La distribution de dose dans une tumeur pulmonaire, calculée lors d’une planification tridimensionnelle est par nature imprécise en raison des mouvements liés à la respiration. La possibilité de réaliser une scanographie intégrant ces mouvements (quadrimensionnelle) permet de connaître, d’une part, l’amplitude et la direction du déplacement de la tumeur (volume cible interne [ITV]), d’autre part, la position moyenne géométrique du barycentre de la tumeur et la position moyenne du cycle respiratoire ou mid-ventilation position (MVP).

À partir du concept de volume cible interne et de position moyenne cycle respiratoire, nous avons, pour un patient traité dans notre établissement pour une tumeur pulmonaire, calculé une distribution de dose en trois dimensions et une distribution de dose en quatre dimensions obtenue à partir d’une scanographie quadridimensionnelle sur laquelle nous avons appliqué un recalage élastique pour obtenir la dose cumulée.

Notre étude montre que la dose cumulée (quadridimensionnelle) selon la position moyenne cycle respiratoire et le volume cible interne permet d’obtenir une distribution de dose identique dans le volume tumoral macroscopique, avec toutefois une meilleure épargne du poumon sain pour le modèle « position moyenne du cycle respiratoire » comparativement au modèle « volume cible interne ». Cette amélioration de l’indice thérapeutique permet, à partir d’une projection sur la dose maximale théorique dans le volume cible prévisionnel (respect strict des contraintes de dose aux poumons et à la moelle), un gain d’environ 11 % sur la dose totale (dose maximale de 86Gy pour le volume cible interne et 96Gy pour la position moyenne du cycle respiratoire).

Notre étude, reposant certes sur l’étude d’un cas de patient, confirme l’intérêt de la planification dosimétrique des tumeurs pulmonaires à partir de la position moyenne du cycle respiratoire.

The dose distribution for lung tumour is estimated using a 3D-CT scan, and since a person breathes while the images are captured, the dose distribution doesn’t reflect the reality. A 4D-CT scan integrates the motion of the tumour during breathing and, therefore, provides us with important information regarding tumour’s motion in all directions, the motion volume (ITV) and the time-weighted average position (MVP).

Based on these two concepts, we have estimated, for a lung carcinoma case a 3D dose distribution from a 3D-CT scan, and a 4D dose distribution from a 4-D CT scan. To this, we have applied a non-rigid registration to estimate the cumulative dose.

Our study shows that the 4D dose estimation of the GTV is almost the same when made using MVP and ITV concepts, but sparring of the healthy lung is better done using the MPV model (MVP), as compared to the ITV model. This improvement of the therapeutic index allows, from a projection on the theoretical maximal dose to PTV (strictly restricted to doses for the lungs and the spinal cord), for an increase of about 11% on the total dose (maximal dose of 86Gy for the ITV and 96Gy for the MVP).

Further studies with more patients are needed to confirm our data.