La (chimio)-radiothérapie est le traitement de référence des patients atteints de cancer du poumon localement évolué non accessible à la chirurgie. Malgré l’application stricte des contraintes de dose, la toxicité pulmonaire aiguë reste fréquente, et peut impacter l’observance du traitement et la qualité de vie des patients. Précédemment, sur une population prise en charge par photonthérapie ou protonthérapie, une zone radiosensible a été identifiée dans les poumons inférieurs, en particulier dans le poumon inférieur droit. Dans cette étude, nous visions à définir ces zones radiosensibles sur une cohorte rétrospective prise en charge par arcthérapie volumétrique (VMAT) et à valider nos résultats de manière prospective.

Pour la cohorte d’entraînement, tous les patients pris en charge dans notre institution par arcthérapie volumétrique pour un cancer du poumon localement évolué entre 2015 et 2018 ont été inclus rétrospectivement. La toxicité pulmonaire aiguë a été évaluée selon l’échelle CTCAE v4.0. Toutes les cartes de dose ont été recalés sur un fantôme de thorax à l’aide d’une déformation élastique basée sur la segmentation. Une analyse des différences de dose locales basée sur les voxels a été réalisée avec un test de permutation non paramétrique (n=10 000 permutations), produisant des cartes en trois dimensions sur lesquelles ont été identifiés des groupes de voxels présentant des différences de dose significatives (p<0,05) entre les deux groupes de toxicité (toxicité pulmonaire aiguë de grade supérieur ou égal à 2 contre inférieur à 2). Un seuil de dose a été défini en maximisant l’indice de Youden dérivé de la courbe opérationnelle de récepteur. Pour la validation, nous avons appliqué ce même modèle et le seuil de dose prédéfini à une cohorte prospective observationnelle. Le modèle a été évalué en utilisant l’aire sous la courbe (AUC) et la précision (Bacc : moyenne de la sensibilité et de la spécificité).

Cent soixante-sept et 42 patients ont été inclus dans les cohortes d’entraînement et de validation, avec des taux de toxicité pulmonaire aiguë respectifs de 22,2 % et 21,4 %. Dans la cohorte d’entraînement, un sous-groupe de voxels a été identifié dans la partie inférieure droite du poumon avec un seuil de 30,3Gy pour la dose moyenne. Ce modèle spatial a donné une AUC de 0,69 et une Bacc de 0,71. En utilisant le même groupe de voxels et le même seuil de dose moyenne sur la cohorte de validation, le modèle a donné une AUC de 0,74 et une Bacc de 0,69.

Notre modèle corrobore les résultats précédents rapportés concernant le rôle possible de la partie inférieure du poumon droit dans le développement de la toxicité pulmonaire aiguë et évalue avec succès sa robustesse dans une cohorte prospective prise en charge par arcthérapie volumétrique. La radiosensibilité régionale devrait être prise en compte dans les contraintes habituelles de dose dans le poumon.