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Protonthérapie: peut-on réaliser des traitements et de la recherche sur une même installation ?
Samuel Meyroneinc
Institut Curie – Centre de Protonthérapie d’Orsay
SFP- Journées Accélérateurs, Roscoff, 7 Octobre 2015
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sommaire
La radiothérapie – La protonthérapie
- orientations en cours
Le Centre de Protonthérapie d’Orsay
- optimisation des opérations
Traitements <- > Recherche
Questions
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La Radiothérapie - 1980
- Rayonnements ionisants (électrons, photons)
- Dose (Gy = J/ Kg) -> apoptose des cellules tumorales
- Compromis dose (tumeur /tissus sains):
1. Balistique 2. Fractionnement (2 Gy/min)
- Environnements: association avec Chirurgie et Chimiothérapie
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Environnement : Radiothérapie photon Evolution technologique rapide distribution faisceau et imagerie
En France 172 centres 180 000 patients traités 479 appareils de traitement 0,45% en protons Sources : Observatoire national de la radiothérapie - INCa
+ Logiciels
(TPS, OIS)
Suivi ASN
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Protonthérapie
opportunité
contraintes
Une particule « lourde » Critères de précision
Wilson (1946) Dosimétrie protons
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Gantry (120 tons, D = 10,5m)
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1960 1950 1970 1980 1990 2000 2010 2020
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
0
5
10
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0
45
50
No
mb
re d
e p
atie
nts
No
mb
re d
e
cen
tres
2015
Centres de protonthérapie dans le monde 2015 Source : www.ptcog.ch
90000
100000
108 000 patients
49 centres
49 centres en activité – prés de 108 000 patients traites
dont 98 000 pts lors des 24 dernières années
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Accélérateur compact intégré au bras isocentrique
9 Tesla
superconducting
Synchro-cyclotron
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Accélérateur compact + configuration ESS compacte
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MGH-Boston
iThemba Lab
Chiba
CPO
1991
Dubna
Moscou
Nice PSI
Floride MD Anderson
Indiana (MPRI)
Catania Chine
Korée
Japon
Uppsala
Loma Linda
UCSF
Ctatterbridge
ProCure U Penn
Berlin
Centres en activité
1
4 1
8
1
3
1
Protonthérapie dans le monde de 1954 – 2014 (www.ptcog.ch)
3
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La Radiothérapie - 1980
- Rayonnements ionisants (électrons, photons)
- Dose (J/ Kg) -> apoptose des cellulles tumorales
- Compromis dose (tumeur /tissu sains):
1. Balistique 2. Fractionnement (2 Gy/min)
- Environnements: association avec Chirurgie et Chimiothérapie
Micro-faisceaux
Nano-particules
Médecine personnalisée
Hypo-fraction (haut-débit)
ambulatoire
Imagerie adaptative
Tumeurs mobiles
+ radiobiologie in vivo
2015
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Le Centre de protonthérapie d’Orsay
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LE CPO 2015
Cyclotron 230 MeV
+ bras isocentrique
Nouvelle aile médicale
bâtiment existant
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14 - -
PLAN DU SITE
SALLE Y2 OPHTALMOLOGIE
SALLE Y1 INTRACRANIEN
SYNCHROCYCLOTRON
(à l’arrêt)
CYCLOTRON
230 MeV, 500nA
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SB
Chordome 74
Gy Chondrosarcome
Indications classiques de l’Adultes
Forte dose
Tumeurs localisées à proximité d’Organes à risque OAR pour
lesquels les doses d’irradiation requises sont supérieures aux doses
de tolérance de ces OAR
Mélanome Choroidien
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Tumeurs pédiatriques
Population en pleine croissance
Plus grande radiosensibilité des tissus
Souvent meilleure sensibilité tumorale
Protons peuvent :
- Diminuer la dose au tissus sains de 50-70%
- Diminuer les effets secondaires
et les complications
Protons pourraient:
- Réduire le risque de cancer secondaire
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Evolution de l’activité
Année 2012 2013 2014
Objectifs nb
de séances
6000
7000 8000
Nb Séances
réalisées 6389 7253 8757
Nb Pts traités 457 503 558
% Patients
Traités jour J 96,6% 98,6% 99,1%
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Planning journalier
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Augmentation d’activité
Optimisation (LEAN,PDCA, …)
- du workflow
- des pratiques
Amélioration techniques
- ex: recalage automatique
- nombreuses consolidations & petits upgrades
Augmentation de la disponiblité
bien partir le matin - marges
tenir en journée: protocoles - escalade
robustesse organisation (52 semaines – seulement 4 vendredis OFF)
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Travail sur les maintenances
Préventif
1. ex: fiche de santé
du cyclotron
Prédictif
Anticipatif
Correctif
2. ex: Crash
scénario
3. ex: Protocoliser les
situations de crise
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Peut-on faire des traitements et faire de la recherche sur une même installation ?
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OUI ! En traitant plus de patients on fait
de la recherche clinique qui est
absolument nécessaire en
protonthérapie !
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Il faut d’abord finir d’installer les
« upgrades » (sortis de la R&D)
pour faire de la protonthérapie
« state of the art », notamment le
« Pencil Beam Scanning » …
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PBS = Pencil Beam Scanning (actuellement en préparation au Centre de Protonthérapie)
Pencil Beam
Spot size from 3 to 8 mm (sigma)
Scanning
Scan in both direction to cover the
tumor
1 spot : 2,5 ms min
Transition entre 2 spots : 2 ms
1 litre en moins de 1 minute
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journée Soirées-nuits-WE
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maintenance Démarrage
réglages
Journée clinique
(traitement, simulations)
Contrôle qualité
Tests périodiques
Transmission
Basculement
logiciels Essais, calibration, …
« Roll-back »
Mock treatement
Envoi shift report, QA ? Marges
Planification: avec Variabilité, interconnexion des acteurs, J-10
Gestion aléas: marges, scénarii de repli, scénarii de support
Informations: préalables, accessibles, juste nécessaires
Journée
Nuit, WE
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Peut-on faire de la Recherche …de
la vraie ?…
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La Radiothérapie - 1980
- Rayonnements ionisants (électrons, photons)
- Dose (J/ Kg) -> apoptose des cellulles tumorales
- Compromis dose (tumeur /tissu sains):
1. Balistique 2. Fractionnement (2 Gy/min)
- Environnements: association avec Chirurgie et Chimiothérapie
Micro-faisceaux
Nano-particules
Médecine personnalisée
Hypo-fraction (haut-débit)
ambulatoire
Imagerie adaptative
Tumeurs mobiles
+ radiobiologie in vivo
2015
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sessions de Radiothérapie Expérimentale
Pourquoi ?
- Radiobiologie in vitro ( …)
- Radiobio in vivo (souris, …)
- Micro-faisceau
- Nano-particules
- Physique …
Comment ?
- avec équipe Radiobiologistes
- Conditions cliniques
- Règles sanitaires
- Créneaux horaires décalés
- …
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Nouvelle ligne Protons
Salle Y1
Linac
Synchro-
cyclotron
Opérationnel en 2015
cyclotron
Bras isocentrique
Salle Y2
Salle Y1
Arrêté depuis 2010
Synchro-
cyclotron
Projetés
Nouvelle ligne protons
Linac
Zone laboratoires- Animalerie- Radiobiologie
Zone laboratoires- Animalerie-
Radiobiologie Accueil
Park
ing N
ord
Nord
Salle Y2
Bras isocentrique
cyclotron
Le Centre de Protonthérapie – Bat 101- Campus d’Orsay
Faisceau protons
Traitements allongés & assis
Traitements assis
Traitements allongés
Traitements photons
Pour activités expérimentales
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conclusion
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Personnes associées à cette présentation
Service Technique et Ingénierie: M. Auger, JB. Bocquet, E. Brot, V. Delivet, C.
Devalckeneare, J. Gosnet, L. Fugeray, E. Hierso, S. LeTuault, A. Maroni, F. Martin,
A. Patriarca S. Thépault, S.Meyroneinc
Service Physique Médicale: L. De Marzi, C. Mabit, C. Nauraye, I. Pasquié, S. Delacroix,
F. Goudjil
Equipes de manipulateurs, dosimétristes, secrétaires médicales
Equipe administrative: A. Judjinski, C. Rochas,
Equipe de Médecins: Dr C. Alapetite, Dr V. Calugaru, Dr L. Feuvret, Dr S. Helfre, Dr H.
Mammar, Dr. R. Dendale
Département de Radiothérapie: A. Mazal, Dr. A. Fourquet
Equipes IBA: JB Ruaud, S. Nacivet, C. Pereira et al
Communautés accélérateurs: IPNO, Ganil, Soleil, ESRF, CEA, Arronax, ARW …
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Résumé
La radiothérapie
nouvelles orientations – tout azimut
La protonthérapie
expansion en cours
doit faire ses preuves, et suivre la RT dans les autres domaines
Le Centre de Protonthérapie d’Orsay
montée en activité (+) disponibilité (+),
quel degré d’agilité ? Quelle écologie de l’information ?
PBS à installer – développements à continuer
début d’un programme de Radiobiologie