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Nouvelles modalités d’imagerie pour la radiothérapie : imagerie fonctionnelle et moléculaire
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CANRAD-3309; No. of Pages 5
Cancer/Radiothérapie xxx (2015) xxx–xxx
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Nouvelles modalités d’imagerie pour la radiothérapie : imagerie fonctionnelle et moléculaire Benefits of functional imaging in radiotherapy P. Vera a,∗,c , S. Thureau a,b,c a b c
Département de médecine nucléaire, centre de lutte contre le cancer Henri-Becquerel, 1, rue d’Amiens, 76000 Rouen, France Département de radiothérapie, centre de lutte contre le cancer Henri-Becquerel, rue d’Amiens, 76000 Rouen, France FR CNRS 3638, laboratoire QuantIF (EA4108-Litis), rue d’Amiens, 76000 Rouen, France
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Mots clés : TEP Radiothérapie Hypoxie
r é s u m é L’imagerie fonctionnelle par tomographie par émission de positons (TEP) apparaît extrêmement intéressante pour optimiser la balistique en radiothérapie et possiblement adapter la dose de radiothérapie en cours de traitement. Toutefois, en 2015, seule la TEP au fluoro-2-désoxyglucose (FDG) est validée pour la planification de la radiothérapie et uniquement dans le bilan préthérapeutique des cancers pulmonaires. L’intérêt du « dose painting », de la TEP dans le planning de traitement des cancers extrapulmonaires, des autres traceurs (dont les traceurs de TEP de l’hypoxie), de l’IRM de diffusion et de la TEP-IRM reste à démontrer par des études prospectives multicentriques. © 2015 Publie´ par Elsevier Masson SAS pour la Société française de radiothérapie oncologique (SFRO).
a b s t r a c t Keywords: PET Radiotherapy Hypoxia
Functional imaging with positron emission tomography (PET) is interesting to optimize radiotherapy planning, and probably to perform dose redistribution in many cancers. However, in 2015, fluorodeoxyglucose (FDG)-PET is validated only for therapy planning for lung cancer. The interest of dose painting, PET in non-lung cancers, the interest of other tracers (even PET hypoxia tracers), DW-MRI, and PET-MR for radiotherapy needs to be demonstrated in prospective multicentric phase III studies on large series of patients. © 2015 Published by Elsevier Masson SAS on behalf of the Société française de radiothérapie oncologique (SFRO).
1. Introduction L’imagerie fonctionnelle et moléculaire, notamment la tomographie par émission de positons (TEP) couplée à une tomodensitométrie (ou positron emission tomography/computed tomography [PET/CT]), a montré un intérêt croissant ces dix dernières années pour la radiothérapie. Les principaux cancers concernés sont le cancer du poumon, les cancers ORL, le cancer de l’œsophage, les
∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (P. Vera).
tumeurs cérébrales, le cancer de la prostate, du col de l’utérus et du rectum. La TEP-tomodensitométrie est utilisée principalement avec du fluoro-2-désoxyglucose (FDG) mais peut également utiliser d’autres traceurs et notamment les traceurs de l’hypoxie. Pour le radiothérapeute la TEP au FDG a plusieurs intérêts, notamment avant le traitement (planification de la radiothérapie) et, plus récemment, son intérêt a été suggéré pour modifier la dose de radiothérapie en cours de traitement (redistribution de la dose). L’objectif principal de ces approches est d’optimiser la balistique en permettant un meilleur taux de contrôle tumoral local, tout en épargnant au mieux les tissus sains [1–3]. Dans la mesure où la TEP au FDG pour traiter le cancer pulmonaire constitue un « modèle » particulièrement étudié, ce point sera principalement développé.
http://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2015.06.018 1278-3218/© 2015 Publie´ par Elsevier Masson SAS pour la Société française de radiothérapie oncologique (SFRO).
Pour citer cet article : Vera P, Thureau S. Nouvelles modalités d’imagerie pour la radiothérapie : imagerie fonctionnelle et moléculaire. Cancer Radiother (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2015.06.018
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2. Intérêt de l’imagerie fonctionnelle préthérapeutique pour la planification de la radiothérapie 2.1. TEP au FDG avant la radiothérapie des cancers pulmonaires La chimioradiothérapie est le traitement standard des cancers pulmonaires non à petites cellules localement évolués [4]. De nombreuses publications et revues ont montré l’intérêt de la TEP au FDG préthérapeutique pour la délinéation de la tumeur primitive (définition du volume cible biologique, biological target volume [BTV] et du volume tumoral macroscopique, gross tumour volume [GTV]) [5]. Plusieurs études ont montré l’intérêt de la TEP au FDG avant la radiothérapie pulmonaire avec une modification significative des paramètres de la radiothérapie, avec notamment une meilleure définition de la tumeur primitive (en cas d’atélectasie) et des aires ganglionnaires [6]. La TEP a également un intérêt pour mieux cibler l’irradiation des ganglions en évitant l’irradiation médiastinale prophylactique (selective nodal irradiation) de par sa bonne sensibilité [5,6]. Il a été montré que l’irradiation ganglionnaire sélective permettait de réduire les volumes irradiés et donc de diminuer la dose d’irradiation à l’œsophage et au poumon normal (diminution de la toxicité), tout en offrant la possibilité d’un complément de dose de radiothérapie (boost) [7]. Par ailleurs, le fait de définir le volume tumoral et ganglionnaire macroscopique avec la TEP au FDG permet d’améliorer la reproductibilité de délinéation de ce volume cible entre les oncologues radiothérapeutes [8]. Par conséquent, la TEP au FDG est en 2015 un standard dans la planification de la radiothérapie des cancers pulmonaires localement évolués. Pour ce cancer, il est important de noter que la TEP au FDG est souvent réalisée avant une chimiothérapie d’induction alors que la tomodensitométrie de mise en place est réalisée après cette chimiothérapie d’induction (et avant la radiothérapie). Ainsi, le repositionnement entre la TEP au FDG et la tomodensitométrie de mise en place est important, soit en utilisant des techniques de recalage numérique, soit au mieux en utilisant une tomodensitométrie et une TEP-tomodensitométrie réalisées en position de traitement. Envisager un complément de dose de radiothérapie doit permettre un meilleur taux de contrôle tumoral local. Cependant, une étude récente prospective multicentrique de phase III du Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) (0617) a montré une diminution de la probabilité de survie globale de 29 à 19 mois chez des patients ayant rec¸u une dose de 74 Gy par rapport à ceux ayant rec¸u une dose standard de 60 Gy [9]. Toutefois, cette étude a été réalisée sur une planification initiale utilisant majoritairement des tomodensitométries. La convergence de ces informations tend à montrer qu’une augmentation de la dose est intéressante sous réserve de mieux cibler la radiothérapie. Cela constitue un apport potentiel important de l’imagerie fonctionnelle. Ainsi, l’équipe de Maastricht a montré que le volume le « plus » hypermétabolique (hotspot) visible sur la TEP au FDG préthérapeutique était le site de récidive tumoral local dans 70 % des cas [10]. Notre groupe a confirmé dans une série de 35 patients que le volume fonctionnel tumoral à 70 % du maximum de la standard uptake value (SUVmax) était majoritairement le site de récidive tumoral [11]. Récemment, nous avons montré des résultats similaires dans le cancer de l’œsophage. Pour ce cancer, la zone de récidive était définie par le volume tumoral fonctionnel correspondant à 60 % de la SUVmax préthérapeutique [12]. Ces résultats suggèrent qu’une petite région hypermétabolique sur la TEP au FDG pourrait être identifiée et utilisée pour une augmentation plus focale de la dose de radiothérapie. Un essai de phases II/III d’augmentation de dose sur ce « hotspot » sur la TEP au FDG est en cours dans les cancers bronchiques (essai PET Boost NCT01024829 ; Pr De Rysscher).
2.2. Dose painting La mesure de l’hétérogénéité intratumorale grâce à l’imagerie fonctionnelle par TEP permet d’envisager l’augmentation de dose via une « peinture ou sculpture de dose » ou « dose painting ». Le dose painting peut en théorie être réalisé « by contour » (DPBC) [13] ou « by number » (DPBN) [14]. Toutefois, les systèmes de délinéation utilisés pour la radiothérapie (systèmes de planification des traitements [TPS]) ne peuvent intégrer que des volumes (RT structure). Il faut donc nécessairement opérer une conversion du DPBN en isocontours compatibles avec le système de planification des traitements et les isocontours doivent être compatibles avec les contraintes technologiques de la radiothérapie avec modulation d’intensité (RCMI). À ce jour, l’intérêt « séduisant » du « dose painting » guidé par l’imagerie fonctionnelle n’a pas été montré. 2.3. Délinéation et segmentation du volume tumoral macroscopique De nombreuses études se sont intéressées aux méthodes de définition du volume tumoral macroscopique sur la TEP et de nombreux algorithmes ont été développés et/ou utilisés (pourcentage de la SUVmax, méthode statistique, méthode adaptative, etc.). À ce jour, aucune méthode n’a été clairement validée comme pouvant être utilisée en toute situation, notamment pour les petits volumes fonctionnels tumoraux et les faibles niveaux de fixation. Toutefois, pour des tumeurs de grande taille (correspondant à plus de trois fois la résolution spatiale de la TEP-tomodensitométrie) avec un contraste important (SUVmax de plus de 5), la définition du volume tumoral macroscopique par un pourcentage de 40 % de la SUVmax est une méthode validée. Pour les tumeurs de petite taille (notamment les ganglions) et de faible contraste, les méthodes adaptatives ou statistiques (FLAB) semblent donner de meilleurs résultats que les méthodes manuelles, et sont de toute fac¸on plus reproductibles [15,16]. 2.4. TEP de l’hypoxie pour la planification de la radiothérapie Un deuxième moyen de mieux cibler la zone d’augmentation de la dose de radiothérapie est d’utiliser l’imagerie de l’hypoxie. En effet, il est clairement démontré qu’une tumeur hypoxique est radiorésistante. La TEP au fluoromisonidazole (F-Miso) a été utilisée à partir des années 2000 pour les tumeurs de la base du crâne [17–19]. De nombreux traceurs de l’hypoxie (imidazolés et non imidazolés) ont été développés [20]. La TEP de l’hypoxie a également été utilisée dans le cancer rectal ou dans celui de la prostate [21,22]. Ces études de faisabilité restent sur de faibles effectifs (moins de 30 patients) et aucune étude prospective de phase III n’a montré l’intérêt de l’utilisation de la TEP de l’hypoxie dans le bilan préthérapeutique de la radiothérapie si ce n’est l’analyse ancillaire du Trans Tasman Radiation Oncology Group (TROG) avec le F-Miso dans le traitement des cancers ORL [23]. Une étude prospective multicentrique de phase II sur les cancers bronchiques (RTEP5 ; NCT01576796) est en cours d’analyse. Dans cette étude, sur 79 patients pré-inclus, 61 l’ont été définitivement et 34 étaient atteints d’une tumeur hypoxique, parmi lesquels 24 (70 %) ont pu bénéficier d’un complément de dose de radiothérapie allant de 70 à 86 Gy sans toxicité de grade IV. Par ailleurs, dans cette étude, la comparaison des images au FDG et au F-Miso a clairement montré que ces deux traceurs avaient une signification différente (données non publiées) (Fig. 1 et 2). 2.5. Autres traceurs TEP et IRM pour la planification de la radiothérapie D’autres traceurs ont été utilisés pour optimiser la planification de la radiothérapie, notamment avec :
Pour citer cet article : Vera P, Thureau S. Nouvelles modalités d’imagerie pour la radiothérapie : imagerie fonctionnelle et moléculaire. Cancer Radiother (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2015.06.018
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Fig. 1. Utilisation de l’imagerie pour la planification de la radiothérapie : tomographie par émission de positons, TEP (A,B) et images fusionnées TEP-tomodensitométrie (C, D). A. Image positive au fluoromisonidazole (F-Miso). B. Image positive au fluorodésoxyglucose (FDG). C. Images fusionnées TEP/TDM F-Miso. D. Images fusionnées FDG.
• la fluorothymidine comme traceur de la prolifération du cancer pulmonaire, du rectum de l’œsophage [21,24,25] ; • la fluorocholine pour les cancers de la prostate [26] ; • ou avec la fluoroéthyl-thyrosine (FET) pour les tumeurs cérébrales [27]. L’intérêt des données fonctionnelles de l’IRM, et notamment de l’IRM de diffusion (DW-MRI) a été suggéré pour les cancers ORL, mais son utilisation pour la radiothérapie reste du domaine de la recherche clinique [28]. Il est également possible que la TEP-IRM soit un outil intéressant pour la planification en radiothérapie [29]. 3. Intérêt de la TEP pendant la radiothérapie (redistribution de la dose)
Fig. 2. Imagerie de l’hypoxie pour la planification de la radiothérapie. A. Volume cible prévisionnel 66 Gy en bleu clair avec la D95 % (dose dans 95 % du volume). B. Volume cible prévisionnel 86 Gy en bleu foncé avec la D95 %, volume hypoxique en rouge (essai RTEP5).
En ce qui concerne le cancer pulmonaire, il a été montré qu’il était possible de réaliser une TEP au FDG pendant la radiothérapie pulmonaire sans aucun artéfact [30]. La période au cours de laquelle la SUV et le volume fonctionnel diminuent de 50 % est aux alentours de 42 Gy de la radiothérapie pulmonaire, c’est-à-dire aux alentours de 5 semaines pour une radiothérapie normofractionnée de cinq séances de 2 Gy par semaine. Ce résultat a été montré pour les patients bénéficiant d’une radiothérapie seule ou d’une chimioradiothérapie, avec une diminution parallèle du métabolisme et du volume fonctionnel tumoral dans la tumeur primitive ou dans les ganglions. Plusieurs auteurs ont également montré l’intérêt pronostique de cette TEP au FDG perthérapeutique dans la prise en charge des cancers bronchiques [31–35]. Dans une étude prospective multicentrique sur 77 patients (RTEP2 ; NCT01261598), notre groupe a confirmé l’impact pronostique de la TEP au FDG réalisée à 42 Gy de la chimioradiothérapie pulmonaire sur la probabilité de survie globale à 1 an [35]. Dans cette étude, les patients qui avaient une SUVmax de plus de 5,3 à
Pour citer cet article : Vera P, Thureau S. Nouvelles modalités d’imagerie pour la radiothérapie : imagerie fonctionnelle et moléculaire. Cancer Radiother (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2015.06.018
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42 Gy de la radiothérapie ou de la chimioradiothérapie pulmonaire étaient décédés pour 96 % à un an. Cela a amené la proposition d’un essai prospectif multicentrique dans le cancer pulmonaire non à petites cellules (étude RTEP7-IFCT1402 ; NCT02473133 ; PHRC2014) visant à tester l’intérêt d’un complément de dose de radiothérapie avec redistribution de la dose basée sur la TEP au FDG réalisée à 42 Gy de la chimioradiothérapie. En ce qui concerne le cancer ORL, l’équipe de Bruxelles (MIRO) a montré la faisabilité d’une redistribution de doses de radiothérapie sur la TEP perthérapeutique au fluoroazomycine arabinoside (Faza, traceur de l’hypoxie) réalisée après sept puis 17 fractions de radiothérapie [36–38]. À ce jour, aucune étude de phase III n’a montré l’intérêt de la redistribution de doses sur l’imagerie TEP, que ce soit du métabolisme ou de l’hypoxie. 4. Conclusion
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L’imagerie fonctionnelle par TEP apparaît extrêmement intéressante pour optimiser la balistique en radiothérapie et possiblement pour redistribuer la dose de radiothérapie. Toutefois, à ce jour, la TEP au FDG n’est validée pour la radiothérapie, que dans le bilan préthérapeutique des cancers pulmonaires. L’intérêt de la réalisation d’une TEP avec un autre traceur avant et/ou pendant la radiothérapie reste à démontrer. Enfin, il est probable que la TEP-IRM trouvera son intérêt dans cette indication pour les tumeurs qui bénéficient déjà de l’IRM dans leur bilan avant radiothérapie (tumeurs ORL, cérébrales, pelviennes, hépatiques). Des essais de phase III doivent se mettre en place au niveau national et/ou européen pour prouver l’intérêt de ces nouvelles techniques d’imagerie. Déclaration d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.
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Remerciements Les auteurs remercient mesdames Céline Breton et Béatrice Guilbert pour leur aide pour la préparation et relecture de cet article.
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Références [1] Grégoire V, Haustermans K, Geets X, Roels S, Lonneux M. PET-based treatment planning in radiotherapy: a new standard? J Nucl Med 2007;48:68S–77S [Review]. [2] Grégoire V, Jeraj R, Lee JA, O’Sullivan B. Radiotherapy for head and neck tumours in 2012 and beyond: conformal, tailored, and adaptive? Lancet Oncol 2012;13:e292–300. [3] Geets X, Sterpin E, Wanet M, Di Perri D, Lee J. Metabolic imaging in non-smallcell lung cancer radiotherapy. Cancer Radiother 2014;18:402–5. [4] Auperin A, NSCLC Meta-Analyses Collaborative Group. Chemotherapy in addition to supportive care improves survival in advanced non-small-cell lung cancer: a systematic review and meta-analysis of individual patient data from 16 randomized controlled trials. J Clin Oncol 2008;26:4617–25. [5] Nestle U, Kremp S, Grosu AL. Practical integration of [18 F]-FDG-PET and PETCT in the planning of radiotherapy for non-small cell lung cancer (NSCLC): the technical basis, ICRU-target volumes, problems, perspectives. Radiother Oncol 2006;81:209–25. [6] Lecchi M, Fossati P, Elisei F, Orecchia R, Lucignani G. Current concepts on imaging in radiotherapy. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2008;35:821–37. [7] van Loon J, van Baardwijk A, Boersma L, Ollers M, Lambin P, De Ruysscher D. Therapeutic implications of molecular imaging with PET in the combined modality treatment of lung cancer. Cancer Treat Rev 2011;37:331–43. [8] van Baardwijk A, Bosmans G, Boersma L, Buijsen J, Wanders S, Hochstenbag M, et al. PET-CT-based auto-contouring in non-small-cell lung cancer correlates with pathology and reduces interobserver variability in the delineation of the primary tumor and involved nodal volumes. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2007;68:771–8. [9] Bradley JD, Bae K, Graham MV, Byhardt R, Govindan R, Fowler J, et al. Primary analysis of the phase II component of a phase I/II dose intensification study
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
using three-dimensional conformal radiation therapy and concurrent chemotherapy for patients with inoperable non-small-cell lung cancer: RTOG 0117. J Clin Oncol 2010;28:2475–80. Aerts HJ, Bussink J, Oyen WJ, van Elmpt W, Folgering AM, Emans D, et al. Identification of residual metabolic-active areas within NSCLC tumours using a pre-radiotherapy FDG-PET-CT scan: a prospective validation. Lung Cancer 2012;75:73–6. Calais J, Thureau S, Dubray B, Modzelewski R, Thiberville L, Gardin I, et al. Areas of high (18 F)-FDG uptake on preradiotherapy PET/CT identify preferential sites of local relapse after chemoradiotherapy for non-small cell lung cancer. J Nucl Med 2015;56:196–203. Calais J, Dubray B, Nkhali L, Thureau S, Lemarignier C, Modzelewski R, et al. High FDG uptake areas on pre-radiotherapy PET/CT identify preferential sites of local relapse after chemoradiotherapy for locally advanced oesophageal cancer. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2015;42:858–67. Meijer G, Steenhuijsen J, Bal M, De Jaeger K, Schuring D, Theuws J. Dose painting by contours versus dose painting by numbers for stage II/III lung cancer: practical implications of using a broad or sharp brush. Radiother Oncol 2011;100:396–401. Thorwarth D, Eschmann SM, Paulsen F, Alber M. Hypoxia dose painting by numbers: a planning study. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2007;68:291–300. Vauclin S, Doyeux K, Hapdey S, Edet-Sanson A, Vera P, Gardin I. Development of a generic thresholding algorithm for the delineation of (18 F)-FDG-PET positive tissue: application to the comparison of three thresholding models. Phys Med Biol 2009;54:6901–16. Hatt M, Cheze le Rest C, Turzo A, Roux C, Visvikis D. A fuzzy locally adaptive Bayesian segmentation approach for volume determination in PET. IEEE Trans Med Imaging 2009;28:881–93. Choi W, Lee SW, Park SH, Ryu JS, Oh SJ, Im KC, et al. Planning study for available dose of hypoxic tumor volume using fluorine-18-labeled fluoromisonidazole positron emission tomography for treatment of the head and neck cancer. Radiother Oncol 2010;97:176–82. Hendrickson K, Phillips M, Smith W, Peterson L, Krohn K, Rajendran J. Hypoxia imaging with [F-18] FMISO-PET in head and neck cancer: potential for guiding intensity modulated radiation therapy in overcoming hypoxia-induced treatment resistance. Radiother Oncol 2011;101:369–75. Mammar H, Kerrou K, Nataf V, Pontvert D, Clemenceau S, Lot G, et al. Positron emission tomography/computed tomography imaging of residual skull base chordoma before radiotherapy using fluoromisonidazole and fluorodeoxyglucose: potential consequences for dose painting. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2012;84:681–7. Mees G, Dierckx R, Vangestel C, Van de Wiele C. Molecular imaging hypoxia with radiolabelled agents. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2009;36:1674–86. Roels S, Slagmolen P, Nuyts J, Lee JA, Loeckx D, Maes F, et al. Biological imageguided radiotherapy in rectal cancer: is there a role for FMISO or FLT, next to FDG? Acta Oncol 2008;47:1237–48. Garcia-Parra R, Wood D, Shah RB, Siddiqui J, Hussain H, Park H, et al. Investigation on tumor hypoxia in resectable primary prostate cancer as demonstrated by (18 F)-FAZA PET/CT utilizing multimodality fusion techniques. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2011;38:1816–23. Rischin D, Hicks RJ, Fisher R, Binns D, Corry J, Porceddu S, et al. Prognostic significance of [18 F]-misonidazole positron emission tomography-detected tumor hypoxia in patients with advanced head and neck cancer randomly assigned to chemoradiation with or without tirapazamine: a substudy of Trans-Tasman Radiation Oncology Group Study 98.02. J Clin Oncol 2006;24:2098–104. Vera P, Bohn P, Edet-Sanson A, Salles A, Hapdey S, Gardin I, et al. Simultaneous positron emission tomography (PET) assessment of metabolism with (18 F)fluoro-2-deoxy-d-glucose (FDG), proliferation with (18 F)-fluoro-thymidine (FLT), and hypoxia with (18 F)-fluoro-misonidazole (F-miso) before and during radiotherapy in patients with non-small-cell lung cancer (NSCLC): a pilot study. Radiother Oncol 2011;98:109–16. Han D, Yu J, Yu Y, Zhang G, Zhong X, Lu J, et al. Comparison of (18 )Ffluorothymidine and (18 F)-fluorodeoxyglucose PET/CT in delineating gross tumor volume by optimal threshold in patients with squamous cell carcinoma of thoracic esophagus. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2010;76:1235–41. Niyazi M, Landrock S, Elsner A, Manapov F, Hacker M, Belka C, et al. Automated biological target volume delineation for radiotherapy treatment planning using FDG-PET/CT. Radiat Oncol 2013;8:180. Lemarigner C, Kraft J, Modzelewski R, Fechter T, Gardin I, Götz I, et al. Segmentation d’images de lesions cérébrales primitives en TEP FET : influence du volume de travail. Med Nucl 2014;38:429–38. Schakel T, Hoogduin JM, Terhaard CH, Philippens ME. Diffusion weighted MRI in head-and-neck cancer: geometrical accuracy. Radiother Oncol 2013;109:394–7. Leibfarth S, Mönnich D, Welz S, Siegel C, Schwenzer N, Schmidt H, et al. A strategy for multimodal deformable image registration to integrate PET/MR into radiotherapy treatment planning. Acta Oncol 2013;52:1353–9. Edet-Sanson A, Dubray B, Doyeux K, Back A, Hapdey S, Modzelewski R, et al. Serial assessment of FDG-PET FDG uptake and functional volume during radiotherapy in patients with non-small cell lung cancer (NSCLC). Radiother Oncol 2012;102:251–7. van Elmpt W, De Ruysscher D, van der Salm A, Lakeman A, van der Stoep J, Emans D, et al. The PET-boost randomised phase II dose-escalation trial in nonsmall cell lung cancer. Radiother Oncol 2012;104:67–71. Kong FM, Frey KA, Quint LE, Ten Haken RK, Hayman JA, Kessler M, et al. A pilot study of [18 F]-fluorodeoxyglucose positron emission tomography scans during
Pour citer cet article : Vera P, Thureau S. Nouvelles modalités d’imagerie pour la radiothérapie : imagerie fonctionnelle et moléculaire. Cancer Radiother (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2015.06.018
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and after radiation-based therapy in patients with non small-cell lung cancer. J Clin Oncol 2007;25:3116–23. [33] Huang W, Zhou T, Ma L, Sun H, Gong H, Wang J, et al. Standard uptake value and metabolic tumor volume of (18 F)-FDG PET/CT predict short-term outcome early in the course of chemoradiotherapy in advanced non-small cell lung cancer. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2011;38:1628–35. [34] Zhang HQ, Yu JM, Meng X, Yue JB, Feng R, Ma L. Prognostic value of serial [18 F]fluorodeoxyglucose PET-CT uptake in stage III patients with non-small cell lung cancer treated by concurrent chemoradiotherapy. Eur J Radiol 2011;77: 92–6. [35] Vera P, Mezzani-Saillard S, Edet-Sanson A, Menard JF, Modzelewski R, Thureau S, et al. FDG-PET during radiochemotherapy is predictive of outcome at 1 year in
5
non-small cell lung cancer patients: a prospective multicentric study (RTEP2). Eur J Nucl Med Mol Imaging 2014;41:1057–65. [36] Servagi-Vernat S, Differding S, Sterpin E, Hanin FX, Labar D, Bol A, et al. Hypoxiaguided adaptive radiation dose escalation in head and neck carcinoma: a planning study. Acta Oncol 2015:1–9. [37] Servagi-Vernat S, Differding S, Hanin FX, Labar D, Bol A, Lee JA, et al. A prospective clinical study of (18 F)-FAZA PET-CT hypoxia imaging in head and neck squamous cell carcinoma before and during radiation therapy. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2014;41:1544–52. [38] Servagi-Vernat S, Giraud P. Apport de l’imagerie fonctionnelle dans la radiothérapie des cancers des voies aérodigestives supérieures : vers l’adaptation à la biologie ? Cancer Radiother 2014;18:565–71.
Pour citer cet article : Vera P, Thureau S. Nouvelles modalités d’imagerie pour la radiothérapie : imagerie fonctionnelle et moléculaire. Cancer Radiother (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2015.06.018
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a b s t r a c t Keywords: PET Radiotherapy Hypoxia
Functional imaging with positron emission tomography (PET) is interesting to optimize radiotherapy planning, and probably to perform dose redistribution in many cancers. However, in 2015, fluorodeoxyglucose (FDG)-PET is validated only for therapy planning for lung cancer. The interest of dose painting, PET in non-lung cancers, the interest of other tracers (even PET hypoxia tracers), DW-MRI, and PET-MR for radiotherapy needs to be demonstrated in prospective multicentric phase III studies on large series of patients. © 2015 Published by Elsevier Masson SAS on behalf of the Société française de radiothérapie oncologique (SFRO).
1. Introduction L’imagerie fonctionnelle et moléculaire, notamment la tomographie par émission de positons (TEP) couplée à une tomodensitométrie (ou positron emission tomography/computed tomography [PET/CT]), a montré un intérêt croissant ces dix dernières années pour la radiothérapie. Les principaux cancers concernés sont le cancer du poumon, les cancers ORL, le cancer de l’œsophage, les
∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (P. Vera).
tumeurs cérébrales, le cancer de la prostate, du col de l’utérus et du rectum. La TEP-tomodensitométrie est utilisée principalement avec du fluoro-2-désoxyglucose (FDG) mais peut également utiliser d’autres traceurs et notamment les traceurs de l’hypoxie. Pour le radiothérapeute la TEP au FDG a plusieurs intérêts, notamment avant le traitement (planification de la radiothérapie) et, plus récemment, son intérêt a été suggéré pour modifier la dose de radiothérapie en cours de traitement (redistribution de la dose). L’objectif principal de ces approches est d’optimiser la balistique en permettant un meilleur taux de contrôle tumoral local, tout en épargnant au mieux les tissus sains [1–3]. Dans la mesure où la TEP au FDG pour traiter le cancer pulmonaire constitue un « modèle » particulièrement étudié, ce point sera principalement développé.
http://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2015.06.018 1278-3218/© 2015 Publie´ par Elsevier Masson SAS pour la Société française de radiothérapie oncologique (SFRO).
Pour citer cet article : Vera P, Thureau S. Nouvelles modalités d’imagerie pour la radiothérapie : imagerie fonctionnelle et moléculaire. Cancer Radiother (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2015.06.018
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2. Intérêt de l’imagerie fonctionnelle préthérapeutique pour la planification de la radiothérapie 2.1. TEP au FDG avant la radiothérapie des cancers pulmonaires La chimioradiothérapie est le traitement standard des cancers pulmonaires non à petites cellules localement évolués [4]. De nombreuses publications et revues ont montré l’intérêt de la TEP au FDG préthérapeutique pour la délinéation de la tumeur primitive (définition du volume cible biologique, biological target volume [BTV] et du volume tumoral macroscopique, gross tumour volume [GTV]) [5]. Plusieurs études ont montré l’intérêt de la TEP au FDG avant la radiothérapie pulmonaire avec une modification significative des paramètres de la radiothérapie, avec notamment une meilleure définition de la tumeur primitive (en cas d’atélectasie) et des aires ganglionnaires [6]. La TEP a également un intérêt pour mieux cibler l’irradiation des ganglions en évitant l’irradiation médiastinale prophylactique (selective nodal irradiation) de par sa bonne sensibilité [5,6]. Il a été montré que l’irradiation ganglionnaire sélective permettait de réduire les volumes irradiés et donc de diminuer la dose d’irradiation à l’œsophage et au poumon normal (diminution de la toxicité), tout en offrant la possibilité d’un complément de dose de radiothérapie (boost) [7]. Par ailleurs, le fait de définir le volume tumoral et ganglionnaire macroscopique avec la TEP au FDG permet d’améliorer la reproductibilité de délinéation de ce volume cible entre les oncologues radiothérapeutes [8]. Par conséquent, la TEP au FDG est en 2015 un standard dans la planification de la radiothérapie des cancers pulmonaires localement évolués. Pour ce cancer, il est important de noter que la TEP au FDG est souvent réalisée avant une chimiothérapie d’induction alors que la tomodensitométrie de mise en place est réalisée après cette chimiothérapie d’induction (et avant la radiothérapie). Ainsi, le repositionnement entre la TEP au FDG et la tomodensitométrie de mise en place est important, soit en utilisant des techniques de recalage numérique, soit au mieux en utilisant une tomodensitométrie et une TEP-tomodensitométrie réalisées en position de traitement. Envisager un complément de dose de radiothérapie doit permettre un meilleur taux de contrôle tumoral local. Cependant, une étude récente prospective multicentrique de phase III du Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) (0617) a montré une diminution de la probabilité de survie globale de 29 à 19 mois chez des patients ayant rec¸u une dose de 74 Gy par rapport à ceux ayant rec¸u une dose standard de 60 Gy [9]. Toutefois, cette étude a été réalisée sur une planification initiale utilisant majoritairement des tomodensitométries. La convergence de ces informations tend à montrer qu’une augmentation de la dose est intéressante sous réserve de mieux cibler la radiothérapie. Cela constitue un apport potentiel important de l’imagerie fonctionnelle. Ainsi, l’équipe de Maastricht a montré que le volume le « plus » hypermétabolique (hotspot) visible sur la TEP au FDG préthérapeutique était le site de récidive tumoral local dans 70 % des cas [10]. Notre groupe a confirmé dans une série de 35 patients que le volume fonctionnel tumoral à 70 % du maximum de la standard uptake value (SUVmax) était majoritairement le site de récidive tumoral [11]. Récemment, nous avons montré des résultats similaires dans le cancer de l’œsophage. Pour ce cancer, la zone de récidive était définie par le volume tumoral fonctionnel correspondant à 60 % de la SUVmax préthérapeutique [12]. Ces résultats suggèrent qu’une petite région hypermétabolique sur la TEP au FDG pourrait être identifiée et utilisée pour une augmentation plus focale de la dose de radiothérapie. Un essai de phases II/III d’augmentation de dose sur ce « hotspot » sur la TEP au FDG est en cours dans les cancers bronchiques (essai PET Boost NCT01024829 ; Pr De Rysscher).
2.2. Dose painting La mesure de l’hétérogénéité intratumorale grâce à l’imagerie fonctionnelle par TEP permet d’envisager l’augmentation de dose via une « peinture ou sculpture de dose » ou « dose painting ». Le dose painting peut en théorie être réalisé « by contour » (DPBC) [13] ou « by number » (DPBN) [14]. Toutefois, les systèmes de délinéation utilisés pour la radiothérapie (systèmes de planification des traitements [TPS]) ne peuvent intégrer que des volumes (RT structure). Il faut donc nécessairement opérer une conversion du DPBN en isocontours compatibles avec le système de planification des traitements et les isocontours doivent être compatibles avec les contraintes technologiques de la radiothérapie avec modulation d’intensité (RCMI). À ce jour, l’intérêt « séduisant » du « dose painting » guidé par l’imagerie fonctionnelle n’a pas été montré. 2.3. Délinéation et segmentation du volume tumoral macroscopique De nombreuses études se sont intéressées aux méthodes de définition du volume tumoral macroscopique sur la TEP et de nombreux algorithmes ont été développés et/ou utilisés (pourcentage de la SUVmax, méthode statistique, méthode adaptative, etc.). À ce jour, aucune méthode n’a été clairement validée comme pouvant être utilisée en toute situation, notamment pour les petits volumes fonctionnels tumoraux et les faibles niveaux de fixation. Toutefois, pour des tumeurs de grande taille (correspondant à plus de trois fois la résolution spatiale de la TEP-tomodensitométrie) avec un contraste important (SUVmax de plus de 5), la définition du volume tumoral macroscopique par un pourcentage de 40 % de la SUVmax est une méthode validée. Pour les tumeurs de petite taille (notamment les ganglions) et de faible contraste, les méthodes adaptatives ou statistiques (FLAB) semblent donner de meilleurs résultats que les méthodes manuelles, et sont de toute fac¸on plus reproductibles [15,16]. 2.4. TEP de l’hypoxie pour la planification de la radiothérapie Un deuxième moyen de mieux cibler la zone d’augmentation de la dose de radiothérapie est d’utiliser l’imagerie de l’hypoxie. En effet, il est clairement démontré qu’une tumeur hypoxique est radiorésistante. La TEP au fluoromisonidazole (F-Miso) a été utilisée à partir des années 2000 pour les tumeurs de la base du crâne [17–19]. De nombreux traceurs de l’hypoxie (imidazolés et non imidazolés) ont été développés [20]. La TEP de l’hypoxie a également été utilisée dans le cancer rectal ou dans celui de la prostate [21,22]. Ces études de faisabilité restent sur de faibles effectifs (moins de 30 patients) et aucune étude prospective de phase III n’a montré l’intérêt de l’utilisation de la TEP de l’hypoxie dans le bilan préthérapeutique de la radiothérapie si ce n’est l’analyse ancillaire du Trans Tasman Radiation Oncology Group (TROG) avec le F-Miso dans le traitement des cancers ORL [23]. Une étude prospective multicentrique de phase II sur les cancers bronchiques (RTEP5 ; NCT01576796) est en cours d’analyse. Dans cette étude, sur 79 patients pré-inclus, 61 l’ont été définitivement et 34 étaient atteints d’une tumeur hypoxique, parmi lesquels 24 (70 %) ont pu bénéficier d’un complément de dose de radiothérapie allant de 70 à 86 Gy sans toxicité de grade IV. Par ailleurs, dans cette étude, la comparaison des images au FDG et au F-Miso a clairement montré que ces deux traceurs avaient une signification différente (données non publiées) (Fig. 1 et 2). 2.5. Autres traceurs TEP et IRM pour la planification de la radiothérapie D’autres traceurs ont été utilisés pour optimiser la planification de la radiothérapie, notamment avec :
Pour citer cet article : Vera P, Thureau S. Nouvelles modalités d’imagerie pour la radiothérapie : imagerie fonctionnelle et moléculaire. Cancer Radiother (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2015.06.018
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Fig. 1. Utilisation de l’imagerie pour la planification de la radiothérapie : tomographie par émission de positons, TEP (A,B) et images fusionnées TEP-tomodensitométrie (C, D). A. Image positive au fluoromisonidazole (F-Miso). B. Image positive au fluorodésoxyglucose (FDG). C. Images fusionnées TEP/TDM F-Miso. D. Images fusionnées FDG.
• la fluorothymidine comme traceur de la prolifération du cancer pulmonaire, du rectum de l’œsophage [21,24,25] ; • la fluorocholine pour les cancers de la prostate [26] ; • ou avec la fluoroéthyl-thyrosine (FET) pour les tumeurs cérébrales [27]. L’intérêt des données fonctionnelles de l’IRM, et notamment de l’IRM de diffusion (DW-MRI) a été suggéré pour les cancers ORL, mais son utilisation pour la radiothérapie reste du domaine de la recherche clinique [28]. Il est également possible que la TEP-IRM soit un outil intéressant pour la planification en radiothérapie [29]. 3. Intérêt de la TEP pendant la radiothérapie (redistribution de la dose)
Fig. 2. Imagerie de l’hypoxie pour la planification de la radiothérapie. A. Volume cible prévisionnel 66 Gy en bleu clair avec la D95 % (dose dans 95 % du volume). B. Volume cible prévisionnel 86 Gy en bleu foncé avec la D95 %, volume hypoxique en rouge (essai RTEP5).
En ce qui concerne le cancer pulmonaire, il a été montré qu’il était possible de réaliser une TEP au FDG pendant la radiothérapie pulmonaire sans aucun artéfact [30]. La période au cours de laquelle la SUV et le volume fonctionnel diminuent de 50 % est aux alentours de 42 Gy de la radiothérapie pulmonaire, c’est-à-dire aux alentours de 5 semaines pour une radiothérapie normofractionnée de cinq séances de 2 Gy par semaine. Ce résultat a été montré pour les patients bénéficiant d’une radiothérapie seule ou d’une chimioradiothérapie, avec une diminution parallèle du métabolisme et du volume fonctionnel tumoral dans la tumeur primitive ou dans les ganglions. Plusieurs auteurs ont également montré l’intérêt pronostique de cette TEP au FDG perthérapeutique dans la prise en charge des cancers bronchiques [31–35]. Dans une étude prospective multicentrique sur 77 patients (RTEP2 ; NCT01261598), notre groupe a confirmé l’impact pronostique de la TEP au FDG réalisée à 42 Gy de la chimioradiothérapie pulmonaire sur la probabilité de survie globale à 1 an [35]. Dans cette étude, les patients qui avaient une SUVmax de plus de 5,3 à
Pour citer cet article : Vera P, Thureau S. Nouvelles modalités d’imagerie pour la radiothérapie : imagerie fonctionnelle et moléculaire. Cancer Radiother (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2015.06.018
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42 Gy de la radiothérapie ou de la chimioradiothérapie pulmonaire étaient décédés pour 96 % à un an. Cela a amené la proposition d’un essai prospectif multicentrique dans le cancer pulmonaire non à petites cellules (étude RTEP7-IFCT1402 ; NCT02473133 ; PHRC2014) visant à tester l’intérêt d’un complément de dose de radiothérapie avec redistribution de la dose basée sur la TEP au FDG réalisée à 42 Gy de la chimioradiothérapie. En ce qui concerne le cancer ORL, l’équipe de Bruxelles (MIRO) a montré la faisabilité d’une redistribution de doses de radiothérapie sur la TEP perthérapeutique au fluoroazomycine arabinoside (Faza, traceur de l’hypoxie) réalisée après sept puis 17 fractions de radiothérapie [36–38]. À ce jour, aucune étude de phase III n’a montré l’intérêt de la redistribution de doses sur l’imagerie TEP, que ce soit du métabolisme ou de l’hypoxie. 4. Conclusion
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L’imagerie fonctionnelle par TEP apparaît extrêmement intéressante pour optimiser la balistique en radiothérapie et possiblement pour redistribuer la dose de radiothérapie. Toutefois, à ce jour, la TEP au FDG n’est validée pour la radiothérapie, que dans le bilan préthérapeutique des cancers pulmonaires. L’intérêt de la réalisation d’une TEP avec un autre traceur avant et/ou pendant la radiothérapie reste à démontrer. Enfin, il est probable que la TEP-IRM trouvera son intérêt dans cette indication pour les tumeurs qui bénéficient déjà de l’IRM dans leur bilan avant radiothérapie (tumeurs ORL, cérébrales, pelviennes, hépatiques). Des essais de phase III doivent se mettre en place au niveau national et/ou européen pour prouver l’intérêt de ces nouvelles techniques d’imagerie. Déclaration d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.
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Remerciements Les auteurs remercient mesdames Céline Breton et Béatrice Guilbert pour leur aide pour la préparation et relecture de cet article.
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Références [1] Grégoire V, Haustermans K, Geets X, Roels S, Lonneux M. PET-based treatment planning in radiotherapy: a new standard? J Nucl Med 2007;48:68S–77S [Review]. [2] Grégoire V, Jeraj R, Lee JA, O’Sullivan B. Radiotherapy for head and neck tumours in 2012 and beyond: conformal, tailored, and adaptive? Lancet Oncol 2012;13:e292–300. [3] Geets X, Sterpin E, Wanet M, Di Perri D, Lee J. Metabolic imaging in non-smallcell lung cancer radiotherapy. Cancer Radiother 2014;18:402–5. [4] Auperin A, NSCLC Meta-Analyses Collaborative Group. Chemotherapy in addition to supportive care improves survival in advanced non-small-cell lung cancer: a systematic review and meta-analysis of individual patient data from 16 randomized controlled trials. J Clin Oncol 2008;26:4617–25. [5] Nestle U, Kremp S, Grosu AL. Practical integration of [18 F]-FDG-PET and PETCT in the planning of radiotherapy for non-small cell lung cancer (NSCLC): the technical basis, ICRU-target volumes, problems, perspectives. Radiother Oncol 2006;81:209–25. [6] Lecchi M, Fossati P, Elisei F, Orecchia R, Lucignani G. Current concepts on imaging in radiotherapy. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2008;35:821–37. [7] van Loon J, van Baardwijk A, Boersma L, Ollers M, Lambin P, De Ruysscher D. Therapeutic implications of molecular imaging with PET in the combined modality treatment of lung cancer. Cancer Treat Rev 2011;37:331–43. [8] van Baardwijk A, Bosmans G, Boersma L, Buijsen J, Wanders S, Hochstenbag M, et al. PET-CT-based auto-contouring in non-small-cell lung cancer correlates with pathology and reduces interobserver variability in the delineation of the primary tumor and involved nodal volumes. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2007;68:771–8. [9] Bradley JD, Bae K, Graham MV, Byhardt R, Govindan R, Fowler J, et al. Primary analysis of the phase II component of a phase I/II dose intensification study
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
using three-dimensional conformal radiation therapy and concurrent chemotherapy for patients with inoperable non-small-cell lung cancer: RTOG 0117. J Clin Oncol 2010;28:2475–80. Aerts HJ, Bussink J, Oyen WJ, van Elmpt W, Folgering AM, Emans D, et al. Identification of residual metabolic-active areas within NSCLC tumours using a pre-radiotherapy FDG-PET-CT scan: a prospective validation. Lung Cancer 2012;75:73–6. Calais J, Thureau S, Dubray B, Modzelewski R, Thiberville L, Gardin I, et al. Areas of high (18 F)-FDG uptake on preradiotherapy PET/CT identify preferential sites of local relapse after chemoradiotherapy for non-small cell lung cancer. J Nucl Med 2015;56:196–203. Calais J, Dubray B, Nkhali L, Thureau S, Lemarignier C, Modzelewski R, et al. High FDG uptake areas on pre-radiotherapy PET/CT identify preferential sites of local relapse after chemoradiotherapy for locally advanced oesophageal cancer. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2015;42:858–67. Meijer G, Steenhuijsen J, Bal M, De Jaeger K, Schuring D, Theuws J. Dose painting by contours versus dose painting by numbers for stage II/III lung cancer: practical implications of using a broad or sharp brush. Radiother Oncol 2011;100:396–401. Thorwarth D, Eschmann SM, Paulsen F, Alber M. Hypoxia dose painting by numbers: a planning study. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2007;68:291–300. Vauclin S, Doyeux K, Hapdey S, Edet-Sanson A, Vera P, Gardin I. Development of a generic thresholding algorithm for the delineation of (18 F)-FDG-PET positive tissue: application to the comparison of three thresholding models. Phys Med Biol 2009;54:6901–16. Hatt M, Cheze le Rest C, Turzo A, Roux C, Visvikis D. A fuzzy locally adaptive Bayesian segmentation approach for volume determination in PET. IEEE Trans Med Imaging 2009;28:881–93. Choi W, Lee SW, Park SH, Ryu JS, Oh SJ, Im KC, et al. Planning study for available dose of hypoxic tumor volume using fluorine-18-labeled fluoromisonidazole positron emission tomography for treatment of the head and neck cancer. Radiother Oncol 2010;97:176–82. Hendrickson K, Phillips M, Smith W, Peterson L, Krohn K, Rajendran J. Hypoxia imaging with [F-18] FMISO-PET in head and neck cancer: potential for guiding intensity modulated radiation therapy in overcoming hypoxia-induced treatment resistance. Radiother Oncol 2011;101:369–75. Mammar H, Kerrou K, Nataf V, Pontvert D, Clemenceau S, Lot G, et al. Positron emission tomography/computed tomography imaging of residual skull base chordoma before radiotherapy using fluoromisonidazole and fluorodeoxyglucose: potential consequences for dose painting. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2012;84:681–7. Mees G, Dierckx R, Vangestel C, Van de Wiele C. Molecular imaging hypoxia with radiolabelled agents. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2009;36:1674–86. Roels S, Slagmolen P, Nuyts J, Lee JA, Loeckx D, Maes F, et al. Biological imageguided radiotherapy in rectal cancer: is there a role for FMISO or FLT, next to FDG? Acta Oncol 2008;47:1237–48. Garcia-Parra R, Wood D, Shah RB, Siddiqui J, Hussain H, Park H, et al. Investigation on tumor hypoxia in resectable primary prostate cancer as demonstrated by (18 F)-FAZA PET/CT utilizing multimodality fusion techniques. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2011;38:1816–23. Rischin D, Hicks RJ, Fisher R, Binns D, Corry J, Porceddu S, et al. Prognostic significance of [18 F]-misonidazole positron emission tomography-detected tumor hypoxia in patients with advanced head and neck cancer randomly assigned to chemoradiation with or without tirapazamine: a substudy of Trans-Tasman Radiation Oncology Group Study 98.02. J Clin Oncol 2006;24:2098–104. Vera P, Bohn P, Edet-Sanson A, Salles A, Hapdey S, Gardin I, et al. Simultaneous positron emission tomography (PET) assessment of metabolism with (18 F)fluoro-2-deoxy-d-glucose (FDG), proliferation with (18 F)-fluoro-thymidine (FLT), and hypoxia with (18 F)-fluoro-misonidazole (F-miso) before and during radiotherapy in patients with non-small-cell lung cancer (NSCLC): a pilot study. Radiother Oncol 2011;98:109–16. Han D, Yu J, Yu Y, Zhang G, Zhong X, Lu J, et al. Comparison of (18 )Ffluorothymidine and (18 F)-fluorodeoxyglucose PET/CT in delineating gross tumor volume by optimal threshold in patients with squamous cell carcinoma of thoracic esophagus. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2010;76:1235–41. Niyazi M, Landrock S, Elsner A, Manapov F, Hacker M, Belka C, et al. Automated biological target volume delineation for radiotherapy treatment planning using FDG-PET/CT. Radiat Oncol 2013;8:180. Lemarigner C, Kraft J, Modzelewski R, Fechter T, Gardin I, Götz I, et al. Segmentation d’images de lesions cérébrales primitives en TEP FET : influence du volume de travail. Med Nucl 2014;38:429–38. Schakel T, Hoogduin JM, Terhaard CH, Philippens ME. Diffusion weighted MRI in head-and-neck cancer: geometrical accuracy. Radiother Oncol 2013;109:394–7. Leibfarth S, Mönnich D, Welz S, Siegel C, Schwenzer N, Schmidt H, et al. A strategy for multimodal deformable image registration to integrate PET/MR into radiotherapy treatment planning. Acta Oncol 2013;52:1353–9. Edet-Sanson A, Dubray B, Doyeux K, Back A, Hapdey S, Modzelewski R, et al. Serial assessment of FDG-PET FDG uptake and functional volume during radiotherapy in patients with non-small cell lung cancer (NSCLC). Radiother Oncol 2012;102:251–7. van Elmpt W, De Ruysscher D, van der Salm A, Lakeman A, van der Stoep J, Emans D, et al. The PET-boost randomised phase II dose-escalation trial in nonsmall cell lung cancer. Radiother Oncol 2012;104:67–71. Kong FM, Frey KA, Quint LE, Ten Haken RK, Hayman JA, Kessler M, et al. A pilot study of [18 F]-fluorodeoxyglucose positron emission tomography scans during
Pour citer cet article : Vera P, Thureau S. Nouvelles modalités d’imagerie pour la radiothérapie : imagerie fonctionnelle et moléculaire. Cancer Radiother (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2015.06.018
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ARTICLE IN PRESS P. Vera, S. Thureau / Cancer/Radiothérapie xxx (2015) xxx–xxx
and after radiation-based therapy in patients with non small-cell lung cancer. J Clin Oncol 2007;25:3116–23. [33] Huang W, Zhou T, Ma L, Sun H, Gong H, Wang J, et al. Standard uptake value and metabolic tumor volume of (18 F)-FDG PET/CT predict short-term outcome early in the course of chemoradiotherapy in advanced non-small cell lung cancer. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2011;38:1628–35. [34] Zhang HQ, Yu JM, Meng X, Yue JB, Feng R, Ma L. Prognostic value of serial [18 F]fluorodeoxyglucose PET-CT uptake in stage III patients with non-small cell lung cancer treated by concurrent chemoradiotherapy. Eur J Radiol 2011;77: 92–6. [35] Vera P, Mezzani-Saillard S, Edet-Sanson A, Menard JF, Modzelewski R, Thureau S, et al. FDG-PET during radiochemotherapy is predictive of outcome at 1 year in
5
non-small cell lung cancer patients: a prospective multicentric study (RTEP2). Eur J Nucl Med Mol Imaging 2014;41:1057–65. [36] Servagi-Vernat S, Differding S, Sterpin E, Hanin FX, Labar D, Bol A, et al. Hypoxiaguided adaptive radiation dose escalation in head and neck carcinoma: a planning study. Acta Oncol 2015:1–9. [37] Servagi-Vernat S, Differding S, Hanin FX, Labar D, Bol A, Lee JA, et al. A prospective clinical study of (18 F)-FAZA PET-CT hypoxia imaging in head and neck squamous cell carcinoma before and during radiation therapy. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2014;41:1544–52. [38] Servagi-Vernat S, Giraud P. Apport de l’imagerie fonctionnelle dans la radiothérapie des cancers des voies aérodigestives supérieures : vers l’adaptation à la biologie ? Cancer Radiother 2014;18:565–71.
Pour citer cet article : Vera P, Thureau S. Nouvelles modalités d’imagerie pour la radiothérapie : imagerie fonctionnelle et moléculaire. Cancer Radiother (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.canrad.2015.06.018