Cours STOMATO

PLAN DU COURS

INTRODUCTION

I.              Définition

II.            Intérêt, avantage et objectif

III.           Principes généraux de la radioactivité et bases de la médecine nucléaire

IV.           Conséquences pratiques

A.    Scintigraphie

B.    Effets secondaires

C.    Radioprotection

D.    Usages thérapeutiques

1.     Radiothérapie

1.1. Définition

1.2. Energie radioactive

1.3. Rayon X

2.     Curiethérapie

2.1. Définition

2.2. Nature des radiations

3.     Modes d’application de la radiothérapie

4.     Indications thérapeutiques de la curiethérapie

5.     Isotopes

6.     Choix de l’isotope et indications

7.     Cyclotron

8.     Mal atomique

INTRODUCTION

L’histoire de la médecine nucléaire est une démonstration éloquente que celle-ci est la fille chérie de la science. 

Depuis Thalès, Archimède jusqu’à Roentgen en passant par Léonard de Vinci, peintre et anatomiste et Pasteur, le père de la microbiologie et de l’asepsie, plusieurs découvertes en mathématiques, physique, chimie en ont cédé à la médecine. Ainsi, même les intensions guerrières  de la bombe atomique ont trouvé un euphémisme par leur adaptation à la médecine pour les fins de diagnostics et de thérapeutique selon le vœu ardent de l’agence internationale de l’énergie atomique qui veut que l’atome serve à des fins pacifiques.

Dès lors, à condition de bien encadrer, l’atome et ses diverses particules ont fait leur entrée, aux cotés de la biologie, de l’histologie, de l’ultrason dans l’enceinte de la médecine toujours assez vaste et toujours prête pour être explorée et améliorée, et y ont accouché de la médecine nucléaire.

I.              DEFINITION

La médecine nucléaire est une branche de la médecine qui utilise les substances radioactives en vue de faire le diagnostic et de traiter les maladies. 

Elle répond donc à une des recommandations de l’agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) qui préconise l’utilisation des substances radioactives à des fins pacifiques.

C’est un carrefour des connaissances scientifiques, elle fait appel à la physique, aux mathématiques, à la biologie, à la biochimie,…

II.            INTERET, AVANTAGES ET OBJECTIFS

a.       L’intérêt du cours de la médecine nucléaire est de nous apprendre :

-          Comment tirer l’essentiel de cette discipline scientifique pour faciliter la compréhension des principes de base mais aussi l’interprétation des tests réalisés au moyen des substances radioactives. Ces tests ont une double visée, diagnostique et thérapeutique

      Les tests à visée diagnostique sont de deux ordres :

·         Tests dit « in vitro » : ils sont réalisés sur des échantillons de l’homme (sang, urine…)

·         Tests dits « in vivo » : ce sont des explorations faites sur un être vivant, donc l’homme

      Les tests à visée thérapeutique c’est la radiothérapie métabolique. On utilise les substances radioactives pour traiter les maladies

b.    La médecine nucléaire a l’avantage d’être une discipline non agressive, non traumatique pour accéder au diagnostic. 

Elle est à mesure d’apporter des informations sur le type morphologique et fonctionnel des organes.

Elle permet le traitement des certaines maladies non accessible par d’autres méthodes. Toutefois, il faut mentionner quelques limitations à la pratique de la médecine nucléaire :

-          Les tests in vivo ne peuvent pas être utilisés chez les femmes enceintes ou allaitantes.

-          Les tests sont d’une sensibilité élevée et donc d’une spécificité basse.

-          Les tests in vitro n’ont par contre aucune limitation.

c.     Quant aux objectifs du cours

-          Les objectifs généraux :

      Connaître les principes de base des explorations, les critères d’interprétation des résultats des tests réalisés

      Connaître les principes de protection des personnes qui manipulent les substances radioactives ou des personnes se trouvant dans le milieu ou ces substances sont manipulées ou stockées

-          Les objectifs spécifiques :

      Faire un bref rappel des notions élémentaires de la physique nucléaire

      Connaître les principales indications et contre indications des tests isotopiques

      Connaître la matière et le critère de choix des marqueurs couramment utilisés 

      Décrire le système de détection des radiations les plus utilisées

      Connaître les principes généraux de la radio protection

      Connaître et interpréter les images scintigraphiques réalisées en tenant compte des données cliniques et par cliniques

      Connaître l’application thérapeutique des radiations à savoir la radiothérapie, la curiethérapie  et l’usage des isotopes

III.           PRINCIPES GENERAUX DE LA RADIO ACTIVITE ET BASES PHYSIQUE DE LA MEDECINE  NUCLEAIRE

a.     Atome :

L’atome est représenté comme un système solaire où nous avons un noyau autour duquel gravitent les électrons.

 Schéma

Le noyau est constitué des protons chargés positivement et des neutrons sans charge. Cet ensemble forme le nucléon. Le nombre des protons détermine le nombre atomique (Z). Le nombre de protons Z plus le nombre d’électrons égale le nombre de masse atomique (A). Les électrons sont chargés négativement et fixés sur une orbite par une énergie de liaison, ce qui fait que pour le déplacer il faut modifier l’énergie.

      Un électron qui se met en mouvement acquiert une énergie (E)  potentiel.

      1 électronvolt (ev) correspond à une énergie acquise par une particule accélérée par une différence de potentiel (ddp) de 1 volt

1kev = kiloeléctrovolt

1Mev = mégaélectrovolt

Le noyau est en équilibre quand le nombre des protons et des neutrons est équitable dans le cas contraire, on parle d’instabilité.  Le nucléide c’est le nouveau noyau instable qui est désigné par la nouvelle masse atomique.

                     A                            Masse atomique

                                                                                                    Nucléide

                       Z Nombre atomique

En médecine nucléaire on désignera le plus souvent le nucléide par X_A en omettant le numéro atomique Z. L’état énergétique stable du noyau est le niveau le plus bas d’énergie.

Lorsqu’un des constituants nucléaires est porté à un niveau élevé d’énergie par rapport à son niveau de base, on dit que le noyau instable est excité.

Son retour à l’état fondamental s’accompagne de la libération d’énergie sous la forme des protons dont la valeur correspond à la différence d’énergie entre les deux états.

Ce phénomène de retour ou phénomène de désexcitation peut durer une fraction de microseconde, quelques secondes, minutes, heures, jours, dans certaines situations. Dans ce cas on parle d’un effet métastable c'est-à-dire, état de désexcitation qui dure longtemps.

En médecine nucléaire, cet état a été mis à profit avec la découverte du Molybdène 99 dont la désexcitation passe par une cascade de perte d’énergie avant de donner naissance au Technétium-99   en libérant des radiations.

Mo-99→Tc-99, ici le niveau d’énergie change mais la masse atomique est identique.

A l’inverse, un isotope est un nucléide dont le nombre atomique Z ne change pas mais le nombre atomique A change

Ex : Uranium-235-238 etc.  Avec Z= 92

b.    Radioactivité

La radioactivité est un processus de transmutation d’un élément instable  en un autre élément par émission d’une radiation. On parle de famille radioactive lorsqu’un radio nucléide se désintègre en un autre radio nucléide de façon successive jusqu’à obtenir un nucléide stable. Exemple : uranium, thorium, actinium. La demi-vie de cette désintégration est 10⁸  - 10¹⁰ années.

Cette transformation s’accompagne d’une émission d’une énergie sous forme des particules élémentaires ou électromagnétique.

La demi-vie d’un radionucléide est la période au  cours de laquelle la moitie des atomes en transmutation a dépéri.

On distingue pour un radionucléide :

-          La demi-vie physique propre

   Ex : Mo T_1/2  = 66.7h

          Tc  T_1/2  = 6,02h

          I-131 = 8jours

-          La demi-vie biologique est fonction du métabolisme ou des circonstances qui vont se dérouler dans un milieu  biologique.

-          La demi-vie effective est la résultante des deux précédentes.

T_1/2  effective est la résultante= T_1/2phys + T_{1/2 biologique}

Processus de décroissance

            Il est décrit par un schéma de désintégration qui propre à chaque radionucléide. Ce schéma nous donne les informations suivantes :

1.     Le mode de désintégration

2.     L’énergie emportée par la particule dans chaque transition

3.     La probabilité de désintégration par transition.

c.     Types de rayonnement

1.     Désintégration ou décroissance alpha

Dans ce processus le radionucléide se désintègre en émettant les particules alpha.

La particule alpha est un atome d’hélium contenant 2 électrons et un proton H. ce sont des particules très lourdes. La décroissance alpha fait diminuer la masse atomique (A) de 4 unités et le nombre atomique (Z) de 2 après chaque calcul. Ce processus fait perdre une énergie importante de 4-8 MeV

2.     Désintégration ou décroissance beta β (éjection  de position capture de l’électron)

La transformation demande qu’un neutron se convertisse en proton, ce qui s’accompagne de l’émission d’un électro et d’une particule neutre, le neutrion.

Dans cette décroissance le nombre atomique va augmenter d’une unité mais la masse atomique reste inchangée. Il y a formation des photons qui seront éjectés en direction opposée et il ya une émission de 0,51 Mev   d’énergie qui doit emporter chaque photon.

Pour qu’un nucléide émette des particules β⁺, il doit avoir une énergie supérieure à 1,022 (le double de l’énergie qui emporte 2 photons)

-          Avoir une masse au moins double de la masse d’énergie

-          La masse doit compenser la masse des photons

3.     Rayonnement γ

La désintégration α et β laissent généralement le noyau instable, le retour du noyau à son état stable s’accompagne de l’émission d’un ou deux photons ayant une faible longueur d’onde. Ce sont les rayons γ.

Chaque radionucléide en produit avec une énergie propre caractéristique.

Si la désexcitation du noyau se fait vers l’état fondamental, on aura émission d’un seul photon dont l’énergie sera égale à l’énergie d’excitation de l’état de départ. Ainsi la désintégration du Mo-99 vers le Tc-99 connaît 8 transformations et donc 8 émissions de photons (γ⁸).

4.     Rayonnement X

Ce type de rayonnement lorsque l’énergie chasse un électron de son orbite. Dans ce cas l’électron d’une couche supérieure vient le remplacer et ce passage s’accompagne de rayonnement que Roentgen a appelé X.

d.    Interaction radiation- matière

Lorsqu’une radiation traverse une matière elle subit une résistance qui va la ralentir, et si elle a de l’énergie, elle perd en la cédant aux particules de la matière. On va assister à deux situations :

-          Un état d’excitation

-          Un processus d’ionisation

Cette interaction va être considérée grosso modo comme un phénomène ionisant. C’est ainsi que les substances radioactives sont considérée comme des substances ionisantes. Les particules directement ionisantes sont es rayons α et β. Plus elles sont chargée, plus elles sont ionisantes.

e.     Détecteurs des radiations

La détection d’une radioactivité repose sur l’interaction physique de cette radiation avec la matière. Le système de détection de radiation peut être désigné, classé selon la nature du phénomène physique de ce produit. Ce phénomène peut être : l’excitation, l’ionisation ou la modification de la nature chimique.

On peut classer les détecteurs selon le milieu dans laquelle a lieu l’interaction : milieu solide, liquide ou gazeux. Le système de détection peut être aussi classé selon le type de l’impulsion créée. Ainsi donc, on aura à passer en revue deux types de détecteurs : les détecteurs à gaz et les détecteurs solides

1.     Détecteurs à gaz : ils sont les plus anciens, ils comprennent :

-          Les chambres d’ionisation : utilisées pour la dosimétrie du personnel pour le calibrateur de dose et pour les moniteurs utilisés au labo ;

-          Les compteurs proportionnels utilisés pour la mesure des particules chargées comme α et β ;

-          Le type Geiger – Müller utilisé pour mesurer la radiation ambiante.

Le principe de ces détecteurs repose sur la capacité du gaz enfermé dans une chambre électriquement  chargée de modifier le voltage entre deux électrodes.

2.     Détecteurs solides ou oscillants ; ils représentent deux avantages par rapport au premiers :

-          Ils ont un temps de résolution rapide, ce qui permet d’obtenir un taux de comptage élevé ;

-          Ils préservent la proportionnalité  entre le nombre d’événements collectés et l’impulsion qui va en découler, ce qui  les classe en très bonne position par rapport à leur très grande efficacité pour la détection des rayons γ.

Représentation d’une chaine complète de détection telle que utilisée en médecine nucléaire :

v  Un scintillateur oscillant

v  Un scintillateur de NaI (cristal d’iodure) attiré par le Thallium

v  Un photon multiplicateur (PM)

v   Un préamplificateur

v  Un amplificateur

v  Un traitement informatique associé.

Tout ceci va aboutir à une échelle de comptage numérique  ou digital et une image apparaitra sur l’écran de l’ordinateur.

f.      Radiopharmacologie

C’est une branche qui s’intéresse  à la préparation, à la conservation et à la distribution des molécules marquées. Cette préparation se fait à partir des molécules organiques ou inorganiques auxquelles on va ajouter l’atome ou les atomes du radioélément. L’effet de remplacer l’atome d’un élément stable par l’atome d’un élément instable ou radioactif constitue le marquage du radio traceur. Les radios traceurs ou préparation doit répondre à 3 critères :

v  La solution doit être apyrogène

v  La solution doit être stérile

v  La solution doit être isotonique

Méthode de marquage : deux groupes de marquages peuvent être envisagés :

-          Marquage d’une molécule en vue d’une étude in vitro

-           Marquage d’une molécule en vue d’une étude in vivo

♦         Méthode in vitro : les méthodes in vitro sont variées

-          Certaines mettent en œuvre des perfusions d’organes isolés

-          Incubation des fragments d’organes ou des purées tissulaires, des homogénéisant de tissus en vue du comptage ou de la préparation des pièces automatique pour autoradiographie.

♦         Méthode in  vivo : la détection des traceurs peut se faire sur un animal vivant (libre ou en contention) ou sur l’homme :

-          Sur l’animal libre :

       L’animal est libre de tout lien et enfermé. Le radio traceur se fixe dans un organe et circule dans le sang. On finit par avoir la distribution de la radiation à travers l’organe et on fera la cartographie de l’organe

Choix du radio traceur (marqueur) :

1.     Le choix doit tenir compte des propriétés métaboliques de la molécule  marquée. Ces propriétés sont soit liées à la molécule choisie, soi liées au radionucléide (élément). Ex : I-131 sera  fixée par la thyroïde.

2.     Les caractéristiques (propriétés fonctionnels, métaboliques) du tissu/ organe.

Type de radios traceurs : 2 types inorganiques et organiques

-          Inorganiques : il peut s’agir d’une molécule : 1 sel, micelle, colloïde qu’on va marquer avec un radio élément. Ex : Na-I-131, ClGa-67, micelle et colloïdes marqués de l’or – 198, xénon-133/135 généralement utilisé pour les tests respiratoires.

-          Organiques : ils doivent être des substances que l’organisme peut  produire ou utiliser sans inconvénient.

Ex : bleomycine marqué par le cobalt

       Insuline Or-91

       Micro ou macro agrégats d’albumine marqués par n’importe quel élément : Tc-99 I-131/123

      Il faut faire bien l’attention dans la préparation du radio traceur (il faut un radio pharmacologiste ou un chimiste), la solution doit être bien conservée, bien protégée des rayonnements externes mais aussi des rayonnements pouvant naître de la solution elle-même (conservation dans un container). Même dans un container il ya des risques :

→      Production d’autres radioéléments différents

→      Obtenir un phénomène d’ionisation

→      Interaction du radio traceur avec ces rayonnements ionisants externes (bombardements) 

Ex :

                             H^-

H₂0                       H^-

                              H₂O

Conservation du radio traceur

-          Un radio traceur peut être considéré soit par la dispersion de ses molécules par la dilution solide de la molécule radioactive avec les molécules inactives mais d’une même espèce chimique, par la radiosensible (ex : benzène ou ses dérivés, on déconseille H₂O)

-          Par étalement du radio traceur en couche mince. C’est le cas de la lyophilisation (le radio traceur est présenté sous forme de poudre et garder dans une enceinte hermétiquement fermée). Etaler le radio traceur sur du papier charbon, gel de silice ou  sur la cellulose (il se pose le problème de récupérer le produit)

-          Baisser la température du radio traceur, qui évite le phénomène de l’autolyse (T⁰ inferieure  à 30⁰ C)

-           Modifier la formule chimique du radio traceur, on remplace un élément constitutif du radio traceur par un élément conservateur.

IV.           CONSEQUENCES PRATIQUES

A.    SCINTIGRAPHIE

1.     Définition : technique d’imagerie médicale permettant d’obtenir l’image de la distribution d’un radio-isotope dans l’organisme ainsi que les informations sur le fonctionnement de l’organe. La distribution permet d’avoir une cartographie (forme, dimension, contour…). En combinant la morphologie et l’état fonctionnel, on peut avoir un certain apport de la scintigraphie dans la recherche du diagnostic.

2.     Principes de la scintigraphie :

-          Consiste  à  introduire dans l’organisme un radioélément

-          Mesurer l’intensité des rayonnements émis aux différents points de la surface du corps enfin d’obtenir des informations sur la répartition de l’isotope dans l’organisme. Pour ce faire, on a besoin d’un détecteur scintillant plus stable NaI activé par le thallium (cristal d’iodure activé par le thallium). Si on utilise un isotope ayant une grande affinité pour un organe, cet isotope  va s’accumuler préférentiellement dans l’organe et la distribution des radiations détectées nous fournit une image de l’organe.

Ex : iode capté  préférentiellement par la glande thyroïde. Si l’iode est radioactif, on aura l’image de la thyroïde  grâce au  détecteur.

3.     Facteurs favorisants l’accumulation du radio traceur au niveau des tissus : il en existe plusieurs

-          Activité métabolique du tissu

-          Importance ou particularité du réseau vasculaire au niveau de l’organe. Il faut que le tissu soit suffisamment perfusé, car c’est le sang qui amène le radio traceur in situ

-           

4.     Types de scintigraphie : du point de vue appareillage,

-          On peut avoir un scintigraphe à tête mobile avec détecteur mobile ou un scintigraphe à tête fixe avec un détecteur mobile

-          Selon l’axe d’exploration de l’organe, on peut avoir des images scintigraphiques en deux plans, c’est la scintigraphie planaire ou en 3 dimensions, c’est la représentation spatiale.

Il faut  voir si l’image obtenue intéresse tout le corps ou une partie, c’est ainsi qu’on aura la scintigraphie d’un organe, d’une partie du squelette ou du squelette entier.

-          Envisager la scintigraphie selon le type de machine

v  Scintigraphie à balayage (1^e génération) : pour avoir l’image d’un organe, le détecteur va se déplacer en zigzag jusqu’à ce que l’ensemble de l’organe étudié soit balayé

			On peut ne pas avoir la succession régulière on sait détecter les zones riches en activité et les zones pauvres en activité

 

 

                                    

v  Scintigraphie à gamma camera : le détecteur à une grande surface, un grand champ de vision, une visibilité de tout le champ en un temps

5.     Indications d’une scintigraphie isotopique

-          Recherche de la localisation d’une lésion : on utilise le radio traceur qui va rechercher les cellules tumorales. Ex : phéochromocytome

-          Etude de la morphologie de l’organe : il faut avant tout connaître la forme de l’organe, son volume, sa surface

-          Obtenir les données sur l’état fonctionnel d’un organe et décrire s’il est normo fixant ou fonctionnel ; hyper fixant ou hyper fonctionnel ; hypo fixant ou hypo fonctionnel.

D’une manière générale, le produit doit être électivement fixé par l’organe.

Aussi, la scintigraphie est-elle utile en cancérologie : 

-          Pour rechercher les métastases d’un cancer connu

-          Pour opérer le cancer de la prostate, du sein

-          Rechercher les lésions suspectées ou non suspectées par la clinique, rechercher le cancer méconnu

-          Rechercher la distribution du radio-isotope dans la circulation artérielle, veineuse, lymphatique et le LCR

-          Rechercher s’il n’y a pas rupture de la circulation sanguine,  voir s’il n’y pas d’ischémie ou un arrêt (infarctus du myocarde)

6.     Avantage et limitation de la scintigraphie par rapport à la radiographie aux Rx.

Scintigraphie

Radiographie

Nature : rayon gamma Source du rayon : organe ou tissu ayant fixé le radioélément  Obtention de l’image : objectiver les variations de la concentration du radioélément dans l’organisme, ce qui permet d’obtenir l’image Coefficient d’absorption : la scintigraphie permet de voir tout tissu qui à fixé le radioélément Présentation des données : l’image est rendue à l’échelle réduite généralement Perte des rayonnements : la perte de la radioactivité n’est pas liée à la durée de l’examen, mais à la période de demi-vie Irradiation : les doses utilisées doivent être importantes par rapport aux films radiologiques ; méthode très sensible, spécificité faible Possibilité d’étudier simultanément beaucoup des  tissus indépendamment de la composition des tissus sains voisins. Le tissu sain va se marquer d’avantage Possibilité d’étudier la fonction : du fait que l’organe est vu instantanément en permanence par les détecteurs, il est possible de réaliser une étude fonctionnelle et dynamique. Répétition des examens : pas de limitations, le fait de répéter les examens permet de voir les données sémiologiques Interprétation de l’examen après CHR, radiothérapie : pas de risque, pas de danger Sexe, âge : pas de scintigraphie chez une femme enceinte et allaitante, l’âge n’est pas une contre indication

Nature : rayon X Source du rayonnement : tube cathodique Obtention de l’image : différence d’atténuation des rayons X tenant compte de la densité du milieu ou  de la composition du milieu, coefficient d’absorption des Rx Coefficient d’absorption : peut différer de manière spontanée et  on peut le modifier au moyen du Présentation des données : l’objet tridimensionnel est représenté  sous forme de projection plane et l’image a généralement des dimensions naturelles Perte des rayonnements : pas de perte de rayonnement car le faisceau Rx est émis instantanément pendant l’examen Irradiation : relativement faible, grande quantité d’informations obtenues Possibilité d’étudier plusieurs tissus simultanément : impossible de faire une étude simultanée des tissus ayant la même composition que les tissus sains avoisinants Possibilité d’une étude fonctionnelle : à moins d’utiliser certaines astuces, les études fonctionnelles sont très limitées Répétition des examens déconseillée du fait du risque d’irradiation se répétition Interprétation de l’examen après CHR, traitement radio thérapeutique : il y a risque de perturber le fonctionnement des  cellules dont  on a besoin pour la cicatrisation Age, sexe : la grossesse est une contre indication, l’âge n’est pas une contre indication

            Notons que la qualité de l’image scintigraphiques dépend beaucoup des facteurs techniques : appareillage au point chaque matin, le choix du radio traceur, la manipulation de l’appareil. L’usage du collimateur est utile. Il s’agit d’un dispositif à plomb destiné à arrêter les particules émises par les régions autres que la zone ou région d’intérêt.

B.    EFFETS DES RADIATIONS

Les effets des radiations résultent des effets physiques, chimiques et biologiques dont la séquence est la suivante :

-          Irradiation des tissus

-          Absorption des radiations par les cellules du tissu

-          Ionisation, soit une excitation de l’atome qui va conduire à l’émission d’un électron avec comme conséquence la modification des molécules stables et la libération de certains espèces chimiques réactives soit directement, soit par l’intermédiaire d’une molécule activée préalablement

Ces événements initiaux sont immédiats tandis que les lésions tissulaires demandent une durée plus longue. Ainsi à faible doses (10cgray=100rads, 100rems) les effets auxquels on peut s’attendre sont l’induction du cancer, des lésions génétiques, des troubles de développement  de l’embryon ou du fœtus dans un délai de plusieurs années et moyennant des expositions répétées.

A fortes doses (>100-10000cgray) les principaux effets dans un délai d’apparition rapide (quelques jours après l’exposition), sont la mort cellulaire et le disfonctionnement cellulaire). Il s’agit surtout des lésions au niveau des téguments et des muqueuses : érythème, brulure cutanées…

Voici quelques lésions induites par les radiations sur certaines molécules

Molécule	Effet de la radiation	Effet sur le tissu cellulaire
ADN	Rupture de l’arrangement linéaire des brins ou des bases constitutives de l’ADN (cordons) remplacement d’une base par une autre, cassure et délétion des brins	Inhibition temporaire de la synthèse ou arrêt définitif de la synthèse des protéines
Enzymes	Altération de la structure tertiaire des enzymes à la suite de la rupture des ponts	Inhibition de l’activité de l’enzyme. Déviation enzymatique avec production d’effets non désirés
Lipides membranaires	Rupture des ponts au niveau des molécules	Troubles de la perméabilité membranaire cellulaire, modification de l’environnement intra et extracellulaire
Cellule	Aberrations chromosomiques	Mort cellulaire, inhibition de la mitose, dégénérescence maligne
Tissu	Hypoplasie ou agénésie	Arrêt du fonctionnement, mort cellulaire et dégénérescence maligne
Corps entier	Arrêt de l’hématopoïèse, dégénérescence maligne, disfonctionnement gastro-intestinal, du SNC…	Décès, cancer (leucémie, bref cancer pluri organique)

Les aberrations chromosomiques dont question peuvent apparaître à la suite d’une irradiation de moins de 10cgray et vaut des chromosomes de mauvaise qualité, des fragments chromosomiques, des chromosomes amputés, un nombre inhabituel des chromosomes…

C.    RADIOPROTECTION

La radioprotection est une discipline qui s’occupe de la protection du personnel utilisant les substances radioactives et aussi du publique contre les effets d’irradiation. Il faut donc connaître les doses de radiations absorbées prospectivement et rétrospectivement par unité de masse de tissu.

L’unité utilisée, c’est le rad (unité classique). Le rad correspond au dépôt d’une énergie de 10erg/gramme de tissu. En unités internationales on utilise le gray=100rads ou 1J/Kg (1joule/Kg). L’autre unité est le sievert (SV)=100rems ou 1J/Kg.

v  Doses maximum permissibles en cas d’exposition professionnelle

-          Pour les gens exposés pour tout le corps : limite prospective annuelle 2-5rems

-          Exposition corps entier limite annuelle rétrospective <15rems 

-          Exposition professionnelle au niveau de la peau : 15 rems/ an

-          Au niveau des mains : 75 rems/ an au maximum

-          Avant bras : 30 rems

-          Autres organes : ≤15rems

-          Femme en âge de reproduction : 0,5rems/an

-          Garde malade : 0,5/an

-          Stagiaires dans le service de médecine nucléaire : 0,15 rems/an

v  Principes de protection contre les radiations

La protection contre les radiations est de la responsabilité du médecin. Elle peut être de 3 types :

-          Protection du personnel : protection contre l’exposition externe

-          Contrôle du lieu de travail

-          Traitement des déchets radioactifs

1.     Protection du personnel

Ceci peut être fait-en :

-          Respectant scrupuleusement les recommandations de l’AIEA

-          Tenant sous contrôle adéquat le milieu de travail

-          Limitant au maximum le temps du séjour dans les locaux contenant les radioactifs

-          Gardant les radios thérapeutiques dans des containers en plomb

-          Affichant des signaux indiquant que le lieu est dangereux

-          Limitant la distance entre l’agent et la source à un minimum d’1 mètre dans l’air pour permettre d’atténuer l’absorption

-          Disposant des barrières d’un lieu à l’autre pour contrôler les déplacements des agents

2.     Contrôle du lieu de travail

Il faut assurer le contrôle du travail, mais aussi celui des lieux de travail surtout :

-          La salle d’élution, de préparation des produits radio pharmaceutiques, d’injection. Ce contrôle nécessite un compteur Geiger Müller

-          Protéger le labo : lorsque le labo utilise moins de 200μci, un contrôle mensuel peut suffire, si le labo utilise plus de 200μci, le contrôle doit être hebdomadaire

-          Enregistrement permanent des résultats du contrôle, pour cela il faut indiquer la date du contrôle, le type d’équipement utilisé, le nom du contrôleur, la vitesse d’exposition mesurée, le niveau de contamination et les corrections proposées

-          Monitoring du personnel : il faut disposer des badges, dosimètres, thermo luminescents, chambre d’ionisation.

Comment éviter l’exposition interne :

1.     Ne jamais ouvrir le flacon fermé et scellé à l’air libre surtout si le contenu est volatil autrement, il faut :

·         Des mesures pouvant permettre de ne pas inhaler le produit volatil

·         Modifier le PH de la solution par certains tampons, augmenter le PH par exemple

2.     Couvrir la surface de travail avec du plastic, verre, feuille d’aluminium ou papier absorbant à usage unique

3.     Interdire formellement de manger, de boire ou de fumer dans milieux utilisant les radioactifs

4.     Marquer tous les containers, mettre la date et indiquer la radioactivité qu’ils contiennent

5.     Ventiler la salle de travail

6.     Utiliser les gants et masques, et dans la mesure du possible une hatte stérile

7.     Ne jamais pipeter avec la bouche

8.     Porter les habits de protection qui doivent être laissés au service

9.     Laisser les locaux en étant de propreté

10.  Surveiller et détecter la moindre contamination

11.  Laver les mains avant le repas, avant de boire et de fumer

Le personnel doit être instruit et éduquer dans ce sens

3.     Traitement des déchets radioactifs

L’agence internationale des déchets préconise les mesures suivantes :

1.     Dilution et dispersion des restes liquides, solides ou gazeux ayant une moindre radioactivité

2.     Retarder et dégrader les nucléides à courte durée de vie qu’ils soient solides, liquides ou gazeux

3.     Concentrer et enfermer les déchets ayant une activité intermédiaire

4.     Ne pas mélanger les déchets liquides et solides dans la même poubelle ou un même sac.

D. Usages Thérapeutiques

1 Radiothérapie

1.1. Définition

            La matière est formée d’un ensemble des corps simples en combinaisons entre-eux, les molécules.

- Les molécules sont donc les plus petites particules de matière qui existent à l’état libre elles sont elles-mêmes constituées par les particules plus petites encore, les atomes.

- Les  atomes sont les plus petites particules  de matière qui puissent  entrer en combinaison. Chaque  atome est formé par un nombre déterminé des particules électriques, les électrons,  gravitant autour d’un noyau central constitué des protons.

L’atome est constitué de 3 concepts électriques : les électrons, les neutrons et les protons.

a)     L’ELECTRON

L’électron est chargé négativement, son diamètre est d’environ 10^-13cm  et sa masse est de 1840 fois plus petite que celle de l’atome d’hydrogène.

b)      LE PROTON

Le proton est une particule chargée positivement, il est identique au noyau d’hydrogène. Il est d’environ 1840 fois plus grand que l’électron. L’atome d’hydrogène est formé d’un proton  et d’un électron comme les atomes d’autres corps sont formés d’un certain nombre de proton et d’un certain nombre d’électrons.

c)     LE NEUTRON

C’est une particule électriquement neutre, sa masse est près de 1800 fois plus grande que celle de l’électron. Récemment, on a démontré l’existence d’autres particules  électriques.

d)     LE POSITON

De masse identique à celle de l’électron, mais chargé positivement.

e)     LE MESON

Chargé positivement ou négativement mais 24 fois plus grand que l’électron.

f)      LE DEUTRINO

Particule extrêmement petite.

 1.2 Energie  Radio-Active

-       Si l’on fait passer un courant électrique entre deux tiges  métalliques placées de part et d’autre dans un ballon ovoïde en verre dans lequel on raréfie l’air, on constate que, à potentiel égal, la distance explosive y est plus grande qu’à l’air libre.

-       Si l’on augmente encore le vide dans le ballon, on voit se   former entre les deux tiges une gerbe de fines étincelles faiblement lumineuses.

-       Lorsque la pression est réduite à 2mm de Hg, les étincelles font place à une lueur homogène semblant partir du pôle positif tandis que le pôle négatif  reste enveloppé l’une auréole  violacée. La couleur  de cette lueur varie avec le gaz enfermé dans le ballon ; elle est rose avec l’air.

-       Si l’on raréfie d’avantage le gaz contenu dans le ballon,  la lueur cesse d’être homogène pour prendre l’aspect d’une série des strates alternativement brillantes et obscures.

-       Lorsqu’on pousse la raréfaction jusqu’au millième de millimètre,  les lueurs disparaissent complètement et l’on ne remarque qu’une fluorescence verte sur la paroi opposée à la cathode.

Le phénomène se passe comme si la cathode  émettait des rayons rectilignes droits dont la direction est indépendante de l’anode ; c’est le principe du tube CROOKES.

Ces rayons invisibles sont les rayons cathodiques. Ils sont sensibles aux champs magnétique et électrique. Le trajet de ces rayons s’éloigne de la cathode vers l’anode sous l’effet du bombardement cathodique.

1.3.  Rayons  X

a)     Historique

En 1895, l’Allemand ROENTGEN, utilisant une ampoule genre tube de Crookes enveloppée d’une cuirasse de carton noire, remarqua qu’une feuille de papier enduite de platinocyanure de baryum se trouvant sur une table voisine devenait luminescente et, pourtant,aucune lumière visible n’était capable de sortir de l’ampoule gainée de carton.

Les expériences semblables, répétées plusieurs fois, lui permirent  de conclure que cette luminescence était produite  par des rayons invisibles émis par l’ampoule et traversant le carton. C’est ainsi que Roentgen donna à ces rayons le nom de Rayons X.

b)     La Production Des Rayons X

Les rayons X s’obtiennent à l’aide des sources électriques de haute tension (5 – 200.000 volts et plus.) et des tubes générateurs.

Actuellement on utilise le tube de COOLIDGE.

 Tube de Coolidge

- Les ondes hertziennes, les infrarouges, les ultraviolets, ont des propriétés communes dues à leur nature électromagnétique et des propriétés variables avec leur longueur d’onde variable (différente).

Cette longueur d’onde peut atteindre plusieurs kilomètres pour les ondes Hertziennes et descendre jusqu’aux 10 millionièmes de millimètre pour les rayons gamma (γ) des corps radioactifs.

    - Les rayons  X, quant à eux, ont une longueur d’onde variable en fonction de la tension du courant qui traverse le verre du tube générateur.

            D’après  cette longueur d’onde, on distingue :

1° les rayons durs : ils s’obtiennent avec une tension de    200.000 volts ou plus.

2° les rayons moyens : ils sont produits par un courant avec une tension de 100.000 volts.

3° les rayons mous : ils s’obtiennent avec une tension de 50- 60.000 volts.

Un courant de 5 à 10.000 volts ne produit qu’un rayonnement peu pénétrant. Donc, le rayonnement est d’autant plus pénétrant que la tension du courant dans l’ampoule émettrice est plus élevée.

Les rayons mous sont absorbés par la peau, tandis que les rayons durs pénètrent profondément jusqu’aux organes profonds.

    D’après le voltage appliqué aux bornes du tube radiologique, on distingue plusieurs types de radiothérapie :

→  la buckythérapie : 10.000 volts (utilisée dans les lésions veineuses).

→  la contacthérapie : 35 à 60.000 volts.

→  La radiothérapie superficielle : 60 à 120.000 volts

→  La radiothérapie semi- pénétrante : 150 à 180.000 volts

→  La radiothérapie pénétrante : 200 à 500.000 volts

→  La radiothérapie ultra-pénétrante : supérieur à 500Kv.

c)     Les Proprietes Physiques Et Chimiques Des  Rayons X

1° Ils déterminent la fluorescence de certains sels : sulfure de zinc, tungstate de calcium, platinocyanure de baryum.

2° Ils impressionnent les plaques photographiques

3° Ils ionisent les gaz, les rendant conducteurs.

 Ces 3 propriétés sont utilisées pour la détection et la mesure de l’intensité des rayons X.

4° Ils se propagent en ligne droite et ne sont pas influencés par les champs magnétique et électrique.

5° Ils ne se réfléchissent pas, ni ne se réfractent pas dans les conditions normales, mais peuvent se réfléchir, se réfracter, se diffracter et se polariser dans certaines conditions tout au moins (ces propriétés sont à l’origine de leur nom de Rayons X).

6° Ils ont  un pouvoir  de pénétration inversement proportionnel à leur longueur d’onde et au poids atomique des corps traversés.

7° Leur intensité (I) diminue quand ils traversent les différents tissus ; c’est le phénomène d’absorption qui dépend à la fois de la longueur d’onde et du poids atomique des corps traversés.

8° Ils produisent la floculation des colloïdes en modifiant leur charge électrique.

d)     Les Propriétés Biologiques Des Rayons X

 1° Action cytolytique sur les tissus vivants

 Les tissus les plus radiosensibles sont :

-       le sang ;

-       les glandes sexuelles ou mieux les cellules germinales, les tissus jeunes ;

-       la peau ;

-       les os ;

-       les cartilages;         sont les plus résistants aux rayons X

-       les muscles ;

 2° Action hémostatique (indirecte) par irradiation de la rate.

 3° Action antiprurigineuse (indirecte) en irradiant l’hypophyse

4° Action antimicrobienne (indirecte aux doses thérapeutiques) en accroissant le pouvoir bactéricide du sang, notamment le phénomène de phagocytose et des antitoxines.

5° Action anti-inflammatoire par vasodilatation, par la floculation des colloïdes  et la modification de la tension superficielle dans les territoires irradiés.

6° Action décongestive antiphlogistique en dehors des états infectieux.

 e) La Mesure De La Dose Des Rayons X.

            On utilise les chambres d’ionisation pour mesurer les rayons X. la quantité du rayonnement se mesure par une unité internationale, le « r », qui signifie Roentgen.

 1 r est la dose  de rayonnement X qui peut provoquer l’ionisation dans 1cm² d’air sous les conditions normales (760 mmHg de pression, O°C) qui transporte une unité électrostatique de quantité d’électricité.

Les doses de rayonnement X varie en fonction de l’affection à traiter : on donne par ex. 4.000 →6.000 r dans un cancer du sein ; 200 r dans une cholécystite ; 70 r dans un anthrax  du cou.

On préfère fractionner les doses et les répartir sur plusieurs séances plutôt que de donner des doses massives et fréquentes si on veut éviter le danger du « mal des rayons ».

 f. Les Indications De La Roentgentherapie

1° Radiothérapie anticancéreuse

La plupart des cellules  néoplasiques sont généralement plus radiosensibles que celles des tissus normaux environnants.

Les cancers radiosensibles sont les suivants par ordre décroissant de la radiosensibilité :

► les sarcomes lymphoïdes et myéloïdes, les réticulo-endothéliomes ainsi que les épithéliomas du type germinatif.

     (Ex. - séminome du testicule, séminome de l’ovaire.),

► les épithéliomas basocellulaires de la peau,

► les épithéliomas spinocellulaires des muqueuses,

► les épithéliomas spinocellulaires de l’utérus et de la langue,

► les fibro-ostéomes et chondrosarcomes.

Parmi les moins sensibles à la radiothérapie, on a :

► Les épithéliomas cylindriques du tube digestif (cancer de l’estomac) et de l’utérus et les ostéosarcomes fusocellulaires.

 Les embryomes du testicule, les mélanosarcomes, les tumeurs du rein et du foie sont complètement insensibles aux rayons X et rayon γ.

    ► L’épithélioma du sein a une sensibilité variable, on préconise de faire suivre l’ablation du sein par quelques applications radiothérapiques.

    Il faut noter qu’il n’existe  aucun rapport entre la vitesse de la fonte tumorale (diminution du volume  de la tumeur) et la possibilité de stériliser intégralement ses cellules souches.

    La radiosensibilité du cancer peut varier sous l’influence de différents facteurs, elle diminue suite à l’infection de la tumeur, à l’anémie locale (ischémie) et lorsque le cancer a déjà été traité par des doses intenses des rayons X et des rayons γ (vaccination ou radiorésistance acquise).

     Par contre, les tissus sains environnants témoignent d’une hyposensibilité aux rayons X.

     La sensibilité des cancers aux rayons X dépend uniquement de la dose absorbée et non de la quantité du rayonnement.

     En radiothérapie cancéride profonde, on utilise la dose globale de 4.000 à 6.000 r. Cette dose est fragmentée en plusieurs doses de 200-250 r (il faut plusieurs séances).

      Les rayons X seront appliqués dans différentes portes d’entrée (feux croisés).

            Quatre procédés devront être utilisés :

1)     les rayons X seuls,

2)     les rayons X suivis de l’intervention chirurgicale,

3)     la chirurgie d’abord, suivie ensuite des rayons X pour les cancers radiorésistants (Ex. cancer de l’estomac),

4)     la radiothérapie palliative (en cas de métastases pulmonaires, hépatiques… Ex. cancer du tube digestif entraînant les troubles occlusifs où on fait une anastomose entéro-colique, c’est à dire le court-circuitage du côlon dans les cas plus avancés faisant contre-indiquer la chirurgie radicale).

2° La radiothérapie anti-inflammatoire

La tension utilisée est de 100-120 Kvolts (rayons X moyens). On donne 50 à 100 r avec le champ d’application débordant largement les limites de l’inflammation.

La dose totale est de 2 à 3 séances à quelques jours d’intervalle.

     3° La radiothérapie antalgique

     Elle utilise un courant de 150 Kvolts. Les rayons sont filtrés par une plaque de cuivre de 1/2 – 1 mm d’épaisseur.

     La radiothérapie antalgique est utile pour soigner les névralgies, la dose totale est de 1500 r par secteur ; elle sera fractionnée par séances de 200 r, tous les trois jours.

g)     Les Effets Histologiques Des Irradiations Des Cancers

      En cas d’irradiation des cancers, on distingue 4 phases sur le plan histologique :

-       une phase de latence : de durée variable,

-       une phase des mitoses atypiques et monstrueuses extrêmement nombreuses (= mitoses abortives de Lacassagne et Monod),

-       une phase de disparition des éléments touchés par phagocytose,

-       une phase d’englobement cicatriciel des rares éléments restants, lesquels peuvent ainsi demeurer en état de sommeil.

 

h)     Les Conséquences Des Rayons X Sur L’organisme

Suivant les doses reçues sur la totalité du corps, on observe les troubles suivants en cas d’exposition aux rayons X :

        → Inférieure à 20 r : aucune manifestation ;

 → 20 – 40 r : légère modification de la formule sanguine   facilement    réversible;

   → 40 – 200 r : nausées, vomissements, la guérison survenant dans le premier mois qui suit l’irradiation ;

   → 200 – 400 r : troubles graves pouvant aboutir à la        mort ;

   → 400 – 600 r : troubles graves se soldant par le décès, 50% des malades disparaissent ;

   → supérieure à 600 r : troubles graves évoluant vers la mort dans 75% des cas ;

   → 1000 r : décès certain dans 100% des cas.

2.   C u r i e t h e r a p i e

2.1. Définition

C’est l’utilisation du radium sous toutes ses formes pour certains dans un but  thérapeutique « radiumthérapie ». Pour d’autres, elle répond à toutes les techniques de plésio et d’endocuriéthérapie.

   2.2. La Nature Des Radiations

   

   1° le radium

a)     Historique

En 1895, Becquerel découvrit que l’uranium et ses sels émettent d’une façon continue et sans l’aide d’aucune action excitatrice un rayonnement capable de traverser les corps et d’impressionner les plaques photographiques.

Un an plus tard, Madame Curie découvrit que le Thorium possédait une propriété identique et dénomma ce phénomène « radioactivité ». Depuis lors, plusieurs éléments ont été définis. Le polonium, l’actinium et le radium comptent parmi eux. Ce dernier a été isolé du minerai de Pechblende en 1809 par Pierre et Marie Curie.

b)     La radioactivité

 Elle présente deux caractères importants :

1° elle est spontanée, c'est-à-dire qu’elle n’est modifiée par aucune influence magnétique ou électrique.

2° elle est atomique en ce sens qu’elle est indépendante de la combinaison chimique dans laquelle se trouve l’atome.

      Chaque atome est caractérisé par le nombre et la disposition spéciale des électrons et des protons.

Il suffit qu’une cause quelconque fasse varier ce nombre et cette disposition pour que chaque atome soit transformé en un autre

atome : c’est le phénomène de la transmutation atomique. Or, les atomes radioactifs sont des éléments qui subissent spontanément et naturellement ces transformations en se scindant par libération d’un certain nombre de leurs électrons.

Cette scission constitue la radioactivité.

-       Ainsi, après 8 transformations spontanées du radium pouvant durer des années ou des fractions de seconde ; on aboutit au plomb, produit final de la désintégration de tous les corps radioactifs.

Le thorium, après plusieurs transformations successives aboutit au plomb.

Thorium                       Mésothorium I                 Mésothorium II           

                                  

                          Après 10 modifications successives

Plomb

                                                                                                                     

Radiothorium

         Ces transformations successives s’accompagnent d’un dégagement énorme de l’énergie, notamment de la chaleur.

Les éléments radioactifs actuels appartiennent à 3 familles :

·         uranium – radium,

·         thorium,

·         actinium.

Le Polonium dont la demi-vie est de 130 jours est très délicat à manipuler, car ses composés peuvent polluer l’atmosphère avec la radioactivité.

  AA’ : Champ magnétique.

Les champs radioactifs émettent 3 sortes des rayonnements : α, β et γ, ayant des propriétés communes et des caractères propres (particuliers).

L’émission des ces irradiations produit la transformation et la désintégration des atomes des corps radioactifs.

On distingue 2 types de radioactivité : naturelle (Radium,  Radon) et  artificielle (Isotopes).

c)     Propriétés communes

1° Par les effets physiques, ils rendent les gaz conducteurs, les ionisent aussi, et excitent la fluorescence de certaines substances, notamment du platinocyanure de baryum.

2° Par les effets chimiques, ils impressionnent les plaques photographiques.

3° Par des effets caloriques, ils dégagent une grande quantité de chaleur.

4° Par des effets biologiques, ils pénètrent, modifient diversement, selon la nature, les matières organiques ou inorganiques.

d)     caractères particuliers

·         Les rayons µ 

-       Ils représentent 92% du rayonnement total  émis par le radium. Ce sont des atomes d’hélium chargés positivement.   

-       Ils sont analogues aux rayons positifs qui, dans le tube de Crookes, émanent de l’anode.

-       Ils sont peu déviés  par l’aimant.

-       Les particules de ces rayons se déplacent à une vitesse de 20.000 Km/seconde.

-       Ils ont un très faible pouvoir de pénétration (ce sont des rayons mous) : ils sont arrêtés par une mince couche d’air, une fine couche d’aluminium, une membrane de caoutchouc, une feuille de papier ; par conséquent, ils ne sont pas utilisés en Curiethérapie.

·         Les rayons β 

- Ils représentent 3.2% des radiations émises par le radium.

- Ce sont des électrons,  c'est-à-dire des particules chargées d’électricité négative. Ils sont analogues aux rayons cathodiques dans le tube de Crookes.

- Leur vitesse de propagation varie de 50.000 à 300.000 Km/seconde. Les plus lents (β mous) sont les moins pénétrants. Certains, plus rapides, pénètrent dans les tissus jusqu’à 1,5 cm ; d’où leur utilisation en curiethérapie.

- Ils sont fortement déviés par l’aimant, parfois  ils sont tellement déviés qu’ils paraissent rebondir vers le générateur radifère.

·         Les rayons γ 

- Ils se propagent en ligne droite.

- Ils représentent 4.8% des radiations émises par le radium.  

- Ils sont dépourvus de charge électrique (neutres), ce qui les apparente aux rayons X. Ce sont des ondes éthérées.                

  - Ils ont un grand pouvoir de pénétration, supérieur à celui des rayons X à cause de leur longueur d’onde très courte (10^-8 – 10^-10cm). Ce sont les plus pénétrant des rayonnements.  Il existe des rayons γ-mous et des rayons γ –durs dont certains traversent  les couches de plomb de plus de 30cm d’épaisseur.

  - Leur vitesse de propagation avoisine celle de la lumière, elle est de l’ordre de 300.000 Km/seconde.

  - Ils  proviennent du choc entre particules β et atomes constitutifs du radium.

   - Ils ne sont pas déviés par le champ magnétique.

   - Les rayons gamma produisent, dans le tissu, des rayons β et de γ secondaires.

e. types des rayons

Nous disposons de 2 types de rayonnements :

a) les photons

Le photon c’est le rayonnement électromagnétique commun à la plupart de nos sources radiothérapiques qu’il s’agisse des rayons X ou de rayons γ.

Ces rayons X et γ ont deux caractères essentiels :

-       d’abord ils sont tous ionisants,

-       ensuite, ils proviennent tous de l’atome ; les rayons X ont une origine extranucléaire et  γ une origine intranucléaire.

b) les électrons

C’est un rayonnement corpusculaire dont les modalités techniques et les applications thérapeutiques se développent rapidement depuis quelques années. Electrons HE (Haute énergie) à émission magnétique et β mis en spectre continue.

2° Le Radon

        Peu radioactif, par lui-même, le radium, au cours de sa désintégration anatomique, émet un gaz dénommé radon ou émanation du radium.

Le radon est un gaz soluble dans l’H₂O n’émettant que les rayons α.

Sa radioactivité faible est très intéressante en ce sens  qu’il rend radioactives toutes les substances avec lesquelles il entre en contact (=radioactivité induite de Pierre et Marie  curie en 1899).

Cette radioactivité est temporaire : elle est réduite de moitié après 28 minutes et disparaît en quelques heures, en l’absence de toute autre contamination radioactive.

Le radon est le seul corps radioactif non toxique.

 a) Les indications thérapeutiques du Radon

- Lumbago (effet antalgique) par radium- rigor, c'est-à-dire insensibilisation de la région exposée ;

- Myalgies, périarthrites, rhumatismes : on utilise des adhésifs au radon ;

- Affections douloureuses gynécologiques, prostatiques : par des ovules ou suppositoires au radon ;

- Hémorroïdes ;

- Plaies atones.

b) Les appareils utilisés pour la Curiethérapie

*Applications émanifères : c’est un procédé peu coûteux mais très peu utilisé car les appareils émanifères perdent la ½ de leur puissance  en moins de 4 jours.

* Appareils radifères : qui utilisent le radium lui-même ; ce procédé est très coûteux.

* Tubes radifères : ils sont utilisés pour le traitement des lésions dans les cavités naturelles (lésions endo-cavitaires).

* Aiguilles radifères : elles sont destinées à être implantées directement au sein même des lésions (on plante les aiguilles dans la tumeur, elles dégagent des rayons  γ  et β qui détruisent la tumeur).

- gouttières vectrices

- grains radifiés

- suspensions colloïdales radioactives, etc.

   c) La technique de la curiethérapie

    Elle est utilisée en médecine pour le traitement des cancers :

·         l’alpha-thérapie : c’est le traitement par les rayons α ; elle est très peu utilisée en médecine (sauf dans le cas du radon qui dégage le rayonnement α)

·         la beta –thérapie : elle n’est jamais exclusive, il s’y mêle toujours une certaine quantité des rayons γ. Elle s’applique  à l’aide des plaques à émail ou à vernis radifère, soit à nu, soit avec filtrage.

·         La gamma-thérapie : elle se fait soit par tube, soit par aiguille, soit par plaques avec filtrage absorbant les rayons β (on met des plaques qui ne laissent pas passer les rayons  β  , mais seulement les rayons γ  ).

3. Les Modes D’applications

D’après la distance entre la source de radiations et le volume : cible, on distingue trois types d’application :

a)     la radiothérapie éloignée : téléradiothérapie

b)    la radiothérapie de contact : plésio ou bradyradiothérapie

c)     la radiothérapie interstitielle ou intratissulaire : endoradiothérapie.

1)     Téléradiothérapie : trois zones de distance :

a)     Téléradiothérapie : à plus de 150 cm ; elle intéresse à grande distance ;

b)    Téléradiothérapie à moyenne distance : entre 50 et 150 cm ; elle intéresse les irradiations  segmentaires correspondant à de grands volumes-cibles.

c)     Téléradiothérapie à courte distance : entre 5 et 50 cm ; elle intéresse les irradiations de petits volumes-cibles ou des lésions proches des plans cutanés.

2)     Plésioradiothérapie ou bradyradiothérapie : entre 0 et 5 cm ; il s’agit d’une irradiation rapprochée ou d’une irradiation de contact. Elle répond à des irradiations cutanées ou endocavitaires.

3)     Endocuriéthérapie : elle répond à toutes les implantations intratissulaires de sources radioactives scellées ou non (grains, fils, aiguilles, colloïdes, etc.)

TABLEAU  1

Distance source-lésions Nature du rayonnement	Matériel Energie	Voie d’abord Technique
Téléradiothérapie Téléphotonthérapie Télé-électronthérapie	v  Basse énergie :         < 100Kv ·         Buckythérapie : ·         Röntgenthérapie : 15-60kv ·         Roentgenthérapie : 50-100kv v  Moyenne énergie : 100-600kv ·         Röntgenthérapie : 150kv ·         Roentgenthérapie : 200-250kv ·         Roentgenthérapie : 400kv v  Haute énergie :          > 600kv ·         Télécésium ·         Télécobalt ·         Van de Graff ·         Accélérateurs linéaires ·         Bêtatrons	-       percutanée -       endocavitaire - percutanée : ·         fixe ·         rotatoire ·         pendulaire - endocavitaire - percutanée : ·         fixe ·         rotatoire ·         pendulaire - endocavitaire
	4 à 40 Mvolt Accélérateurs linéaires Bêtatrons	- percutanée - endocavitaire
Plésioradiothérapie Plésiophotonthérapie Plésioélectronthérapie Plésiophotonélectronthérapie	-       Buckythérapie -       Roentgenthérapie :  15-60kv -       Appareils moulés de radium -       Tubes et aiguilles de radium (colpostats, bouchons, etc.) -       Montages divers avec radio-éléments artificiels (198Au, 192Ir, 182Ta, etc.)	- percutanée - endocavitaire
	- plaques de radium -Applicateurs cutanés 32P, de 90Sr - Suspensions colloïdales de  198Au	- percutanée - endocavitaire - infection intra séreuse
	- plaques de radium - Suspensions colloïdales de  198Au	- percutanée - endocavitaire - infection intra séreuse - interstitielle
Endoradiothérapie Endophotonthérapie Endo-électronthérapie Endophotonélectronthérapie	-   aiguilles de radium -   aiguilles, fils, grains de radio-éléments artificiels : 60Co, 182Ta, 192Ir, 198Au, etc.
	- Grains, aiguilles de 90Y - Suspension colloïdale de 90Y 32P - Solution de 32P	- interstitielle - interstitielle - vasculaire - métabolique
	-Solutions de 131I, 76As - Suspension colloïdale de 198Au	- métabolique - interstitielle - vasculaire

e)     Les indications du radium

Il a été utilisé en médecine pour le traitement du cancer. La demi-vie du radium est de 1622 années.

4. Indications  thérapeutiques de la curiethérapie

1. Localisations D.R.L

L’endo et la plésiocuriethérapie sont presque exclusivement utilisées.

a)     Etage supérieur avec les cavités sinusales et fosses nasales : c’est la plésiothérapie : efficacité de l’irradiation inférieure ou 10-12mm.

1° sinus maxillaires et ethmoïdaux : plésiocuriethérapie par tubes plastiques avec fils d’Iridium¹⁹² (application peropératoire en contact d’une néocavité maxillaire ou ethmoïdale)

2° fosses nasales : plésiocuriethérapie par tubes plastiques avec fils d’iridium¹⁹² (sous anesthésie locale, position assise)

Dose au contact de la muqueuse pour chaque fils < 3500r. Alterner les narines,

3° Cavum : plésiocuriethérapie par tubes plastiques avec fils d’Iridium¹⁹²               (malade coudé, anesthésie locale, pulvérisation de xylocaïne 10%) seule associée à anesthésie de base. (D’abord moulage du cavum avec élastomère. Dose : 4500r, Durée : 5,7 jours                   4500

                                     25x1, 3

b)     oropharynx : étage moyen

L’endocuriéthérapie peut être largement appliquée malgré son intolérance réflexe à toute manipulation.

1° voile du palais : endocuriethérapie à entrée simple, par gouttières vectrices avec fils d’Or¹⁹⁸ ou Ir¹⁹² (sous anesthésie locale : 15 à 20cc Xylocaïne 1% adrénalinée en position assise) 1200 à 1500r/24 heures.

Dose totale : 4 x 8000r entre 3 et 6 jours.

2° Zone amygdalienne : on distingue 3 types selon la localisation :

-       épithéliomas de la loge amygdalienne proprement dite avec ses limites, les piliers antérieur et postérieur,

-       épithéliomas vélo-amygdaliens pouvant s’étendre sur tout ou une partie de l’hémivoile homologue

-       épithéliomas glosso-amygdaliens pouvant s’étendre sur la base de la langue.

C’est l’endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices, avec fils d’Or ¹⁹⁸ ou Ir ¹⁹² (anesthésie locale, position assise) qu’on utilise.

Dosimétrie : voir endocuriéthérapie du voile.

3° Base de la langue : comme en 2°

Mais devant toute lésion infiltrante, on utilise l’endocuriethérapie à entrée et sortie (peau à peau) par tubes plastiques vecteurs avec fils d’Ir¹⁹² sous anesthésie locale avec trachéotomie.

1.     cancer central,

2.     cancer glosso-épiglottique,

3.     cancer glosso-amygdalien,

4.     cancer de la zone de friction.

4° Cancer glosso-épiglottique

-       endicuriethérapie à entrée et sortie (peau à peau) ou

-       endocuriethérapie par tubes plastiques avec fils d’iridium¹⁹²

5° Cancer centro-lingual infiltrant( base de la langue :

endocuriethérapie par tubes plastiques avec fils d’Ir ¹⁹² (trois boucles radioactives),

-       alimentation par sonde nasogastrique,

-       antibiothérapie

-       antalgiques plus tranquillisants.

6° Face postérieure de l’oropharynx :

- endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices avec fils d’or 198 ou

- implantation d’aiguilles du radium, mais de contention assez malaisée

7° Cavité buccale.                     

        La prééminence  des indications de l’endocuriethérapie de radium est reconnue depuis longtemps. Les radio-isotopes ont cependant apporté des améliorations techniques substantielles tout au niveau des lésions  de faible extension (T₁, T₂) qu’à celui des lésions plus largement étendues (T₃, T₄).

Nous allons étudier 5 localisations tumorales présentant des problèmes techniques et biologiques assez différents : les lèvres, la face interne des joues,  la langue mobile, le plancher buccal et la  voûte palatine.

1° Les lèvres

a) lèvre inférieure

- lésion de moins de 10mm : endocuriethérapie à entrée simple par aiguilles de radium (anesthésie locale, position  couchée)

- lésion étendue : endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices avec fils d’Or ¹⁹⁸ ou Ir ¹⁹².

- lésion à extension transversale, en surface : endocuriethérapie à entrée et sortie par tubes plastiques avec fils d’Ir¹⁹² (anesthésie locale). Longueur :      4-6cm. Dose :7500R.

b)  commissure interlabiale : endocuriethérapie à entrée et sortie par tubes plastiques avec fils d’Ir ¹⁹² (anesthésie  générale, position couchée).

NB : extraction préalable des dents malades pour protéger le maxillaire inférieur puis préparation d’un intercalaire plastique se moulant sur le table interne et le rebord alvéolaire (épaisseur 15-25mm).

c) Face interne des joues : 3 types de lésions

- petite lésion en pleine joue ; endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices avec fils d’Or¹⁹⁸ ou Ir¹⁹² (anesthésie locale, position assise)

- large lésion en pleine joue : endocuriethérapie à entrée et sortie par tubes plastiques avec fils d’Ir¹⁹² (anesthésie générale+ intubation)

- tumeurs gingivo-jugales :

1° l’endocuriethérapie comporte des risques élevés d’ostéo-radionécrose. Elle peut cependant être associée à une chirurgie d’exérèse qui évitera d’intervenir sur la joue elle-même.

2° Autres techniques :

·         petites lésions : endocuriethérapie par aiguilles de radium (compléter la grille radio-active par une ou deux aiguilles de barrage.

·         Lésion large en pleine joue : endocuriethérapie par tubes plastiques.

d) Langue mobile

 -   face dorsale : endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices avec fils d’Or¹⁹⁸ et Ir¹⁹² (anesthésie locale + position assise)

  - lésions non infiltrantes des bords : endocuriethérapie par gouttières vectrices avec fils d’Ir¹⁹²

-       lésions infiltrantes du bord : endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices avec fils d’Or¹⁹⁸ ou Ir¹⁹² (anesthésie locale+ position assise).

-       Face ventrale : lésion limitée ne débordant pas dans le plancher : endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices avec fil d’Or¹⁹⁸ ou Ir¹⁹² (Anesthésie locale+ position assise).

e)  Plancher buccal

- lésion limitée au plancher proprement dit : endocuriethérapie par gouttières vectrices à entrée simple avec fils d’Or¹⁹⁸ ou Ir¹⁹² (anesthésie locale + position assise).

- lésion pelvi-gingivale :

·         avec envahissement osseux : s’abstenir de toute radiothérapie.

·         sans atteinte osseuse : endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices avec fils d’Or¹⁹⁸ ou d’Ir¹⁹² (malade assis, anesthésie locale)

-       Lésions pelvi-linguales :

·         Limitées en « feuillet de livre » : endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices assise et anesthésie locale

·         Lésions infiltrantes massives :endocuriethérapie à entrée et sortie par tubes plastiques vecteurs avec fils d’Ir¹⁹² (anesthésie générale).

Dose à prévoir : 6500-7500R.

 F) Voûte palatine

Seules les lésions T₁-T₂ peuvent être irradiées par : endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices courbes avec fils d’Or¹⁹⁸ ou Ir¹⁹² (anesthésie locale + position assise).

C)  Hypopharynx

L’endo et la plésiocuriethérapie n’ont pas une position dominante pour 3 raisons :

1. les excellentes conditions radiobiologiques de la radiothérapie transcutanée au niveau de cet étroit cylindre cervical.
2. les possibilités très diverses et très étendues de la chirurgie peuvent aller d’une exérèse partielle à une laryngectomie totale,
3. les risques de chondronécrose ou d’œdème de l’appareil laryngé chaque fois que des sources radio-actives sont placées au sein en contact des cartilages thyroïde, cricoïde et aryténoïde.

1)         larynx : facilement accessible à la thyrohyotomie pour faire l’endocuriethérapie, mais on préfère s’en abstenir à cause des risques énoncés au N°3.

2)        Sinus pyriforme : la curiepuncture ne peut intéresser que  sa partie haute, sa paroi externe après résection de l’aile externe du cartilage thyroïde. On recommande donc l’endocuriethérapie à entrée et sortie par tubes plastiques avec fils d’Ir¹⁹² pour les lésions n’intéressant que la paroi externe du sinus. On peut, dans les lésions s’étendant vers le fond du sinus mener une action combinée radio-chirurgicale.

3)        Epiglotte :

-          L’ endocuriethérapie n’intéresse que le pied (base) de l’épiglotte, la partie haute pouvant être enlevée chirurgicalement.

-          Lésions non infiltrantes : endocuriethérapie par voie orale avec gouttières vectrices et fils d’Or¹⁹⁸ ou Ir¹⁹². (malade assis, anesthésie locale)

-          Lésions infiltrantes : endocuriethérapie à entrée et sortie par tubes plastiques avec fils d’Ir¹⁹² (l’anesthésie générale sous trachéotomie)

    4) carrefour ary-pharyngo-épiglottique :

     A cause de son anatomie complexe formée par la confluence  des replis pharyngo-épiglottique, ary-épiglottique et glosso-épiglottique latéral, seules les lésions peu étendues ou les reliquats tumoraux peuvent bénéficier de l’ endocuriethérapie. On recommande : l’ endocuriethérapie à entrée simple par aiguilles de radium (anesthésie locale, position assise). Le malade est alimenté par sonde pendant toute la durée de l’aiguillage.

2.  Adénopathies cervicales

            Les indications actuelles de l’ endocuriethérapie lympho-cervicale restent essentiellement palatines, qu’il s’agisse de reliquats ganglionnaires que le chirurgien ne parvient pas à extirper, particulièrement au contact de la carotide, ou qu’il s’agisse d’importantes infiltrations cancéreuses ganglionnaires ou périganglionnaires d’emblée inopérables.

a) petits reliquats ou petites récidives

Si à ciel ouvert :

-          endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices avec fils d’Or¹⁹⁸ (anesthésie générale),

-          endocuriethérapie per cutanée,

-          aiguilles de radium.

b) adénopathies largement étendues ; endocuriethérapie à entrée et sortie par tubes plastiques vecteurs avec fils d’Ir¹⁹² (anesthésie générale).

3. Glande Thyroïde

Tous les cancers thyroïdiens doivent subir l’exploration isotopique qui groupera les éléments de  l’indication de :

a) l’endocuriethérapie par voie métabolique avec l’I¹³¹.

Mais 10% seulement d’entre-eux justifient cette thérapeutique. La radiosensibilité est d’autant plus grande que la tumeur est moins différenciée.

- le diagnostic de la tumeur primitive, tout comme des métastases, est l’œuvre de la gammagraphie.

Le tissu thyroïdien sain  concentre 1000 fois que les autres tissus de l’organisme l’iode,  mais le tissu thyroïdien cancéreux seulement 50 à 200 fois plus. Donc la lésion apparaît comme une zone hypofixante (lacunaire) dans le tissu thyroïdien normal et comme une zone de fixation ectopique pour les métastases.

La destruction du tissu thyroïdien sain restant  constitue le premier geste thérapeutique par l’I¹³¹ des  cancers thyroïdiens.

Applications thérapeutiques

1° Destruction de tissu thyroïdien sain restant après thyroïdectomie chirurgicale en  administrant de 80mCi d’I¹³¹ le plus souvent.

2° S’il existe secondairement des foyers de fixation, administration d’une activité initiale : 100mCi d’I¹³¹.

b. endocuriethérapie interstitielle avec sources  solides : indiquée pour des récidives  tumorales hypofixantes vis-à-vis de l’iode ¹³¹ devenues inopérables et déjà irradiées par téléradiothérapie.

4 Le sein

La zone mammaire est très accessible à l’endocuriethérapie.

1° cancer peu ou modérément étendu :

endocuriethérapie à entrée et sortie par tubes plastiques  aux fils d’Ir¹⁹² (anesthésie générale, soit après téléradiothérapie, soit après tumorectomie simple.

2° Cancer largement étendu : c’est une contre-indication chirurgicale : on utilise à titre palliatif l’ endocuriethérapie à entrée et sortie par tubes  plastiques avec Ir¹⁹² (anesthésie générale), parfois avec téléradiothérapie (anesthésie  générale).

3° récidive limitée : endocuriethérapie à entrée  simple par gouttières vectrices avec fils d’Or¹⁹⁸ ou Iridium¹⁹², (anesthésie  locale, malade couchée).

5. La plèvre

Il convient de distinguer :

-          les lésions primitives (pleuromes malins) dont seules les formes extensives sont  justiciables de l’ endocuriethérapie à entrée et sortie par tubes plastiques  avec fils d’Ir¹⁹² (anesthésie générale + abord direct par thoracotomie).

-          des lésions secondaires avec hémothorax pour lesquelles il faut la plésiocuriethérapie par phosphore³² en suspension colloïdale (taille des particules : 350 Å)

b. l’appareil broncho-pulmonaire

Les cancers de cet appareil ont un sombre pronostic en raison :

-          d’une part, de leur extension locale dépassant trop souvent les possibilités d’une exérèse chirurgicale,

-          d’autre part, de la fréquence et de la précocité des métastases ganglionnaires et viscérales. Aussi la chirurgie  (lobectomie, pneumonectomie), chaque fois que l’extension tumorale le permet, demeure la technique la plus recommandée.

-          Dans tous les cas non opérables, l’irradiation transcutanée reste la technique radiothérapique la moins traumatisante.

-          Seul le cancer de l’apex paraît  pouvoir tirer un profit substantiel de l’ endocuriethérapie à entrée et sortie par tubes plastiques avec fils d’Ir¹⁹² (anesthésie générale et thoracotomie) Dose : 4500-7500r.

-          Pour le cancer des grosses bronches ou des bronchioles, nous nous contenterons de citer : endocuriethérapie par grains d’Or¹⁹⁸ par abord direct après thoracotomie, endocuriethérapie des lymphatiques médiastinaux par suspension colloïdale de P³² (injection de 50 à 100cc) par voie retrosternale dans la cavité médiastinale (5 à 10mCi).

7. Œsophage

Actuellement, on utilise la téléradiothérapie de haute énergie dont la répartition de la dose est beaucoup plus satisfaisante dans un large volume-cible encadrant correctement les limites  transversales et verticales de la tumeur.

La technique Allemande de plésiocuriethérapie par tubes de Co⁶⁰ montées en chapelet et introduites dans la lumière oesophagienne comporte certains risques :

-          action radiobiologique ne dépassant que la muqueuse, d’où évolution de l’infiltration cancéreuse,

-          fausses  routes et fissurations lors du placement de la sonde.

8. Abdomen

1° Foie : injection IV de radio-colloïde dans le  cadre de micro-lésions diffuses (leucémie, lymphomes, maladie de Hodgkin), métastases épidermoïdes.

Dose: Or ¹⁹⁸ (50mCi)

          P   ³² (10mCi)

Le cancer primitif est souvent diagnostiqué à un stade qui dépasse toute activité radiothérapique.

2° Vésicule biliaire : les cancers sont rares.

Dans les tumeurs inopérables, une plésiocuriethérapie par I¹³¹ incorporé dans les composés iodés utilisés pour l’opacification des voies biliaires (biligraphine) est recommandée. Cette technique ne joue qu’un rôle palliatif dans les lésions étendues malgré son  ingéniosité.

3° Pancréas : endocuriethérapie par tubes plastiques encerclant le volume-cible de plusieurs bouches après abord chirurgical de la glande. Chaque extrémité du tube soit à la peau au niveau de la ligne d’incision. Un radio-élément liquide y est injecté : Palladium ¹⁰³

             Or ¹⁹⁸.

4° rate : endocuriethérapie par voie métabolique comme recommandée  d         ans les affections hématologiques P³².

9. Tube digestif

L’endo et la plésiocuriethérapie sont indiquées pour les lésions ano-rectales et au niveau de l’enveloppe péritonéale, les tumeurs profondes de l’estomac, du grêle et du côlon étant du domaine de la chirurgie.

1° Estomac : seules les formes étendues avec d’importantes adénopathies intéressent la radiothérapie et aboutissent, soit à une contre-indication chirurgicale, soit à une chirurgie incomplète. On procède alors à une endocuriethérapie avec l’Or ¹⁹⁸ soit en grains, soit en fils laissés à demeure.

2° Grêle et côlon :

Les cancers du grêle sont rares, mais  ceux du côlon sont fréquents.

L’ endocuriethérapie ne peut être recommandée que de façon complémentaire (à la chirurgie) lorsque l’exérèse chirurgicale ne peut se rendre maître de toute l’extension tumorale. Elle se limite au résidu tumoral bien limité, pratiquement au niveau de la paroi abdominale.

On recommande :

-          la technique par gouttières vectrices avec fils d’Or¹⁹⁸ laissés à demeure pour les extensions très limitées et d’accès difficile (paroi postérieure)

-          la technique par tubes plastiques avec fils d’Ir¹⁹² (entrée et sortie de peau à peau).

3. rectum et anus

- Les cancers de la portion moyenne ou supérieure sont  du domaine de la chirurgie

- nous parlerons donc de  ceux

* de la marge anale;

* du canal anal et

* de la région ano-rectale.

1. Marge anale : endocuriethérapie à entrée simple par  gouttières vectrices avec fils d’Or¹⁹⁸ ou d’Ir¹⁹² (sous anesthésie locale et en position gynécologique)
2. Canal anal : endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices avec fils d’Or¹⁹⁸ ou d’Ir¹⁹² (5 à 8 cm de long). Surveiller la diète pour l’émission des selles molles à cause de la réaction de radiomucite qui gêne la défécation.

  DT : 6500-7500R

La  plésiocuriethérapie du cancer du canal anal par sondes  radifères introduites dans le canal anal est à proscrire.

3. Région ano-rectale :

- technique par tubes plastiques à entrée simple avec fils d’Ir¹⁹² (anesthésie générale), dérivation préalable des matières (= anus iliaque gauche).

     Dose 6500-7500r.

4. Le péritoine

L’irradiation des épanchements  malins liés à la dissémination  micro ou macronodulaire à la surface de la  séreuse à partir des tumeurs de voisinage (ovaire) ou à distance ou d’une maladie du système (Maladie de HODGKIN) se fait par la technique de la pléisiocuriethérapie par Phosphore ³² en suspension colloïdale. Son but palliatif en vue de ralentir ou de supprimer l’épanchement.

9. Vessie

Au niveau de l’arbre urinaire, seuls la vessie et l’urètre sont concernés par l’endocuriethérapie et la plésiocuriethérapie.

Les cancers de la vessie (carcinomes épidermoïdes le plus souvent) reste souvent peu étendus et peu infiltrants (en bas et en arrière) et sont justifiables de la curiethérapie.

- La technique d’endocuriethérapie par grains d’Or¹⁹⁸ (anesthésie générale plus cystostomie sus-pubienne) est recommandée.

D’abord, on procède à la résection de toute la zone végétante endovésicale de la tumeur, ne laissant que la base, ou à une cystectomie partielle si parfois nécessaire.

Autres techniques

-          L’implantation en lignes continues par épingles d’Or¹⁹⁸, de Tantale¹⁸² ou d’Ir ¹⁹².

-          Les radiocolloïdes en endo par injection vésicale ou en plésiothérapie en instillation directe au contact de la muqueuse pour la papillomatose diffuse.

-          La plésiocuriethérapie endocavitaire par source radioactives contenues dans un ballonnet, soit  en solution liquide (Or¹⁹⁸, Co⁶⁰), soit en grain isolé au centre d’un ballonnet gonflé d’air ou d’eau (Co⁶⁰, Ra²²⁶).

10 Appareil génital

1. Chez l’homme : le cancer de la verge et de la prostate

a. La verge : c’est le carcinome  épidermoïde avant tout, siégeant  au niveau du gland, parfois sur le fourreau, mais beaucoup plus souvent autour du sillon balano-prépucial.

Il faut surtout de :

- l’endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices avec fils d’Or¹⁹⁸ ou d’Ir¹⁹² (anesthésie générale).

Dose : 6500-7500R

Conserver une sonde vésicale et empaqueter la verge dans un pansement  épais la relevant et l’écartant au maximum des testicules.

b. La prostate : étant donnée que ce cancer est hormonodépendant, nous pensons qu’une association hormonothérapique - endocuriethérapie mérite d’être systématisée

Techniques proposées :

1° endo-électron et photoncuriethérapie avec Or colloïdal ¹⁹⁸ par injection par voie périnéale :

-          première injection :

 * au total 50-60mCi

 *  2^ème  injection : 20-30mCi ;

2° endophotoncuriethérapie par grains d’Or¹⁹⁸, on implante les grains par voie périnéale avec le pistolet de HODT.

2. Chez la femme

a. La vulve

- Lésions peu étendues et peu infiltrantes :

* au niveau du sillon entre gland et petites lèvres : endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices avec fils d’Ir¹⁹², anesthésie locale position, gynécologique, mise d’abord en place d’une sonde ;

* au niveau du méat urétral : endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices avec fils d’Ir ¹⁹², sonde vésicale à demeure.

- Lésions étendues et infiltrantes : c’est l’endocuriethérapie à entrée simple ou à entrée et sortie par tubes plastiques avec fils d’Ir¹⁹².

b.  Vagin

Il s’agit le plus souvent des tumeurs secondaires à une tumeur du col utérin, ou à distance, les carcinomes épidermoïdes étant rares.

-          lésions peu étendues : endocuriethérapie à entrée simple par gouttières vectrices avec fils d’Ir¹⁹² (anesthésie générale, position gynécologique) après moulage préalable du vagin avec matériel plastique à prise rapide ;

-          lésions largement étendues en surface : c’est la plésiocuriethérapie avec tubes plastiques et fils d’Ir¹⁹² (anesthésie générale + position gynécologique), toujours après moulage de la cavité vaginale.

c. Col utérin

Plus souvent il s’agit des carcinomes épidermoïdes, exceptionnellement des adénocarcinomes.

La situation anatomique du col se prête bien à la plésiocuriethérapie endocavitaire. Le col utérin peut être irradié en feux croisés à partir des sources radioactives endocavitaires. Mais  les structures périphériques où se fait l’extension : canal cervical en haut, la vessie en avant, le rectum en arrière, latéralement les paramètres, en bas les culs-de-sac vaginaux, éloignées de ces sources radioactives ne peuvent pas être irradiées par ce système correctement, car la dose y décroît.

Donc la plésiocuriethérapie endocavitaire du col utérin ne s’applique de façon optimale que pour les tumeurs de faible extension :

    T1 : strictement limité au col

    T2 : n’envahissant que la portion liminaire du fond  vaginal et des paramètres.

Au delà, elle ne peut s’exercer que dans le cadre de complément à l’acte chirurgical.

-          Dans les formes étendues (T3-T4), on peut cependant envisager des techniques d’endocuriethérapie (fils, grains ou colloïdes) d’indications non encore bien définies.

-          La technique préconisée est celle de la plésiocuriethérapie non solidarisée avec préparation non radioactive utilisant les tubes plastiques et fils d’Ir¹⁹² (sous anesthésie générale).

Matériel :

-          sonde utérine en plastique souple, contenant un chapelet de tubes de radium bout à bout (3 tubes pour une cavité de 6 à 7 cm de long)

-          colpostat.

Dose : 10000r en 143 heures, soit environ 6 jours

Exemple : la portion moyenne recevra 5000r,

                   la paroi pelvienne droite : >2000r,

       la paroi pelvienne gauche :<2000r.

-          La deuxième technique est la plésiocuriethérapie avec 4 tubes plastiques et Ir192 (1 tube endo utérin et 3 tubes des 3 bouchons vaginaux)

-          L’endocuriethérapie en association radiochirurgicale avec gouttières vectrices et fils d’Or¹⁹⁸ ou d’Ir¹⁹². pour les lésions largement étendues aux paramètres entraînant une contre-indication d’exérèse chirurgicale.

D. Corps utérin

Il s’agit d’un adénocarcinome pour lequel la chirurgie  constitue le meilleur traitement.

Mais le moyen le plus efficace  d’éviter le risque de récidive au niveau de la cicatrice de la suture du fond vaginal est d’irradier par plésiocuriethérapie le fond vaginal dans un temps préchirurgical (par radium ou par Ir¹⁹²).

e. Ovaires

Le traitement des cancers ovariens est du domaine de la chirurgie et de téléradiothérapie.

La seule indication de la curiethérapie  répond aux disséminations péritonéales des micronodules métastatiques, entraînant une ascite et soignée par plésiocuriethérapie par injection endopéritonéale de phosphore colloïde ³².

11. Cerveau

     Le pronostic des tumeurs cervicales est très  sombre et leur radiosensibilité médiocre. Ainsi, la chirurgie conserve un rôle dominant chaque fois que la tumeur se révèle extirpable (localisation dans une zone muette, facilité de clivage,…)

-          les glioblastomes sont faiblement radiosensibles et très infiltrants et extensifs.

-          Les astrocytomes et les oligodendrogliomes ont également une faible radiosensibilité.

La chirurgie, même large, associée à la téléradiothérapie, même à dose  élevée   (7-8000r), ne joue qu’un seul rôle palliatif.

L’endocuriethérapie, par contre, reste une  arme assez efficace qu’on peut envisager dans le traitement des médulloblastomes et de certaines  métastases cérébrales.

On peut utiliser :

·               soit l’endocuriethérapie par gouttières vectrices  avec fils d’Ir¹⁹² (anesthésie générale + abord direct,

·               soit  l’endocuriethérapie par stéréotaxie aux fils d’Ir192 (sous anesthésie générale avec abord indirect par trou de trépan.

12. Peau

1° Lésions bénignes localisées :

a)     Disséminations chronique : Eczéma chronique, folliculite, psoriasis,… la plésio-électronthérapie par application de P³² ou Strontium ⁹⁰.

b)    Chéloïdes : endocuriethérapie à entrée et sortie par tubes plastiques avec fils d’Ir¹⁹² (sans anesthésie locale ou anesthésie générale) ou endocuriethérapie par aiguille d’Y⁹⁰.

c)     Angiomes : angiomes plans :

-       plésio-électroncuriethérapie par application de P³².

-       Angiomes tubéreux : endophotoncurithérapie à entrée et sortie par aiguille hypodermique aux mandrins radioactifs d’Ir¹⁹².

Dose : 2500-3000rads.

2° Lésions malignes localisées :

-       lésions minces (<1mm d’épaisseur) : plésio-électroncuriethérapie par applicateur de P³² et strontium ⁹⁰.

-       Lésions épaisses (>1mm d’épaisseur,

o    Peu étendues : endocuriethérapie à entrée et sortie par aiguilles hypodermiques avec mandrin d’Ir¹⁹² (anesthésie locale ou anesthésie générale).

o    Largement étendues : endocuriethérapie avec tubes plastiques et fils d’Ir192 (anesthésie générale).

3° Lésions malignes disséminées :

-       épithéliomas primitifs ou secondaires à même technique que pour le lésions localisées, mais il faudra numéroter soigneusement chaque tumeur sur un schéma, l’irradiation s’effectuera successivement au niveau des différentes lésions, selon un ordre d’un groupement  minutieusement prévu.

-       Hématodermie malignes : endocuriethérapie métabolique par phosphore³².

3. I s o t o p e s

Lorsqu’on modifie le nombre des neutrons d’un noyau atomique, le poids atomique change mais le nombre atomique (c’est à dire le nombre des protons du noyau ou encore le nombre d’électrons des couches périphériques) reste inchangé.

LES DIFFERENTS ELEMENTS UTILISES EN CURIETHERAPIE

PRODUIT	PERIODE	Energie maximale des β (en Mev	Energie max des γ en Mev	Présentation
226Ra (radium)	1620 ans	3,15	1,4	Aiguilles, talin,
222Rn (Radon)	3,8 jours	Id	id	grains
206Bi (Bismuth)	6,4 jours	0	0..7	Colloïde
198Au (Or)	2.7 jours	0.9	0.41	Fil, grains, colloïdes
192Ir (iridium)	74 jours	0.67	0.3	Fil, grains, talin.
182Ta (Tantale)	111 jours	0.53	1.1	Fil, tube colloïde
177Lu(Lutécium)	6.8 jours	0.5	0.17	Colloïdes
131I (iode)	8 jours	0.8	0.35	Soution, grains
125I (iode)	66 jours	0	0.024	Fil
131Ce (césium)	9.9 jours	0	0.03	Fil, grains
103 Pd (Palladium)	17 jours	0	0.06	Pâte en tube plastique
90Sr (Strontium)	28 ans	2.2	0	Plaque scellée
90Y (yttrium)	2.5 jours	2.2	0	Grains, colloïde
76As (Arsenic)	26 heures	2.9	0.7	Solution
60Co (Cobalt)	5.3 ans	0.31	1.25	Aiguilles, tubes
51Cr (chrome)	28 jours	0	0.32	Fil, grains
32P (Phosphore)	14.3 jours	1.7	0	Solution, colloïde

Radioactivité naturelle : - radium                                               - radon

Radioactivité artificielle : isotopes (radio)

La radioactivité  artificielle

Les avantages des isotopes sont nombreux :

-       la diversité dans la présentation matérielle ou des produits solides de  très petits diamètres en fils souples, en grains, des produits liquides ou colloïdaux.

-       Périodes très diverses allant de quelques jours à quelques années :

o    Courte période à 2,7 jours avec Or¹⁹⁸

o    Moyenne période environ 74 jours avec Ir¹⁹²

o    Longue période égale 5,3 avec Co60

-       grande variété dans les énergies des rayonnements β et γ avec la possibilité de choisir, pour la photonthérapie par exemple, un émetteur d’une part de faible énergie pour les β, d’où une  enveloppe de protection de très faible épaisseur, d’autre part de faible ou moyenne énergie pour les γ, d’où un encombrement et un poids réduit pour le matériel de protection

-       faible prix de revient de la plupart de ces radio-éléments artificiels.

Le débit de la dose

Aussi constant que possible pour la même source émettrice. Trois conditions communes devront être recherchées :

-       un émetteur β sur de haute énergie ou sur émetteur γ ou une X de faible énergie.

-        Une section efficace très élevée

-       une longue période.

On peut, de ce fait, être en présence de plusieurs atomes comptant dans leurs noyaux un même nombre de protons, mais des nombres  différents de neutrons.

Des pareils atomes, ayant un même nombre atomique mais des poids atomiques différents, sont connus sous le nom d’isotopes.

Il existe actuellement des  centaines d’isotopes (plus  de 600 isotopes). Le premier fut crée en 1919 par RUTHERFORD, en bombardant le noyau d’azote au moyen des rayons X, il obtint un isotope  instable de fluor qui, expulsant immédiatement un proton, se transforma en isotope stable de l’oxygène.

Après la 2^ème guerre mondiale, le radium s’est fait remplacer par le cobalt 60 (Co 60), un isotope du cobalt, qui peut être fabriqué en grande quantité dans les réacteurs nucléaires et qui émet les rayons β et γ d’une demi-vie de 5,2 ans.

1)               Isotopes : atomes ayant des masses différentes mais le même nombre des protons Z), donc le même champ électrique, le même nombre d’électrons périphériques et les mêmes propriétés chimiques.

2)               Notations nucléaires : on inscrit à gauche du symbole chimique les indications du

Z (=nombre des protons) et du  A (nombre de masse) c'est-à-dire

Z protons +N neutrons), de la façon suivante : X

Les différents éléments utilisés en curiethérapie.

5.     choix de l’isotope en fonction des indications

a. Endocurietherapie interstitielle

1° Endophotocuriéthérapie

-       implantation permanente d’un élément à  courte durée : ¹⁹⁸Au (grains)

-       un élément relativement à longue période : grains ou fils  d’Iridium ¹⁹².

-       Implantation temporaire d’un radio-élément de faible énergie, de section efficace élevée, de longue  période (fils d’Iridium 192)

2° Endoélectrocuriéthérapie vasculaire

-       implantation permanente d’un émetteur  b pur de haute énergie : grains d’Yttrium ⁹⁰

-       implantation temporaire d’un émetteurs b pour haute énergie : aiguilles d’yttrium ⁹⁰.

b. Endocurietherapie vasculaire

-       Quel que soit le vaisseau sanguin ou lymphatique, il faut des radio-colloïdes à émissions b pures (³²P ou ⁹⁰Y, en particulier de 50 à 100Å.

c. Endocurietherapie metabolique

Le choix se fait en fonction du tissu à irradier

¹³¹I pour la thyroïde,

³²P pour le système hématopoïétique,

⁷⁶As pour la peau.

d. Plesiocurietherapie

- large épaisseur : fils  d’Iridium 192 mince épaisseur (environ 1 mm) émetteurs b purs.

a)     Au niveau cutané : nous recommandons l’applicateur ⁹⁰Se si lésions >1mm, ³²P si lésions <1mm.

b)    Au niveau des séreuses ou muqueuses endocavitaires : ³²P ou ⁹⁰Y.

7. Le   C y c l o t r o n (et  cyclo-synchrontron)

La cyclothérapie  fut réalisée en 1930 par J.H LAWRENCE.  Dans cette méthode, la bombe au cobalt peut tourner autour du patient de façon à permettre une irradiation maximale au centre du cercle parcouru par la source.

Le flux, à 1mètre, varie de 1 à 5 r/minute. L’utilisation  du    Co⁶⁰ présente quelques avantages sur la roentgenthérapie conventionnelle. :

1° son rayonnement donne  moins des réactions  cutanées, car l’ionisation se fait à plusieurs millimètres sous la peau ;

2° l’absorption du rayon γ n’est pas plus intense  dans les os que dans les tissus mous, contrairement à ce qui se passe pour les rayons X. Donc, on évite aussi les accidents d’ostéoradio-nécrose.

Sur le radium, l’avantage du cobalt ⁶⁰ (Co⁶⁰) est d’ordre économique, il coûte moins cher.

Cet appareil accélère selon des trajectoires circulaires, des ions positifs sous l’action d’un champ magnétique perpendiculaire.

 Il s’agit le plus  souvent de deutons (  ) qui vont donner au niveau de l’échantillon irradié des réactions nucléaires de types divers : deuton neutron, deuton-alpha, et souvent deuto-proton.

8. Le Mal Atomique

L’exposition prolongée aux radiations ionisantes entraîne des perturbations diverses dans les différents tissus de l’organisme. Les cellules jeunes à rythme de division rapide, le système réticulo-endothélial (SRE), les cellules germinales sont très radiosensibles.

1° Les complications des radiations ionisantes

Les  complications dues aux  rayonnements sont les suivantes :

 a)  Au niveau du tissu hématopoïétique :

-       Leucopénie,

-       agranulocytose (lignée blanche supprimée), ou au contraire, leucémie,

-       hémorragie suite à la thrombocytopénie,

-       anémie.

  b) Action sur les gonades :

     + stérilité,

     + déséquilibre hormonal.

 c) Au niveau des yeux :

     + cataracte.

 d) Au niveau de la peau : selon l’intensité du rayonnement

      + radiodermite,

        + érythème,

        + perte du système pileux (chute des cheveux),

        + perte des lambeaux épidermiques,

        + mort du tissu.

 e) Au niveau des muqueuses gastro-duodénales :

        + hémorragie,

        + ulcération.

 f) Au niveau du cuir chevelu :

        + alopécie.

2° Les effets de la bombe atomique

En cas d’explosion d’une bombe atomique, la lumière (lumière aveuglante), la chaleur et les rayons γ atteignent le but en 1^er lieu ; ils sont suivis respectivement par le choc, le bruit et le souffle explosif.

Compte tenu de ce qui précède, il est recommandé de fractionner les doses en radiothérapie : plusieurs irradiations espacées sont moins dangereuses pour la même dose reçue qu’une irradiation unique.

L’emploi contrôlé des irradiations est tout à fait possible en pratique médicale ou dans les centres nucléaires.

        En revanche, en cas des conflits nucléaires, la protection de la population semble être extrêmement difficile ou simplement impossible.

BIBLIOGRAPHIE

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2. PIERQUIN, B : Curie : endocuriethérapie, Ed. Masson et cie, Paris 1964 et plésiocuriethérapie.
3. TUBIANA M., DUTREIX T. DUTREIX A. et TOCKEYP. : Bases physiques de la radiothérapie et de la radiobiologie. Ed. Masson et cie, Edit, Paris 1963.
4. HENSCHKE (UOK), HELARIS (B.S) et MABAN (G.d); interstitial implantation with unload nylon tubes and after loading with iridium192 seeds in pp.388-395.