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Rôle potentiel de la TEP-FDG pour la définition du volume tumoral macroscopique (GTV) des cancers des voies aérodigestives supérieures et du poumon - 06/10/09

Doi : 10.1016/j.canrad.2009.06.025 
X. Geets , J.A. Lee, P. Castadot, A. Bol, V. Grégoire
Département de radiothérapie oncologique, centre d’imagerie moléculaire et radiothérapie expérimentale (IMRE), université catholique de Louvain, cliniques universitaires Saint-Luc, 10, avenue Hippocrate, 1200 Bruxelles, Belgique 

Auteur correspondant.

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Résumé

Les récents progrès réalisés dans les domaines de l’imagerie, de l’informatique et des techniques d’irradiation ont permis d’améliorer la précision dans la délivrance de la dose. Néanmoins, ces techniques de RCMI demandent une grande précision pour la délimitation des volumes cibles afin d’éviter toute irradiation inadéquate de la tumeur et/ou des organes à risque. Les informations biologiques fournies par la TEP-FDG pourraient permettre de raffiner la délimitation du volume tumoral macroscopique (GTV) dans les tumeurs cervico-maxillo-faciales et bronchiques. Son intégration dans la planification radiothérapique requiert néanmoins le développement et la validation de méthodes de segmentation précises et reproductibles. Celles-ci doivent être adaptées aux caractéristiques physiques des images TEP, incluant l’effet de floue lié à la faible résolution spatiale ainsi que le niveau de bruit élevé. Dans ce contexte, des outils de traitement d’image ont été développés, tels que les filtres bilatéraux pour le « débruitage » et les algorithmes de « déconvolution » pour le « défloutage », autorisant l’utilisation de méthode de segmentation basée sur la détection du gradient d’intensité. Notre méthode a été validée sur fantômes et sur des images de patients (tumeurs ORL), et s’est avéré plus précise que les méthodes de segmentation basées sur le seuillage. Avec cet outil en main, nous avons démontré que l’utilisation de la TEP-FDG aboutissait à une réduction significative des volumes cibles, tant avant qu’en cours de traitement et engendrait une amélioration des distributions de dose aux volumes cibles et aux tissus sains. Cela devrait permettre d’implémenter de nouvelles stratégies d’escalade de dose et d’aboutir à une amélioration du contrôle tumoral local.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abstract

The recent progresses performed in imaging, computational and technological fields bring new opportunities to achieve high precision radiation dose delivery. However, IMRT requires a particular attention at the target delineation step to avoid inadequate dosage to TVs/OARs. In this context, the biological information provided by PET might advantageously complete CT-Scan to refine the target delineation in HNSCC and lung cancer. Integrating PET into the treatment planning however requires the use and validation of accurate and reproducible segmentation methods, which adequately integrate the PET image properties such as the blur effect and the high level of noise. In this context, we developed specific tools, i.e. edge-preserving filters for denoising and deconvolution algorithms for deblurring that allowed the detection of gradient intensity peaks. Our gradient-based method has been validated on phantom and patient materials, and proved to be more accurate than threshold-based approaches. With this tool in hand, we demonstrated that the use of FDG-PET resulted in smaller TVs than the CT-based TVs, on both pre- and per-treatment images, and significantly improved the dose distributions to the TVs/OARs. This opens avenues for dose escalation strategies that might potentially improve the tumor local control.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Mots clés : TEP-FDG, Délimitation tumorale, Tumeur aérodigestive

Keywords : FDG-PET, Tumor segmentation, HNSCC, NSCLC


Plan


 Support financier : Xavier Geets est actuellement clinicien chercheur, partiellement financé par le Fond national de la recherche scientifique (FNRS), convention 3.4600.08. John A. Lee est post-doctorant financé par le FNRS, Pierre Castadot est chercheur aspirant FNRS. Ce travail est financièrement supporté par différentes bourses, dont : la Fédération belge contre le cancer (convention #SCIE 2003-23FR), le « Cancéropôle du Nord-Ouest (France) », la région Wallonne (projet Painter, Belgique), le « Fonds J.-Maisin » de l’université catholique de Louvain et la Communauté européenne (Biocare EC research program #LSHC-CT-2004-505785 ; Maestro EC project #LSHC-CT-2004-503564).


© 2009  Société française de radiothérapie oncologique (SFRO). Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
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Vol 13 - N° 6-7

P. 594-599 - octobre 2009 Retour au numéro
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