Radiologia

#Chinese Artificial Intelligence Beats 15 Doctors In Tumor Diagnosis Competition

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An AI system has wiped the floor with some of China’s top doctors when it comes to diagnosing brain tumors and predicting hematoma expansion.[​IMG]

 

As reported by Xinhua, the system defeated a team comprised of 15 of China’s top doctors by a margin of two to one. The AI, BioMind, was developed by the Artificial Intelligence Research Centre for Neurological Disorders at Beijing Tiantan Hospital, and is another example of the long line of the technology analyzing images.

When diagnosing brain tumors, BioMind was correct 87 percent of the time, compared to 66 percent by the medical professionals. The AI also only took 15 minutes to diagnose the 225 cases, while doctors took 30.

In regards to predicting brain hematoma expansion, BioMind was victorious again, as it was correct in 83 percent of cases, with humans managing only 63 percent.

Researchers trained the AI by feeding it thousands upon thousands of images from Beijing Tiantan Hospital’s archives. This has made it as good at diagnosing neurological diseases as senior doctors, as it has a 90 percent accuracy rate.

The executive vice-president of Beijing Tiantan Hospital, Wang Yongjun, told Xinhua that he didn’t care who won in the battle between doctors and the AI.

“I hope through this competition, doctors can experience the power of artificial intelligence,” he said. “This is especially so for some doctors who are skeptical about artificial intelligence. I hope they can further understand AI and eliminate their fears toward it.”

Read more at: https://forum.facmedicine.com/threads/chinese-artificial-intelligence-beats-15-doctors-in-tumor-diagnosis-competition.36291/?fbclid=IwAR3l-uHvpJTcNJ8f2GfwgDertGpOV6ObsfZCzhVNlx9CalcllhSLK74kCBA

#Scientists discover new blood vessels in bone

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Researchers at University Duisburg-Essen, Germany have discovered new blood vessels in the long bones of mice, as well as similar new vessels in human long bones.

Blood vessels in bone - illustration by sciencepicssciencepics | Shutterstock

The vessels, which the scientists have called “trans-cortical vessels” (TCVs), were found to have originate in the bone marrow and traverse cortical bone perpendicularly along the shaft and connect to the periosteal circulation.

The finding, which was recently published in the journal Nature Metabolism, could help to improve understanding of bone diseases such as osteoporosis and immune system disorders.

Scientists were already aware that a few blood vessels exist at the ends of bones or half way along them, but little is known about how blood enters and leaves long bones.

Given this limited knowledge, Matthias Gunzer and colleagues decided to study blood vessel distribution in the long bones of mice using techniques that have only recently been made available or never been previously used in this field.

Analysis of the lower leg bone using light-sheet fluorescence microscopy and X-ray microscopy showed TCVs crossing the bone shaft, covering the whole bone and constituting most of the bone’s blood supply.

It’s totally crazy there are still things to find out about human anatomy – we have discovered blood vessels in a new place that we didn’t know about before.”

Matthias Gunzer, Study Author

The study also revealed that humans have vessels that resemble TCVs in the thigh bone. Analysis of tiny samples taken from the neck of the human femur identified vessels that were structurally similar to (although much wider than) the ones seen in the mouse model.

Taken together, these data suggest that human long bones, at least in some areas, also possess a system of TCVs that directly connects the vascular system of the BM to the peripheral circulation through cortical bone.”

Gunzer and colleagues point out that diseases affecting bone physiology are known to cause substantial changes in TCV numbers.

“Since key bone pathologies are associated with alterations in the TCV system, entirely new research possibilities that further characterize the role of TCVs in skeletal biology and disease can be envisioned.”

Posted in: Molecular & Structural Biology | Cell Biology | Life Sciences News

#Ablación por #radiofrecuencia, una opción para los #miomas

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Esta técnica mínimamente invasiva permite tratar los miomas que antes no tenían solución sin la extirpación del útero; las mujeres en edad fértil se benefician especialmente del abordaje.

Victoria Rey Caballero, directora médica de la Clínica Caremujer de Sevilla, durante una intervención de ablación por radiofrecuencia.

La ginecóloga Victoria Rey Caballero, directora médica de la Clínica Caremujer de Sevilla, ha puesto en práctica de forma pionera la técnica de ablación de miomas por radiofrecuencia, basada en la aplicación de ondas electromagnéticas dentro del mioma, que producen calor, entre 60 y 100 ºC de temperatura, para provocar la necrosis celular. La radiofrecuencia produce una necrosis del tejido del mioma, que es reabsorbido por el organismo. El objetivo es doble: por un lado, disminuir el volumen de los miomas y, por otro, conseguir la mejora o desaparición de los síntomas.

La radiofrecuencia se ha venido utilizando desde la década de 1990 de forma exitosa para el tratamiento de metástasis hepáticas y carcinoma hepático, nódulos tiroideos y osteomas, entre otras indicaciones. “Lo que hemos desarrollado es su aplicación a los miomas uterinos”, ha explicado a DM Rey que, junto al ginecólogo José Luis García Benítez, aplica esta técnica por vía vaginal y controlada por ecografía desde 2014.

La técnica surge por una necesidad detectada. Hay miomas uterinos que afectan a la fertilidad o causan metrorragia, a los que solo se les ofrece histerectomía. “En nuestra clínica encontrábamos mujeres con problemas de fertilidad debido a la existencia de miomas imposibles de resecar en su totalidad, mediante cirugía o con varias cirugías realizadas sin éxito, y para las que el útero es un órgano vital para su proyecto reproductivo”, ha comentado.

Proceso terapéutico

La técnica se realiza mediante sedación, no requiriendo ninguna preparación previa. “Para el procedimiento, que tiene una duración media de 17 minutos, se necesita un ecógrafo con sonda vaginal, guía de punción, aguja de biopsia tipo trucut, generador de ondas elecromagnéticas y electrodo de radiofrecuencia de 35 mm, y 17 gauges de grosor”, ha detallado. A través de la guía del ecógrafo, se introducirá el trucut para biopsia primero y el electrodo después, lo que permitirá un control ecográfico continuo. Por tanto, una vez preparada la paciente, tras sedación, antibioterapia y asepsia, se realiza la biopsia del o de los miomas para estudio anatomopatológico.

Después, el electrodo de radiofrecuencia, conectado al generador, se programa a 100 watios de potencia, y se introduce en el mioma. Mediante áreas de ablación de un cm3, tratan todo el volumen del mioma, que se considerará adecuado cuando se alcance el 90 por ciento del volumen ablacionado. Generalmente requiere dos horas aproximadamente de observación hasta el alta.

La técnica permite preservar el útero, especialmente útil para las mujeres con deseos genésicos

La especialista ha destacado que, “en primer lugar, evitamos la cirugía a las pacientes, por tanto, la cicatriz uterina y las complicaciones asociadas; en segundo lugar, les permite conservar su útero”. Estas circunstancias son especialmente valoradas en mujeres con deseos genésicos.

La ablación de miomas por radiofrecuencia supone una alternativa terapéutica para miomas sin tratamiento médico-quirúrgico efectivo. En su opinión, “este tipo de miomas son diagnosticados cada vez con mayor frecuencia gracias a las técnicas disponibles y también debido a que las mujeres deciden tener hijos a edad más tardía, lo que ha aumentado la incidencia de miomas”. La radiofrecuencia permite tratar miomas que antes no tenían solución sin la extirpación del útero.

Recientemente, “hemos publicado un estudio en la revista Journal of Laparoendoscopic & Advanced Surgical Techniques que se llevó a cabo en 205 mujeres con hipermenorrea a las que realizamos ablación de miomas por radiofrecuencia por vía vaginal entre septiembre de 2015 y febrero de 2017. Se compararon los volúmenes de los miomas y los síntomas de sangrado antes de la radiofrecuencia, al mes, a los 3, 6 y 12 meses”, ha expuesto la especialista. Ahora están analizando los datos de los embarazos obtenidos tras la realización de la técnica y están proyectando una investigación con la Universidad de Sevilla para evaluar la influencia de los miomas en la receptividad endometrial y la mejora conseguida con la radiofrecuencia.

 

La indicación concreta son miomas menores de 6 cm. con localización quirúrgica. Pero, en principio, puede practicarse en todos ellos

Según la ginecóloga, “la ablación mediante radiofrecuencia puede realizarse en prácticamente todos los miomas, si bien su indicación más adecuada es en los menores de 6 cm, cuya localización los haga inaccesibles quirúrgicamente”. Además de las mujeres jóvenes, en las que los miomas impiden o afectan la implantación, también se benefician especialmente aquellas con gran sangrado causado por miomas que requieren histerectomía, sobre todo en mayores de 45 años, “un grupo poblacional en el que la radiofrecuencia ha supuesto una ventaja muy importante”. Ya han tratado a 316 mujeres.

Resultados

El cien por cien de las féminas con hipermenorrea debida a miomas ha visto resuelto su problema de sangrado. De hecho, todos los miomas reducen su volumen. A los 6 meses de la radiofrecuencia, la media de volumen reducido es de un 60 por ciento. Además, el 65 por ciento de los miomas menores de 3 cm desaparecen por completo a los 3 meses. Por último, el 48 por ciento de las mujeres que estaban buscando un embarazo han conseguido un embarazo evolutivo. Muchas de ellas ya han dado a luz un niño sano a término y sin complicaciones en la gestación.

Como la ablación de miomas por radiofrecuencia es una técnica que no resulta sencilla de realizar y que tiene una curva de aprendizaje difícil, en Caremujer forman a médicos especialistas en la técnica. “Recibimos a especialistas de toda España, sobre todo, de Madrid, Barcelona y Valencia; y de fuera de España, también hemos formado a ginecólogos y radiólogos de Italia, Perú, Chile y Corea”, ha enumerado Rey.

Dos veces al año reúnen a especialistas de todo el mundo que realizan radiofrecuencia en otros órganos del cuerpo en la Real Academia de Medicina de Sevilla. El siguiente paso es que los ginecólogos que están empezando a realizarla la implanten de forma segura. Según Rey, “la técnica no está lo suficientemente extendida por su dificultad y por la experiencia en punción vaginal de miomas que requiere”.

#La #neuronavegación asistida con TC ofrece cirugías a la medida

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La patología cerebral y de columna han encontrado un perfecto aliado en los sistemas de neuronavegación asistida por la imagen. La planificación y comprobación ofrecen cirugías totalmente individuales.

El equipo del Hospital Ramón y Cajal en una intervención asistida con TC.

El cerebro es un órgano elocuente; por tanto, una de las mayores preocupaciones de la neurocirugía es calibrar, en todo momento, en qué zona cerebral se está actuando para no generar daño. La llegada de las nuevas técnicas de cirugía mínimamente invasiva ha añadido además estar dotado de una alta precisión y concretar, muy claramente, los terrenos cerebrales que se abordan.

En cualquier caso, los grandes avances neuroquirúrgicos que han preservado la funcionalidad cerebral han venido siempre de la mano de la imagen. Las arteriografías han dado paso a las imágenes de la TC y de la RMcerebral. Trasladar sus imágenes a quirófano y concretar por dónde se mueve el neurocirujano es realmente útil y práctico. Un paso más, la navegación con imágenes intraoperatorias, ha sido otro de los grandes adelantos que ha incorporado precisión y “cuyo advenimiento tiene en cuenta el movimiento natural del organismo y su repercusión en áreas tan delicadas y complejas, como la cerebral o la columna vertebral”, indican a DM Luis Ley y Avelino Parajón jefe de Servicio y jefe de Sección, respectivamente, de Neurocirugía del Hospital Ramón y Cajal, de Madrid. El centro es el primero y único en España que dispone de un sistema de navegación asistida por TC intraoperatoria, de especial utilidad para cirugía cerebral y de columna.

Localización exacta

Se trata de uno de los neuronavegadores más avanzados, el denominado Airo, que se acompaña de un sistema de navegación que, sobre todo, “para el abordaje del cráneo es realmente útil porque permite visualizar imágenes en 3D y realizar reconstrucciones preoperatorias”, señala Ley, experto en cirugía intracerebral. Parajón, especializado en cirugía de columna vertebral, explica que, “antes de cerrar la incisión y de despertar al paciente, se hace un escáner intraoperatorio y se comprueba, en el caso de la cirugía de columna, que los implantes están correctamente colocados o que no existe hematoma, cuando se trata de cirugía intracraneal”.

Los sistemas en 3D permiten una planificación previa de la intervención: de la lesión, de la colocación del paciente y de la reconstrucción

Ambos neurocirujanos, que han dirigido una reunión internacional sobre navegación y robótica en cirugía espinopélvica y craneal, consideran que sistemas actuales, como la neuronavegación, no sólo determinan la localización exacta de la zona que hay que tratar; también apoyan “la planificación previa de la intervención a través de modelos tridimensionales -del cerebro, de la lesión y de la colocación del paciente-, para llevar a cabo cirugías ‘a la medida’: cuál es el mejor abordaje para la lesión, cuál es la colocación más adecuada del paciente, qué cantidad de hueso es necesario retirar, cómo debe llevarse a cabo la reconstrucción. Todo ello realizado con una elevada precisión quirúrgica”, subraya Ley.

Las imágenes intraoperatorias de los sistemas de navegación tienen en cuenta el movimiento natural del cuerpo y su repercusión

Parajón pone de manifiesto que, las técnicas de realidad aumentada intraoperatorias, muy novedosas, permiten prever ciertos problemas, ya que, en un momento dado, se visualiza más de lo que ofrece la imagen. Similar a la tecnología que emplean las gafas Google, la realidad aumentada, además de ofrecer la imagen real óptica, incluye más información mediante imágenes radiográficas de RM, por ejemplo”, indica Parajón. El siguiente paso, según los neurocirujanos, podría ser la incorporación intraoperatoria de datos fisiológicos, en tiempo real, del paciente.

Luis Ley y Avelino Parajón, del Hospital Ramón y Cajal, de Madrid.

Luis Ley y Avelino Parajón, del Hospital Ramón y Cajal, de Madrid.

El tratamiento de las imágenes preoperatorias y su segmentación resumen la relevancia de la navegación en los ámbitos cerebral y de columna. “Disponer de imágenes previas posibilita realizar una cirugía virtual antes de la definitiva. La segmentación facilita saber dónde nos encontramos y dónde nos movemos. Ambos parámetros redundan en la máxima seguridad del paciente y en un aumento de la eficacia del procedimiento, siempre teniendo en cuenta que son cirugías ‘a la medida’ de las necesidades de cada caso”, considera Ley, quien explica que en tumores intracerebrales complejos, por ejemplo, la navegación “concreta el volumen tumoral que puede ser extirpado, sin elevar los riesgos para el paciente, ya que se trata de estructuras vitales”.

Colocación ajustada

Continúa señalando que, como el cerebro es elocuente, la navegación permite añadir imágenes funcionales del paciente para evitar o minimizar daños en áreas de potencial riesgo. “En el abordaje de patologías cerebrales, la navegación se impone; más aún cuando se trata de lesiones profundas. Obtiene además resultados en patología benigna y MAV localizados en zonas complejas”

Según Parajón, en columna vertebral la navegación en 3D ha desplazado a la 2D, respondiendo a la necesidad de ofrecer mínima invasión en un área compleja, pero sin perder de vista que, precisamente, la mínima invasión también puede dificultar la visualización directa de la anatomía del paciente. “El desarrollo de la realidad aumentada en columna va a cambiar estos obstáculos, aunque es una metodología en desarrollo, por lo que actualmente nos basamos en sistemas de navegación”.

En columna, la navegación 3D ha limitado el riesgo de una inadecuada colocación de tornillos de un 15% a menos de un 2%

Dicha navegación en 3D muestra, en tiempo real, imágenes del paciente que “reconstruyen la columna y con las que se efectúan manipulaciones muy concretas”. A su juicio, esta tecnología ha permitido llevar a cabo la colocación de tornillos percutáneos en cualquier tipo de instrumentación: colocación de tornillos o de implantes en columnas muy deformadas, complejas o reintervenidas”.

Existen metanálisis, señala Parajón, que ratifican que la navegación afina la precisión en la colocación de implantes, “limitando el riesgo de daño a la médula o a un nervio, por ejemplo. El riesgo de una inadecuada colocación de tornillos disminuye de un 15 por ciento a menos de un 2 por ciento”. Las ventajas para el equipo quirúrgico es que se limitan las dosis de radiación.

Hace alusión además a la especial utilidad de la navegación en oncología, pues “se disminuye la cantidad de hueso que hay que resecar, ya que el sistema permite limitarse mucho al tumor y mejorar el grado de resección tumoral, lo que repercute favorablemente en el pronóstico”. Las metástasis vertebrales son las lesiones que con mayor frecuencia se abordan, pero los sistemas acceden a cualquier tipo de tumor que se localice en la columna o en la médula.

Preparar el terreno de la adyuvancia

Con el uso de las actuales técnicas de navegación, los especialistas pueden convertir sus actos quirúrgicos en una especie de puente hacia otros tratamientos adyuvantes, pues no hay que olvidar que las patologías se someten a un abordaje integral e interdisciplinar.

Así, y según indica Parajón, en el caso concreto de las metástasis vertebrales es posible preparar la lesión para posteriormente tratarlas mediante radiocirugía. “En las lesiones muy próximas a la médula, el profesional puede definir y planificar la resección tumoral más adecuada para que los posteriores tratamientos con radiación sean seguros”.

En cirugía intracraneal, también “optimizamos la resección para recibir posteriores terapias y, muy importante, para mejorar la calidad postoperatoria del paciente”, señala Ley. En los tumores “también se producen mejoras en la supervivencia”, subraya Parajón.

#Inteligencia artificial: nueva arma para #lesiones del cartílago de la rodilla. #Método ‘deep learning’

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La inteligencia artificial reúne los datos necesarios para el diagnóstico y tratamiento precoz de lesiones cartilaginosas de rodilla.

Nuevos datos para resonancia magnética.

La Clínica Cemtro desarrollará conjuntamente con GE Healthcare y el Laboratorio de Análisis de Imagen Médica y Biometría de la Universidad Rey Juan Carlos I, un proyecto pionero en Europa para aplicar la Inteligencia Artificial (IA) en el diagnóstico de diferentes patologías del sistema musculoesquelético como las enfermedades degenerativas y las lesiones del cartílago de la rodilla.

La clínica madrileña, que es la única en España reconocida por la FIFA como centro médico de excelencia, utilizará el denominado aprendizaje profundo (deep learning) para implantar nuevas herramientas de resonancia magnética automatizadas de detección de lesiones que permitirá segmentar las imágenes del cartílago y el hueso y clasificar esas mismas imágenes para poder detectar posibles anormalidades estructurales en el tejido cartilaginoso, incluso cuando se trata de lesiones superficiales, que pueden pasar desapercibidas con sistemas convencionales.

El deep learning es la misma herramienta de inteligencia artificial que utilizan los teléfonos móviles para identificar objetos concretos en imágenes. Para ello los algoritmos han de aprender primero a distinguir esos mismos objetos mediante la exposición a millones de ejemplos diferentes ya etiquetados.

Segmentación de imágenes

La segmentación, es decir la división de las imágenes digitalizadas en particiones homogéneas, es un paso crucial para obtener marcadores cuantitativos de degeneración articular, como puede ser el caso de las lesiones del cartílago. Tradicionalmente, se realiza de manera manual y son los propios profesionales médicos los que delinean los límites entre los diversos tejidos musculoesqueléticos y el hueso. Esto constituye un proceso extremadamente lento y difícil que, además, depende mucho de la experiencia del profesional.

Tal como explica Mario Padrón, jefe del Servicio de Radiodiagnóstico de la Clínica Cemtro y coordinador del proyecto, “una segmentación totalmente automatizada que diferencie claramente las partes óseas y las de los tejidos puede ayudarnos a realizar un diagnóstico más precoz y más preciso de lesiones incipientes del cartílago articular mejorando la precisión diagnostica en menos tiempo y así reducir posibles errores humanos. Todo esto revierte en atender más y mejor a un mayor número de pacientes”. Por su parte, Luis Campo, presidente de GE Healthcare Iberia, destaca que “la aplicación de la inteligencia artificial ayuda a localizar y combinar datos relevantes que tienen potencial para mejorar la atención del paciente y aumentar el flujo de trabajo”.

Estudiar para tomar decisiones

Según Padrón, “estos datos nos pueden permitir a medio plazo hacer un estudio demográfico de las lesiones del sistema musculo-esquelético y, en base al mismo, tomar decisiones para mejorar su tratamiento e incluso para prevenirlas aplicando estrategias como la pérdida de peso, ejercicios específicos, o nuevos fármacos. Otra de estas estrategias puede ser la sustitución del cartílago a tiempo mediante el implante de las propias células del paciente, lo que puede prevenir la osteo artrosis degenerativa.

“El análisis cuantitativo de imagen está experimentando una revolución gracias a las técnicas de clasificación basadas en redes neuronales y a la posibilidad de crear grandes bases de datos de imágenes. Las técnicas de deep learning permiten abordar problemas de aprendizaje muy complejos de forma muy eficiente”, según Norberto Malpica, director del Laboratorio de Análisis de Imagen Médica y Biometría de la Universidad Rey Juan Carlos.

#Técnica de radioterapia inovadora é desenvolvida para combater #câncer de próstata

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Inédita no país, a terapia reduz o tempo de tratamento do paciente e traz mais qualidade de vida ao paciente

Dados do Instituto Nacional do Câncer (INCA) e do Ministério da Saúde mostram que o Brasil deve registrar este ano cerca de 600 mil novos casos de câncer, dos quais 68.220, são de próstata. Será o segundo mais comum entre os homens, atrás apenas do câncer de pele não melanoma.

Diante deste cenário, o Hospital Sírio-Libanês está buscando inovações no tratamento de pacientes submetidos à radioterapia, que promete ser mais um aliado no combate à doença. A novidade é conhecida como radioterapia ultra-hipofracionada, que reduz o número de sessões para cinco aplicações frente à 40 frações do tratamento convencional. “O tratamento é realizado em cinco dias, com duração média de 22 minutos por fração, o que torna o procedimento menos agressivo”, explica o Dr. João Luis Fernandes da Silva, diretor adjunto do Departamento de Radioterapia do Hospital Sírio-Libanês.

Inédita no país, a terapia utiliza um sistema chamado Calypso. Três transponders (sistema que recebe e emite sinal), são colocados na próstata através da pele com auxílio de ultrassom e raio-x, como ilustram as figuras ao lado. Os dispositivos são identificados por uma placa com nove receptores. Uma imagem é realizada pelo próprio aparelho que faz o tratamento para checar a localização dos dispositivos, que já estarão bem próximos às células tumorais. “Como os transponders são colocados dentro da próstata, órgãos como bexiga, uretra e reto ficam protegidos contra radiação”, afirma o médico.

O paciente é colocado na mesa do acelerador linear (aparelho que realiza o tratamento). Os transponders emitem 25 sinais cada um por segundo, que são reconhecidos pelo sistema Calypso, através de uma placa com nove receptores.

O acelerador é ligado e quando os sinais da próstata são reconhecidos, o feixe de radiação é liberado e ataca as células tumorais. Se o alvo sair da mira, o aparelho para de girar em torno do paciente e desliga automaticamente. “O tratamento não necessita de anestesia e não tem restrições, físicas, sexuais ou ocupacionais durante a sua execução, sem perder a eficácia”.

Esse novo procedimento aumenta as chances de cura mais rapidamente e permite que o homem leve uma vida sem restrições, com atividades físicas e sexuais e gente comece a tratar um quadro que sugere o desenvolvimento da metástase mais cedo, antes mesmo de um novo tumor aparecer. Isso garante um ganho de sobrevida sem metástase e não é agressivo ao corpo, por ser realizado em apenas uma semana. “Inovações como esta vão de ir ao encontro do caminho que vejo ser a tendência atual, que é a prática de medicina personalizada. A tecnologia traz novas formas de se lidar com o câncer e precisam ser aplicadas cada vez mais.”.

 

 

#Complications cardiaques de la radiothérapie – Le point de vue du radiothérapeute

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Emmanuel KAMMERER*, Jennifer LE GUÉVELOU*, Juliette THARIAT**, *service de radiothérapie, Centre François Baclesse, Caen, **Professeur universitaire, service de radiothérapie, Centre François Baclesse, Caen

La radiothérapie s’est imposée dans les standards de prise en charge de nombreux cancers thoraciques. Du fait de l’anatomie, le cœur est un organe à risque, critique. Des études récentes ont mis en évidence un sur-risque cardiovasculaire post-irradiation cardiaque. Cet article présente les principales indications de radiothérapie thoracique, les complications cardiaques associées, et les perspectives de dépistage et de prévention primaire. Une coopération rapprochée entre radiothérapeutes et cardiologues semble nécessaire pour améliorer les prises en charge.

La radiothérapie est actuellement un standard de prise en charge de nombreux cancers de la région thoracique (sein, poumon, Hodgkin…). Elle apporte généralement une nette amélioration du contrôle tumoral local et général. Avec l’amélioration de la prise en charge carcinologique et l’amélioration générale de la survie de ces patients, des cohortes de longs survivants existent. Les complications cardiaques, volontiers tardives (survenant des années après la radiothérapie) sont actuellement un réel enjeu de prise en charge. Le taux de décès par cardiopathie radio-induite post-radiothérapie adjuvante dans les cancers du sein a été estimé à 125 cas pour 100 000 patientes-années, soit 0,1 % patiente-année(1). La part réelle de la cardiotoxicité radio-induite reste cependant difficile à établir du fait des traitements systémiques régulièrement associés (chimiothérapie, thérapies ciblées, hormonothérapie).
Le principal paramètre dosimétrique utilisé actuellement pour évaluer la probabilité de cardiotoxicité radio-induite est la dose moyenne cardiaque, en particulier en sénologie(2). D’autres paramètres dosimétriques (notamment le volume physique recevant X Gy) sont en cours d’évaluation, concernant le cœur dans son ensemble ou des sous-structures (notamment les artères coronaires).

Indications de radiothérapie du thorax

Cancers mammaires

Le nombre annuel de nouveaux cancers mammaires invasifs est actuellement de 50 000 cas par an en France, avec une survie nette à 5 ans de 86 % (en 2012). La prise en charge d’un cancer du sein localisé repose en premier lieu sur la chirurgie, soit par mastectomie, soit par tumorectomie (chez 2 patientes sur 3). La tumorectomie est suivie d’une radiothérapie adjuvante de 50 Gy sur le sein restant, avec souvent un complément de 16 Gy supplémentaires au niveau du lit tumoral. Historiquement réalisée sans autre traitement adjuvant, cette radiothérapie adjuvante permettait de réduire le risque de décès à 15 ans (35,9 vs 30,5 %, p < 0,0002)(3). Dans les cancers du sein gauche, cette radiothérapie adjuvante post-tumorectomie gauche conduit cependant à une irradiation cardiaque.
Il existe deux techniques différentes : la radiothérapie 3D dite « classique » (RT3D) et la radiothérapie conformationnelle en modulation d’intensité (RCMI). La RT3D emploie 2 faisceaux obliques tangentiels, placés en dosimétrie directe (figure 1), de manière à irradier la totalité du sein. La dose maximale reçue par le cœur peut parfois atteindre 50 Gy focalement dans la partie postérieure des faisceaux tangentiels. Celle-ci couvre assez souvent une minime frange de la partie antérieure du cœur incluant notamment l’interventriculaire antérieure. La dose moyenne au cœur est généralement basse, autour de 3 Gy (vu que 80 % du volume cardiaque est totalement épargné). Cette technique reste la plus employée pour les irradiations de sein seul. La RCMI multiplie les portes d’entrée des faisceaux et module les faisceaux (figure 1) de manière à respecter des contraintes fournies a priori par le radiothérapeute. Elle induit généralement une irradiation cardiaque plus importante en volume que la RT3D, mais permet d’éviter les points chauds (forte dose focale) (figure 2). La dose moyenne peut atteindre 8-10 Gy (vu qu’un volume plus important de cœur est irradié à faibles doses).


Figure 1. Comparaison entre dosimétrie directe et dosimétrie indirecte.

Figure 2. Comparaison de dosimétrie projetée sur scanner de simulation, chez 2 patientes irradiées au niveau du sein gauche exclusivement. En haut, traitement réalisé en radiothérapie conformationnelle (RT3D). En bas, traitement réalisé en radiothérapie conformationnelle avec modulation d’intensité (RCMI).

La RCMI est le standard actuel des irradiations adjuvantes incluant des aires ganglionnaires au vu de la meilleure couverture du volume-cible qu’elle permet d’obtenir, et compte tenu de publications récentes suggérant que l’irradiation de la chaîne mammaire interne augmente la survie liée au cancer du sein.

Par ailleurs, certains cancers du sein en situation adjuvante (qui présentent des surexpressions du récepteur au facteur de croissance épidermique) sont traités avec du trastuzumab, connu pour sa cardiotoxicité propre. L’essai HERA(4), évaluant le trastuzumab en situation adjuvante dans les cancers du sein a récemment fait l’objet de critiques concernant la cardiotoxicité rapportée. En effet, la cardiotoxicité était évaluée de manière globale dans cet essai, via la baisse de la fraction d’éjection et était imputée au trastuzumab, sans donnée concernant la radiothérapie adjuvante. La cardiotoxicité post-traitement adjuvant semble au minimum additive, voire supra-additive.

Localisations pulmonaires

La radio-chimiothérapie constitue la prise en charge initiale des cancers pulmonaires localement avancés inopérables. Du fait de la proximité du cœur avec les aires ganglionnaires ciblées, la partie cardiaque postérieure est généralement irradiée à relativement forte dose (la partie antérieure pouvant se retrouver irradiée en cas de proximité avec la tumeur initiale).
La radiothérapie stéréotaxique peut être utilisée à visée curative dans les tumeurs pulmonaires primitives de petite taille(5), ou dans les oligométastases pulmonaires. La dose délivrée est alors beaucoup plus forte, via quelques centaines de mini-faisceaux non coplanaires. L’épargne cardiaque peut être difficile à obtenir en cas de proximité avec le volume tumoral mais la dose moyenne est en générale faible.

Lymphomes hodgkiniens

La radiothérapie a longtemps été un standard de prise en charge initiale dans les lymphomes médiastinaux. Dans les lymphomes hodgkiniens, elle est actuellement surtout employée en clôture (post-chimiothérapie), où elle permet d’obtenir un bon contrôle tumoral. L’importance du volume à irradier, volontiers médiastinal, impose la recherche d’un compromis couverture-épargne cardiaque.

• De nombreux cancers de la région thoracique sont traités par radiothérapie, induisant une irradiation cardiaque non souhaitée, chez plusieurs dizaines de milliers de patients annuellement en France.
• Les nouvelles techniques de radiothérapie peuvent parfois permettre de délivrer des doses moins élevées au cœur, au prix d’une augmentation de la dose moyenne.

Optimisation cardiaque en radiothérapie

Contrôle de la position cardiaque

De manière à diminuer la dose reçue par le cœur, la radiothérapie (particulièrement en sénologie) peut être délivrée en inspiration bloquée. L’apnée permet de s’affranchir des mouvements respiratoires.

L’inspiration profonde permet d’augmenter l’espace entre le cœur et le volume traité, réduisant les doses délivrées au cœur.

Plusieurs études ont montré une diminution de la dose moyenne cardiaque post-irradiation mammaire (- 50 %), quelle que soit la technique de radiothérapie utilisée(6,7). De même, la dose délivrée à l’interventriculaire antérieure est réduite (-10 % environ)(8). Mast et coll.(9) ont montré, dans une étude prospective, que l’asservissement respiratoire était associé à une moindre augmentation de la charge calcique à distance de la radiothérapie.
De la même manière, toujours en sénologie, la radiothérapie peut être également délivrée en décubitus latéral ou même ventral(10), avec des résultats plus modestes en termes d’épargne cardiaque.

Optimisation technologique : proton-thérapie

Les protons ont l’avantage balistique d’avoir une décroissance rapide de la dose délivrée en fin de parcours, plus nettement que les photons.

En sénologie, cet avantage permet d’arrêter le volume irradié à forte dose au niveau de la paroi postérieure du sein gauche, en évitant le cœur.

Peu répandus actuellement, ils nécessitent un appareillage technique plus complexe. Plusieurs études ont montré une meilleure épargne cardiaque dans les irradiations mammaires adjuvantes(11-13), avec une dose moyenne de l’ordre de quelques centiGy.

Complications cardiaques postradiothérapie

Physiopathologie

Les photons arrivant dans les cellules irradiées induisent une radiolyse de l’eau, produisant des radicaux OH· intracellulaires. Ces radicaux vont induire un stress oxydatif à l’échelle cellulaire, et des cassures d’ADN à l’origine d’un effet antitumoral. L’inflammation résultante de ce stress cellulaire et de la réparation de l’ADN va générer une réaction inflammatoire (à l’échelle du myocarde). Le recrutement capillaire de cellules inflammatoires et des cytokines (TNF, IL-1, IL-6, IL-8) va alors activer localement la coagulation, associée à des lésions endovasculaires(14,15).

À court terme, ces deux mécanismes (lésions endovasculaires et coagulation) vont être responsables des effets indésirables dits aigus, survenant jusqu’à 3 mois après la radiothérapie, généralement réversibles.

Ils associent myopéricardite « sèche » (par inflammation des feuillets péricardiques sans trouble de résorption), angor (par ischémie locale d’origine capillaire), troubles du rythme par hyperexcitabilité (par inflammation).
À long terme, l’association de lésions capillaires (radio-induites), des lésions ischémiques myocardiques résultantes, et de l’atteinte de la fonction coronaire (athérosclérose accélérée) peut causer les effets indésirables tardifs (figure 3). Les effets indésirables tardifs (au-delà de 3 mois post-radiothérapie, généralement plus tard) peuvent alors apparaître : péricardite exsudative (la fibrose péricardique diminuant la résorption) ou constrictive (par fibrose péricardique), infarctus segmentaire (par déstabilisation de plaques d’athérome coronaires), valvulopathies (par distension lente), et rythmopathies (par destruction ischémique lente des voies de conduction ou des nœuds).


Figure 3. Physiopathologie des effets cardiotoxiques d’une irradiation cardiaque.

Complications coronaires

Les complications coronaires sont actuellement les complications cardiaques les plus décrites et les mieux connues. Volontiers tardives, elles peuvent survenir des années après irradiation. L’étude rétrospective de Darby et coll.(2) a retrouvé une majoration du risque d’événement coronaire de 7,4 % par Gy de dose moyenne cardiaque, sans seuil, dans une cohorte cas-témoin de 2 168 patientes irradiées au niveau du sein gauche. Cet excès de risque commençait 5 ans après la radiothérapie, et se poursuivait au moins jusqu’à 30 ans post-radiothérapie. Quoique fortement critiquée lors de sa parution, cette étude fait désormais référence (des résultats similaires ayant été publiés depuis).
D’autres études plus récentes ont montré qu’après irradiation mammaire gauche, les plaques d’athérosclérose radio-induite se concentrent en réalité au niveau des parties distale et médiale de l’artère interventriculaire antérieure, et au niveau de la partie distale de l’artère diagonale(16). Les plaques retrouvées après radiothérapie sont plus riches en tissu conjonctif fibreux, et plus à risque de rupture que des plaques « normales ». L’artère interventriculaire antérieure est la plus responsable d’événements ischémiques considérés comme radio-induits dans cette indication.
La dose cardiaque moyenne est probablement inadaptée en cas d’irradiation cardiaque très inhomogène (une irradiation quasi-exclusive à très forte dose de la partie distale de l’interventriculaire antérieure donnera une dose moyenne cardiaque jugée « acceptable » mais sera pourtant très à risque de complications futures). Partant de ce principe, plusieurs auteurs ont proposé des modèles différents de prédiction de complications cardiaques, à partir de différentes cohortes, en comparant dose cardiaque, dose délivrée aux coronaires, etc.
Dans les lymphomes hodgkiniens par exemple, plusieurs modèles existent pour évaluer le risque de complications coronaires post-traitement. Hahn et coll.(17) ont récemment comparé plusieurs modèles de prédiction de toxicité dans une étude rétrospective d’un échantillon aléatoire de 125 patients. Concernant les 44 complications cardiaques retrouvées, 31 d’entre elles étaient coronaires, pour 3 péricardites, 6 troubles de la conduction, 1 valvulopathie, et 3 non spécifiées. Le meilleur modèle pour prédire les complications cardiaques (tout type) utilisait la dose cardiaque moyenne, l’homogénéité de la dose délivrée au cœur, l’âge du patient et son sexe (la dose délivrée aux artères coronaires n’étant pas significative). À l’inverse, dans une analyse en sous-groupe, le meilleur modèle pour prédire les complications coronaires utilisait le volume d’artère interventriculaire antérieure recevant 5 Gy, le volume d’artère circonflexe recevant 20 Gy, et l’âge du patient (la dose moyenne et le sexe n’étant alors pas significatifs). Hormis l’âge et le sexe, les facteurs de risque cardiovasculaires n’avaient pas de valeur prédictive.
Dans les cancers du poumon, Speirs et coll.(18) ont rétrospectivement évalué 416 patients qui étaient inclus dans un protocole d’escalade de dose (de 70 à 90 Gy), dans plusieurs essais différents : 19,3 % des patients ont présenté une toxicité cardiaque de grade III (27,5 % de toxicité de grade II). En analyse multivariée, le volume cardiaque recevant 50 Gy était associé avec une diminution de la survie globale. Utilisant les données de 112 patients issus des mêmes essais, Wang et coll.(19) ont retrouvé 26 complications cardiaques (9 péricardites, 7 ischémies, 12 arythmies). Chaque type de complications était rétrospectivement associé avec différentes sous-structures cardiaques (tableau).

Complications péricardiques

Les péricardites en phase aiguë sont probablement sous-évaluées. La clinique associe généralement une douleur thoracique avec sensation d’oppression et dyspnée. L’échographie cardiaque retrouve un épanchement péricardique peu abondant, d’origine inflammatoire.

La suspension de la radiothérapie pendant une semaine et la prescription d’anti-inflammatoires permettent généralement de passer l’épisode, avec une reprise de la radiothérapie au décours.

Cependant, toute interruption de radiothérapie doit être évitée dans la mesure du possible, du fait d’un effet délétère sur la survie sans progression.

Complications valvulaires

Les complications valvulaires précoces sont rares mais probablement mal recensées. Des insuffisances mitrale et aortique peuvent apparaître très tardivement, par distension de leurs anneaux fibreux (du fait de la fibrose myocardique). Leur atteinte est exceptionnellement symptomatique, le plus souvent à des phases très tardives. Leur prise en charge n’est pas spécifique.

Complications rythmiques

Il existe peu de données spécifiques concernant les troubles rythmiques radio-induits. Leur survenue signe généralement une fibrose des voies de conduction par atteinte microvasculaire, ou la destruction d’une structure critique.

• Après radiothérapie adjuvante mammaire gauche, le risque d’événements cardiovasculaires coronaires est lié à l’athérosclérose accélérée de l’interventriculaire antérieure et de la diagonale.
• Le risque de complications cardiovasculaires post-radiothérapie mammaire est lié à la dose moyenne cardiaque, avec une augmentation du risque de 7 % par Gy de dose moyenne supplémentaire, sans seuil.
• Des données concernant les sous-structures cardiaques ont émergé récemment et sont en évaluation.
• Des méthodes d’évaluation plus précoces sont actuellement à l’étude.

Évaluation précoce de la cardiotoxicité

Les complications cardiaques irréversibles surviennent relativement tardivement après irradiation. Un dépistage précoce pourrait permettre de mieux les prendre en charge.

L’évaluation de la fraction d’éjection du ventricule gauche s’est avérée insuffisante, car altérée trop tardivement(14). Elle peut même rester normale, réalisant un tableau d’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection conservée, particulièrement après irradiation mammaire adjuvante, chez des patientes âgées(20).
Sawaya et coll.(21,22) ont publié des données prometteuses concernant l’échographie de contractilité. Dans leurs études, la contractilité longitudinale myocardique s’altérait précocement post-chimiothérapie et était prédictive d’une baisse de la fraction d’éjection à distance de la chimiothérapie (p = 0,0003), ce qui n’était pas le cas de la fraction d’éjection mesurée immédiatement post-chimiothérapie. La valeur-seuil était < 19 % (74 % des patients développant une altération de la fraction d’éjection avait un strain < 19 ). Des données similaires ont été rapportées concernant le trastuzumab(23). Erven et coll.(24) ont objectivé des altérations de la contractilité jusqu’à 14 mois post-radiothérapie mammaire gauche. Cependant, aucune étude publiée n’a à ce jour démontré un lien entre cardiotoxicité d’origine radique et événements cardiovasculaires à long terme.
La place de l’IRM cardiaque est en cours d’évaluation. Initialement prometteuse(25) car se corrélant avec des baisses de la fraction d’éjection, elle semble cependant moins sensible que l’échographie de contractilité(26). La scintigraphie cardiaque permet de détecter des défects de perfusion post-radiothérapie mammaire adjuvante(27). Le nombre de défects semble augmenter à distance de la radiothérapie (6, 12, 18, 24 mois : 27, 29, 38, 42 %). Sa valeur prédictive n’est pas connue.
Les marqueurs biologiques usuels semblent également avoir une valeur prédictive de cardiotoxicité post-chimiothérapie. La troponine a été évaluée par Cardinale et coll.(28). Une élévation de troponine était retrouvée chez 32 % des patientes, et était associée à une baisse ultérieure de la fraction d’éjection. Une troponine ultrasensible de plus de 30 ng/ml était associée à une cardiotoxicité ultérieure (cardiomyopathie, réduction de la fraction d’éjection de plus de 10 % à moins de 55 % ou de 5 % à moins de 55 % et associée à des symptômes).
Il n’existe actuellement aucun standard de détection précoce d’une cardiotoxicité post-radiothérapie ou post-chimiothérapie, du fait d’un manque de suivi à long terme dans la plupart des études.

• L’échographie de contractilité retrouve des altérations significatives post-chimiothérapie et post-radiothérapie mammaire. Sa valeur prédictive d’événements cardiovasculaires à long terme n’a pas encore été évaluée.
• Les marqueurs biologiques, la scintigraphie cardiaque, l’IRM cardiaque sont encore en cours d’évaluation.
• Aucune méthode d’évaluation précoce de la cardiotoxicité n’est validée en pratique clinique à ce jour.

Perspectives médicamenteuses

Gulati et coll.(29) ont réalisé un essai randomisé de phase 3 pour évaluer le bénéfice apporté par le candésartan, associé ou non au métoprolol chez des femmes ayant reçu un traitement adjuvant potentiellement cardiotoxique pour un cancer du sein (radiothérapie, trastuzumab…). Le candésartan semblait protecteur, sans interaction avec le métoprolol. La baisse de la fraction d’éjection, mesurée par IRM, était de 2,6 % dans le groupe traité par placebo, pour 0,8 % dans le bras traité par candésartan. Les données de long terme sont attendues.
Un autre essai randomisé est en cours, mené par Guglin et coll. Il évalue l’apport du lisinopril concomitamment au trastuzumab en situation adjuvante. La fraction d’éjection, évaluée par échographie ou scanner, est le critère de jugement principal. D’autres classes thérapeutiques (statines, bêtabloquants) sont actuellement également en cours d’évaluation.

En pratique

  • La radiothérapie est un standard de prise en charge dans de nombreuses localisations thoraciques.
  • Du fait des bons résultats obtenus en termes de contrôle local et général, les complications cardiaques qu’elle peut induire sont désormais une priorité de prise en charge.
  • Les complications tardives sont dominées par les complications coronaires, liées à une athérosclérose accélérée.
  • Une coopération étroite entre radiothérapeutes et cardiologues est nécessaire pour une meilleure prise en charge des patients