Le Dr White est professeur adjoint de radiologie, directeur de la radiologie musculo-squelettique, département de radiologie ; le Dr Boswell est professeur de radiologie et d’urologie et président associé, département de radiologie ; le Dr. Whang est professeur adjoint de radiologie clinique et directeur médical de l’imagerie, département de radiologie ; et le Dr Duddalwar est professeur adjoint de radiologie, département de radiologie, à la Keck School of Medicine, University of Southern California University Hospital, Los Angeles, CA. Le Dr Mandelin est un résident du département de radio-oncologie ; et M. Astrahan est le chef de la physique médicale et un professeur associé du département de radio-oncologie, à la Keck School of Medicine, University of Southern California University Hospital, Los Angeles, CA.

La radiothérapie guidée par l’image (IGRT) utilise l’imagerie en temps réel pour délivrer une radiothérapie plus précise par rapport aux tumeurs. Le développement de techniques de radiothérapie hautement conformes impose des exigences plus strictes quant à la précision du ciblage du faisceau.

En pratique, de grandes incertitudes existent dans la délimitation du volume tumoral et dans la localisation de la cible en raison du mouvement physiologique des organes. L’IGRT utilise des rayons X orthogonaux pour visualiser des marqueurs fiduciaires radio-opaques implantés à l’intérieur et à proximité de la tumeur pour un suivi en temps réel pendant tout le cycle de traitement.1 La radiochirurgie stéréotaxique (SRS), qui est délivrée en une seule fraction, et la radiothérapie stéréotaxique (SRT),qui est délivrée en 5 fractions maximum, ont été développées à Stanford et approuvées par la Food & Drug Administration américaine en 2001. Un robot (figure 1) délivre des rayonnements photoniques de 6MV hautement focalisés à partir d’un faisceau unique et hautement collimaté sous des centaines d’angles. Les figures 1 et 2démontrent les nombreux composants du système de radiothérapie à l’intérieur de la salle de voûte, où le patient est traité.

Le système synchronise en permanence la délivrance du faisceau au mouvement de la tumeur, ce qui permet une réduction significative de la dose dans les marges de traitement tout en éliminant la nécessité de retenir la respiration. Le patient porte un gilet spécial muni de diodes électroluminescentes qui suivent la tumeur en fonction de la respiration ou d’autres mouvements du patient. Ces mouvements sont détectés par un ensemble de caméras montées au plafond. Ces informations s’affichent sur un écran d’ordinateur, où est réalisé un modèle de respiration qui permet d’ajuster en temps réel l’administration des rayonnements, notamment en prédisant l’emplacement de la tumeur. Le système dispose de collimateurs interchangeables de 5 à 60 mm et utilise sa disposition non coplanaire du faisceau pour offrir une précision submillimétrique. L’imagerie kV en temps réel est obtenue à l’aide de points de référence osseux (par exemple, le suivi de la base du crâne ou de la colonne vertébrale en 6 dimensions) ou de marqueurs radiographiques implantés (par exemple, des graines ou des bobines en or). La figure 3 montre comment les radiographies reconstruites numériquement sont obtenues et compare l’apparence des marqueurs fiduciaires sur le système de tomodensitométrie (CT) de planification (images synthétiques) avec l’apparence des marqueurs pendant l’imagerie en direct (images de la caméra). Les images combinées, appelées superpositions, aident à vérifier le positionnement du patient et à suivre ses mouvements.

Le placement des marqueurs fiduciaires peut sembler adéquat au radiologue dans la mesure où ils sont proches de la lésion, fournissant au système les informations spatiales dont il a besoin pour délivrer précisément le rayonnement. Cependant, ce qui peut sembler adéquat sur les images de tomodensitométrie pour un radiologue peut ne pas être acceptable parce que le repérage fiduciaire est obtenu en utilisant des radiographies orthogonales, à partir desquelles des radiographies reconstruites numériquement sont faites.2 Cela peut entraîner un chevauchement des marqueurs qui ne seront pas utilisables. Ce phénomène est démontré dans les figures 4 et 5, montrant une représentation schématique d’une tumeur du foie et des marqueurs fiduciels.

Lignes directrices pour le placement des repères

En principe, un repère doit être centré dans le volume de traitement (au centre de la lésion). Des repères supplémentaires doivent être centrés autour du volume tumoral (encadrant la lésion de manière supérieure, inférieure, médiale et latérale). De manière optimale, les repères doivent être placés dans différents plans selon les axes x, y et z (figure 6).3-5

Les repères ne doivent pas être placés dans le même plan (par exemple, le même plan d’image de tomodensitométrie axiale), de manière à former un angle d’environ 45 degrés avec l’horizon (figure 7). Aucun repère ne doit se trouver à plus de 5 à 6 cm de la lésion. Il doit y avoir un minimum de 1,5 cm entre les marqueurs fiduciaires. Il doit y avoir une angulation d’au moins 15 degrés entre 3 repères (Figure 8). 3-5 Il faut au moins 3 repères pour définir un plan, ce qui est nécessaire pour que le système puisse localiser le traitement dans l’espace. Un plus grand nombre de marqueurs fiduciaires est préférable – 5 ou 6 sont généralement placés dans l’institution des auteurs, car certains marqueurs peuvent être inutilisables en raison du chevauchement ou de la migration des marqueurs.

Méthodes

A l’institution des auteurs, une aiguille Hawkins de calibre 16 disponible en longueurs de 5, 10 ou 15 cm est utilisée (figure 9). Cette aiguille est dotée d’un stylet intérieur à pointe crayon, qui comporte un bouton blanc, et d’un stylet bleu à pointe émoussée qui est utilisé pour faire avancer le marqueur fiduciaire dans les tissus. Cette aiguille permet de placer plus d’un marqueur après avoir ponctionné la peau une seule fois en repositionnant l’angle de l’aiguille entre les placements fiduciaires.

Les marqueurs fiduciaires sont de petits marqueurs en or qui sont implantés dans les tissus mous ou à l’intérieur de la lésion. Ils fournissent des informations spatiales permettant au système de guider avec précision l’administration des rayonnements. L’or est plus dense que les clips chirurgicaux et apparaît unique sur l’imagerie avec des artefacts de stries caractéristiques. Les Fiducials sont généralement nécessaires pour les tumeurs situées dans la poitrine, l’abdomen, le pelvis ou d’autres tissus mous. Ils peuvent ne pas être nécessaires pour les lésions proches de la colonne vertébrale, car la colonne vertébrale fournit une localisation spatiale. Les repères ne sont pas nécessaires pour les lésions intracrâniennes.

Pour la procédure, un plateau de biopsie de base est utilisé avec une aiguille Hawkins de calibre 16, des repères fiduciaires à graines d’or de 0,8 x 5 mm et une pince de Kelly(Figure 9). Avant la procédure, le scanner précédent du patient est examiné. Le patient est placé dans la position appropriée (c’est-à-dire en décubitus dorsal ou ventral) et les premières images sont obtenues. Le patient est préparé et drapé de la manière stérile habituelle. Pour l’anesthésie locale, on utilise de la lidocaïne à 1 %. Une petite entaille est pratiquée sur la peau du patient (figure 10). L’aiguille de Hawkins, avec le stylet en place, est avancée jusqu’à l’emplacement souhaité et confirmé par le scanner. Des pinces Kelly sont utilisées pour saisir le marqueur fiduciaire. Il est plus facile de faire tomber le marqueur dans l’aiguille de Hawkins si l’orientation du marqueur est légèrement inclinée par rapport à la pince de Kelly (Figure 11). Les figures 10 à 12 montrent un patient présentant de mauvais tests de fonction pulmonaire chez qui des marqueurs fiduciaires ont été placés dans la paroi thoracique pour éviter un éventuel pneumothorax.

Le stylet à pointe de crayon est retiré de l’aiguille de Hawkins. A l’aide de la pince de Kelly, le marqueur fiduciaire est positionné et libéré dans l’aiguille de Hawkins. La figure 11 montre les étapes ci-dessus avec le marqueur fiduciaire dans la partie proximale de l’aiguille de Hawkins. Le stylet bleu à pointe émoussée est ensuite placé dans l’aiguille de Hawkins. Cela pousse le marqueur vers l’extrémité de l’aiguille. Pour s’assurer que le marqueur sort de l’aiguille, le stylet bleu à pointe émoussée doit être avancé complètement en tournant les composants de verrouillage Luer du stylet et de l’aiguille de Hawkins jusqu’à ce que le bouton affleure le moyeu de l’aiguille. L’aiguille peut être retirée à ce stade, ou le stylet à pointe émoussée peut être remplacé et l’aiguille peut être repositionnée pour la pose de marqueurs supplémentaires. Lorsque le placement des marqueurs fiduciaires est terminé, on obtient des images CT montrant l’emplacement des marqueurs (Figure 12).

Idéalement, 5 à 6 marqueurs doivent être placés. Il est important qu’ils soient dans des plans différents le long des axes x, y et z. Si possible,il est optimal de placer un marqueur au centre de la lésion (figure 13), puis de placer les autres marqueurs autour (entre parenthèses) de la lésion, de sorte que l’isocentre des marqueurs soit le centre de la lésion. Parfois, il n’est pas possible, comme dans le cas du patient présenté dans les figures 10 à 12, de placer un marqueur au centre de la lésion, mais le fait de les placer à moins de 5 cm facilitera quand même le traitement. Les marqueurs placés à plus de 7 cm de la lésion ne seront probablement pas utilisables. Le système utilise un petit champ de vision (20 cm). Des exemples de placement de repères dans la poitrine, l’abdomen et le bassin sont illustrés aux figures 14 à 16.

Surveillance et sécurité

Les patients chez qui des repères sont placés dans des organes (par exemple le foie) sont généralement observés pendant 2 heures après la procédure. Les patients qui ont des fiduciaires placés uniquement dans les tissus mous (par exemple, la paroi thoracique) sont observés pendant 1 heure. Après cette période, les patients peuvent généralement quitter l’hôpital. Les patients attendent généralement 7 à 10 jours pour permettre la « cicatrisation » des marqueurs fiduciels avant de revenir pour le scanner de planification. Une fois le scanner de planification effectué, les radio-oncologues élaborent leur plan de traitement. Si les marqueurs fiduciaires migrent entre la planification et le traitement, ils ne seront pas utilisables, à moins que le patient ne soit scanné à nouveau et que le plan de traitement ne soit révisé.

Complications

En plus des petits risques habituels de saignement et d’infection liés aux procédures interventionnelles, les complications potentielles comprennent le développement d’un pneumothorax, la confusion du patient liée à la lidocaïne et la migration des marqueurs fiduciaires après leur placement. Si un petit pneumothorax se produit (figure 17), le patient peut être suivi par des radiographies pour vérifier sa résolution. Si un pneumothorax cliniquement significatif se produit, un cathéter en queue de cochon peut être placé. Une autre complication possible est le développement d’un hématome intramusculaire. La figure 18 montre un hématome de la musculature de la paroi abdominale (par rapport au côté controlatéral normal). Ces hématomes se résorbent généralement sans intervention. L’hématome peut être suivi cliniquement ou par tomodensitométrie si nécessaire.

La migration des marqueurs fiduciaires décrit un changement de position des marqueurs soit entre le placement et la tomodensitométrie de planification du traitement, soit entre la tomodensitométrie de planification et la délivrance effective du traitement. Un exemple de migration de marqueurs est illustré à la figure 19. Cela peut également se produire lorsque les marqueurs sont placés dans l’espace pleural,3 ou dans un endroit intravasculaire, comme une artère, bien que cela soit rare.4 Le placement des marqueurs dans un endroit extrapleural de la paroi thoracique peut aider à éviter la migration. La confusion du patient liée à la lidocaïne est une autre complication potentielle. Selon notre expérience, certains patients qui ont reçu >30 cc de lidocaïne peuvent devenir confus. Chez la plupart des patients,<30 cc est suffisant pour contrôler l’inconfort du patient.

Conclusion

En conclusion, la radiochirurgie stéréotaxique est une méthode de traitement de plus en plus utilisée. Il est important que les radiologues effectuant la mise en place de marqueurs fiduciaires sous guidage CT soient en mesure de le faire de manière sûre et précise. Cet article présente l’essentiel de la façon dont le système utilise les marqueurs fiduciaires, un guide étape par étape sur la façon d’effectuer la procédure, un examen des complications potentielles et ce qu’il faut faire lorsqu’elles se produisent.

1. Kothary N, Dieterich S, Louie JD, et al. Implantation percutanée de marqueurs fiduciaires pour la radiothérapie guidée par imagerie. AJR Am J Roentgenol. 2009;192:1090-1096.
2. Saw CB, Chen H, Wagner H Jr. Mise en œuvre de l’enregistrement d’image basé sur les repères dans le système robotique Cyberknife. Med Dosim. 2008;33 : 156-160.
3. Kee ST. Placement fiduciaire pour faciliter le traitement des lésions pulmonaires avec le système Cyberknife. Accuray Incorporated. 2005. eradiology.bidmc.harvard.edu/LearningLab/respiratory/Singal.pdf. Consulté le 30 mars 2011.
4. Kee ST. Placement fiduciaire pour faciliter le traitement des lésions du pancréas et du foie avec le système Cyberknife. Accuray Incorporated. 2005. eradiology.bidmc.harvard.edu/LearningLab/respiratory/Singal.pdf. Consulté le 30 mars 2011.
5. Sotiropoulou E, Stathochristopoulou I, Stathopoulos K, et al. CT-guided fiducial placement for Cyberknife stereotactic radiosurgery : An initial experience. Cardiovasc Intervent Radiol. 2010;33:586-589.

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