (+4,07 ± 3,59 cGy ; Δ% = 0,08 %) et Dmax (+7,04 cGy ; Δ% = 0,14 %). Le volume PTV recevant ≥105 % de la dose (V105) a augmenté de 0,99 % (Δ% = 10,08 %). Pour l’intestin, les volumes recevant ≥50 Gy (V50) et ≥52 Gy (V52) ont augmenté de 1,91 cc (Δ% = 8,75 %) et 1,46 cc (Δ% = 62,6 %), respectivement. Trois patients ont présenté un Dmax intestinal >1,0 Gy.
L’analyse de corrélation a révélé que le volume d’intestin contrasté dans le PTV influençait fortement les changements de dose (r > 0,83 pour V45–V52). La DENS moyenne de l’intestin et son volume partageant des coupes avec le PTV montraient également une corrélation modérée.
Discussion
Cette étude démontre que les ACO sous-estiment significativement la dose délivrée au PTV et à l’intestin lors de la VMAT pelvienne. Contrairement aux ACI, les ACO se concentrent dans l’intestin, amplifiant l’incertitude dosimétrique. L’augmentation du volume intestinal à haute dose (>50 Gy) est particulièrement préoccupante, car associée à un risque accru de toxicité.
Les résultats concordent avec les travaux de Rankine et Joseph, mais soulignent l’ampleur des variations lorsque de larges volumes intestinaux sont impliqués. La méthode de substitution DENS, bien que limitée par l’absence de double scan TDM, reflète fidèlement les conditions cliniques.
Limites
- L’absence de double scan TDM (avant/après ACO) en raison des variations physiologiques.
- Taille réduite de la cohorte de référence pour les valeurs non contrastées.
- Biais potentiel lié à l’algorithme de calcul de dose.
- Applicabilité à confirmer pour d’autres techniques d’irradiation.
Conclusion
L’utilisation d’ACO en VMAT pelvienne entraîne une sous-estimation de la dose délivrée, particulièrement pour l’intestin. Lorsqu’un volume important d’intestin est inclus dans le PTV, l’utilisation d’ACO non dilués doit être évitée. Une évaluation dosimétrique sur TDM non contrastée est recommandée dans ces cas.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001025