Le concept de radiothérapie en position verticale consiste à traiter un patient en position assise, semi-assise ou debout avec un faisceau fixe (1). Ce principe n'est pas nouveau. Depuis de nombreuses années, des équipes ont développé et utilisé des sièges pour traiter les patients en position assise, principalement dans les centres d'hadronthérapie (1–3). Cependant, l'importance de l'imagerie multimodale en radiothérapie et le fait que ces examens soient réalisés en position couchée ont limité le développement de la radiothérapie en position verticale.-
Des premières preuves
Pourtant, plusieurs publications récentes mettent en évidence que traiter un patient en position verticale pourrait être bénéfique pour le traitement de certaines localisations tumorales. En effet, la modification de la position du patient peut entraîner des changements dans la position des organes et donc dans la relation entre volume cible et tissus sains avoisinants (4–8).
Concernant le thorax, l'équipe de Yang et al. a montré, sur 5 volontaires sains, que la position verticale permettait une augmentation de 27 % du volume pulmonaire ainsi qu'une diminution de l'amplitude des mouvements des structures intrathoraciques. Une réduction d'environ 4 mm de l'amplitude des mouvements des structures intrathoraciques dans la direction crânio-caudale — qui est la direction où les mouvements sont les plus importants — a été observée entre la position verticale et la position couchée. Ces résultats indiquent qu'une irradiation pulmonaire en position verticale pourrait permettre une diminution des mouvements du volume cible, et donc une réduction des tissus sains irradiés (5). En ce qui concerne la radiothérapie de la prostate, une évaluation par imagerie par résonance magnétique chez des volontaires sains a montré que la vessie est plus allongée dans la direction antéro-postérieure avec le volontaire en position verticale. De plus, Schreuder et al. ont montré que la distance entre le sacrum et la vessie était réduite lorsque le patient était en position verticale par rapport à la position couchée (7). Ces observations indiquent que l'intestin grêle pourrait être davantage éloigné du volume irradié et donc mieux protégé lorsque les patients sont en position verticale. D'autres indications de radiothérapie pourraient bénéficier de telles modifications dans la relation entre volumes cibles et tissus sains environnants induites par un changement de position du patient. Traiter en position verticale un patient avec une tumeur de la tête et du cou pourrait potentiellement permettre de dégager la paroi pharyngée postérieure d'un volume cible situé au niveau du voile du palais ou de la base de la langue. Cela pourrait se traduire par une réduction de dose aux muscles constricteurs du pharynx, et donc par une diminution du taux de dysphagie tardive.
De plus, plusieurs publications ont montré une amélioration dans le confort physique des patients installés en position assise, semi-assis ou debout en comparaison à la position couchée (9–11).
Par ailleurs, l'utilisation de systèmes de positionnement vertical rotatifs et de faisceaux de traitement fixes est proposée comme un moyen non seulement de réduire le besoin de blindage, la taille de l'équipement et de la salle nécessaires, mais également de simplifier la technologie et donc sa maintenance. Ces modifications pourraient diminuer le coût des installations et améliorer l'accessibilité à la radiothérapie comme à l'hadronthérapie.
Le projet du Centre Léon Bérard
Depuis 2020, le Centre Léon Bérard collabore avec la société Leo Cancer Care, qui a développé un fauteuil et un scanner vertical. Le premier prototype du fauteuil a été installé en 2021 et plusieurs projets ont pu être menés.
Fig. 1. Prototype de la chaise de Leo Cancer Care installé au
Centre Léon Bérard composé d'un dossier (1), d'une assise (2),
d'un support tibial (3), et d'une barre pour les talons (4)
Suite à l'installation, la première étape du projet de recherche avait pour objectif de déterminer la méthode d'installation des patients. En effet, comme il est possible de le voir sur la figure 1, la chaise est composée de différentes parties dont l'ajustement et l'ordre de l'ajustement devaient être définis ni afin d'avoir un workflow fluide, optimisé et confortable pour les patients. Cette étape a impliqué des volontaires sains et des patients. À partir de la théorie du design thinking en santé (12) des workflows d'installation ont été testés jusqu'à aboutir à la méthode suivante :
- L'angulation du dossier est fixée à 5° en arrière, position décrite comme étant la plus confortable pour la majorité des patients.
- L'angulation du siège est déterminée en fonction de la localisation à traiter avec un siège vertical possible pour des localisation pelvienne et un siège plus horizontal pour des localisations tête et cou.
- Un matelas sous-vide recouvre l'assise et la partie basse du dossier (à hauteur de la courbure lombaire du patient).
- Le support tibial et la barre des talons en position ouverte, le patient est invité à se mettre en position debout genoux contre l'assise et la hauteur de l'assise est ajustée en fonction de la taille du patient.
- Le support tibial est rapproché et le patient est invité à s'installer sur le siège. L'ajustement du support tibial et de la barre des talons peut alors être finalisé.
Ce workflow pour l'installation des patients a pu être testé et évalué sur une cohorte de 16 patients traités en position couchée pour une tumeur pelvienne (cancer de la prostate, du rectum, ou du col utérin) (10). Les objectifs de l'étude étaient d'évaluer la reproductibilité, la stabilité, le temps d'installation, le confort et la satisfaction des patients. Les patients ont été positionnés à trois reprises et à partir de caméra optique, la reproductibilité et la stabilité ont pu être mesurées. Les Manipulateurs d'Électroradiologie Médicale (MERM) ont chronométré les temps d'installation et de désinstallation et un questionnaire a été remis aux patients pour évaluer leur confort et leur satisfaction en position verticale et couchée. Les résultats montrent une excellente reproductibilité et stabilité avec un temps d'installation de 5 min avec 2 MERM. De plus les patients ont rapporté être au moins aussi confortable et aussi satisfait en position verticale qu'en position couchée voire plus.
La seconde étude réalisée avait pour objectif d'évaluer la faisabilité d'installer une patiente pour irradiation mammaire et de pouvoir identifier comment les patientes pourraient être installées (11). Neuf patientes et 7 volontaires saines ont été incluses. Les 9 patientes ont testé la position assise et la position plus verticalisée avec le bras du côté à traiter le long du corps, en arrière et relevé. Les 7 volontaires sains ont testé une position semi-assise torse nu, avec la brassière Chabner (Civco) et la brassière S4A développée par l'équipe du Pr Heidi Probst à l'Université Hallam de Sheffield (UK). Les principaux résultats montrent qu'il est possible d'envisager la radiothérapie en position verticale avec une position semi-assise pour limiter les plis cutanés de la paroi abdominale supérieure tout en maintenant un confort. Sept des 9 patientes auraient préféré être traitées en position verticale plutôt qu'en position couchée. L'utilisation d'une brassière permet d'améliorer le confort psychologique et dégage partiellement voire totalement le sillon sous-mammaire. La position bras levé est possible et peut être rendue confortable par un dispositif venant soutenir le bras. La position bras en arrière peut être intéressante pour certaines patientes avec le besoin de développer un dispositif aidant à maintenir la position.
Plus récemment, 15 patients traités pour un cancer pulmonaire ou mammaire ont soufflé dans un spiromètre (SDX, Dyn'R) lors de 5 tests dans l'objectif de mesurer les volumes pulmonaires en position couchée et verticale avec les bras au-dessus de la tête. Les parties du corps inconfortables dans chacune des positions ainsi que l'expérience des patients ont également été évalués. Les résultats montrent un volume courant et une capacité inspiratoire statistiquement plus petits en position verticale en comparaison à la position couchée et un volume de réserve expiratoire statistiquement plus grand en position verticale qu'en position couchée. Ces résultats suggèrent l'utilisation d'un volume pulmonaire réduit lorsque le patient est en position verticale ce qui pourrait conduire à une réduction des mouvements respiratoires et donc une réduction des mouvements d'une tumeur. Les patients ont rapporté être inconfortables sur au moins une partie du corps dans 5 et 10 % des tests en position verticale et couchée respectivement. L'expérience des patients montre plus de confort physique en position verticale qu'en position couchée.
Les perspectives
Les recherche et le développement se poursuivent dans l'objectif de pouvoir mesurer l'impact clinique et ainsi déterminer les patients qui tireront le plus de bénéfices de cette position. Pour cela, la nouvelle version de la chaise de Leo Cancer Care accompagnée du scanner vertical seront prochainement installés.
Afin de poursuivre les recherches sur le sujet, le Centre Léon Bérard associé à plusieurs autres institutions européennes a participé à la soumission du projet européen UPLIFT dont l'objectif est de répondre aux principales questions de recherche liées à la planification des traitements, aux workflow cliniques et au design des équipements. Ce projet financé par l'Union Européenne et cofinancé par le gouvernement suisse a permis le recrutement de 19 doctorats.
Références
1. Volz L, Korte J, Martire MC, Zhang Y, Hardcastle N, Durante M, et al. Opportunities and challenges of upright patient positioning in radiotherapy. Phys Med Biol [Internet]. 21 sept 2024;69(18):18TR02. Disponible sur : https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6560/ad70ee
2. Volz L, Sheng Y, Durante M, Graeff C. Considerations for Upright Particle Therapy Patient Positioning and Associated Image Guidance. Front Oncol [Internet]. 29 juill 2022;12:930850. Disponible sur : https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fonc.2022.930850/full
3. Rahim S, Korte J, Hardcastle N, Hegarty S, Kron T, Everitt S. Upright Radiation Therapy—A Historical Refl ection and Opportunities for Future Applications. Front Oncol. 25 févr 2020;10:213.
4. Yamada Y, Yamada M, Chubachi S, Yokoyama Y, Matsuoka S, Tanabe A, et al. Comparison of inspiratory and expiratory lung and lobe volumes among supine, standing, and sitting positions using conventional and upright CT. Sci Rep [Internet]. déc 2020;10(1):16203. Disponible sur: https://www.nature.com/articles/s41598-020-73240-8
5. Yang J, Chu D, Dong L, Court LE. Advantages of simulating thoracic cancer patients in an upright position. Pract Radiat Oncol. févr 2014;4(1):e53-58.
6. Marano J, Kissick MW, Underwood TSA, Laub SJ, Lis M, Schreuder AN, et al. Relative thoracic changes from supine to upright patient position: A proton collaborative group study. J Applied Clin Med Phys [Internet]. Déc 2023;24(12):e14129. Disponible sur : https://aapm.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/acm2.14129
7. Schreuder A (Niek), Hsi WC, Greenhalgh J, Kissick M, Lis M, Underwood TSA, et al. Anatomical changes in the male pelvis between the supine and upright positions—A feasibility study for prostate treatments in the upright position. Journal of Applied Clinical Medical Physics [Internet]. [cité 12 oct 2023];n/a(n/a):e14099. Disponible sur : https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/acm2.14099
8. Reiff JE, Werner-Wasik M, Valicenti RK, Huq MS. Changes in the size and location of kidneys from the supine to standing positions and the implications for block placement during total body irradiation. International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics [Internet]. sept 1999;45(2):447-9. Disponible sur : https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0360301699002084
9. McCarroll RE, Beadle BM, Fullen D, Balter PA, Followill DS, Stingo FC, et al. Reproducibility of patient setup in the seated treatment position: A novel treatment chair design. J Applied Clin Med Phys [Internet]. janv 2017;18(1):223-9. Disponible sur: https://aapm.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/acm2.12024
10. Boisbouvier S, Boucaud A, Tanguy R, Grégoire V. Upright patient positioning for pelvic radiotherapy treatments. Technical Innovations & Patient Support in Radiation Oncology [Internet]. déc 2022;24:124-30. Disponible sur : https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2405632422000488
11. Boisbouvier S, Underwood T, McNamara J, Probst H. Upright patient positioning for gantry-free breast radiotherapy : feasibility tests using a robotic chair and specialised bras. Frontiers in Oncology [Internet]. 2023;13. Disponible sur : https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fonc.2023.1250678
12. Ku B. Health Design Thinking: Creating Products and Services for Better Health. Cambridge: MIT Press; 2020. 1 p. (The MIT Press Ser).
Sophie BOISBOUVIER
Manipulatrice d'Électroradiologie Médicale, PhD student
Département d'oncologie radiothérapie
Centre Léon Bérard
Lyon
