COURS : L`ONCOLOGIE ET LA NÉPHROLOGIE

COURS 4 : L’ONCOLOGIE ET LA NÉPHROLOGIE INTRODUCTION Dans le cadre de ce cours, nous allons parler de l’oncologie ainsi que des différents procédés permettant de guérir le cancer. Par la suite, nous aborderons la néphrologie ainsi que les différents procédés de traitement possibles pour les pathologies associées aux reins. L’oncologie (aussi nommée carcinologie ou cancérologie) est la spécialité médicale qui permet l’étude, le diagnostic et le traitement des cancers. Dans ce cours, nous allons décrire les différents procédés tels que la chirurgie et la radio‐oncologie, lesquels vont aider à la guérison du cancer. De l’autre côté, en ce qui concerne les problématiques rénales, nous allons parler de la néphrologie, la branche médicale qui vise à prévenir, diagnostiquer et soigner les maladies des reins. Nous allons nous baser sur l’étude de l’insuffisance rénale ainsi que sur les différentes méthodes servant à son traitement. L’hémodialyse sera le procédé le plus étudié. 1. L’ONCOLOGIE 1.1. LE CANCER Le cancer est une maladie génétique qui pourrait être définie comme étant une anomalie dans le processus de division cellulaire. Cette anomalie est caractérisée par une importante prolifération de cellules anormales au sein d’un tissu normal de l’organisme, en donnant des cellules cancéreuses. Elles viennent toutes d’une cellule initiale nommée cellule initiatrice. La cellule cancéreuse se caractérise par deux propriétés fondamentales : ‐
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la capacité de se reproduire au‐delà des limites fixées par le renouvellement naturel du tissu auquel elle appartient et le pouvoir de coloniser des territoires tissulaires normalement réservés à d'autres catégories cellulaires. Ce fait est nommé « métastase ». Certaines cellules sont regroupées en forme de tumeur maligne. Les autres peuvent se propager à travers le corps. Il existe trois types de cancers : ‐
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les carcinomes, cancer d’un épithélium (tissus constitués de cellules étroitement juxtaposées), les sarcomes, cancer qui prolifère dans les tissus conjonctifs (tissus dont les cellules sont séparées par la matrice extracellulaire), et les hématopoïétiques, cancer des cellules sanguines. On peut classifier aussi les cancers selon les organes qui sont endommagés : cancer du côlon, du pancréas, du sein, myélome multiple, etc. Comme nous l’avons dit au début, le cancer est une pathologie génétique. Il est donc dû à une modification quantitative et/ou qualitative des gènes. Trois catégories de gènes sont associées aux pathologies cancéreuses : ‐
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les oncogènes, des gènes qui déclenchent une prolifération désordonnée des cellules (gènes qui proviennent des proto‐oncogènes, les régulateurs positifs de la prolifération cellulaire, lesquels ont été modifiés en devenant hyperactifs), les gènes suppresseurs de tumeurs, normalement chargés d’agir comme frein mais inhabilités lorsqu’on parle de cellules cancéreuses, et les gènes de réparation de l’ADN, lesquels sont capables de détecter et réparer des lésions de l’ADN s’il s’agit d’un fonctionnement normal, mais qui sont inactivés dans les cellules cancéreuses. On dit que le cancer évolue et cette évolution provient de la transformation d’une cellule eucaryote normale vers une cellule eucaryote cancéreuse. Chaque cancer a pour origine l’altération de 10 à 20 gènes, qui donnent lieu à d’autres mauvais gènes de manière itérative, où chaque altération favorise la suivante. Ce processus d’altération ne suit pas une séquence aléatoire Pour chaque type de cancer on reconnaît des gènes altérés spécifiques et une chronologie dans le développement des événements. Lorsqu’on parle de la chronologie dans le développement des évènements, on parle de la chronologie de la transformation cancéreuse, c.à.d. des étapes distinctes que l’on observe pendant la formation et croissance du cancer. Trois étapes sont distinguées : 1. La carcinogenèse, où des substances dites carcinogènes provoquent des anomalies génétiques qui affectent l’ADN. Cette étape n’est pas remarquable cliniquement et est sans conséquence fonctionnelle. 2. La cancérogenèse, laquelle commence par l’initiation et la promotion, n’interrompt pas le processus de transformation cancéreuse. L’initiation (qui est la conséquence de la carcinogenèse) correspond à l’accumulation des anomalies génétiques et la promotion correspond à la division de la cellule en plusieurs cellules, lesquelles auront les mêmes anomalies entraînées par l’initiation. Ces deux processus fonctionnent toujours ensemble. Ainsi, une cellule commencera par l’initiation, puis la promotion, ensuite l’initiation, etc., ce qui assure la pérennisation des anomalies au cours des nouvelles divisions, l’accumulation des nouvelles anomalies et l’assurance de la descendance de la cellule anormale (voire figure 1). Ce processus peut être aussi nommé transformation cellulaire et comporte encore deux éléments de grande importance : l’immortalisation (élément qui régule la bonne prolifération, donc la régulation de la balance divisions/mort des cellules qui assure le maintien de la taille et de la fonctionnalité d’un organe) et la perte d’homéostasie (les cellules anormales restent endommagées pour toujours). 3. La tumorogenèse est la dernière étape. C’est l’étape où le cancer grossit en formant la tumeur, un ensemble de cellules anormales clairement délimité. Cette tumeur grossit jusqu’à atteindre la lame basale (le risque de métastase est faible), puis il grossit encore plus jusqu’à la rompre, moment où le cancer devient invasif, avec une haute probabilité de métastase (par circulation lymphatique dans les carcinomes et veineuse dans les sarcomes). On entend beaucoup parler des éléments que provoquent le cancer : les antennes de téléphonie, certains aliments, la pollution, etc. Tous ces risques sont regroupés en risques internes (caractéristiques intrinsèques des génomes et d’une possible mutation de ceux‐ci, de l’induction par un agent infectieux, etc.) et les risques externes (alimentation, irradiation, etc.). Figure 1. Transformation cellulaire Source: http://fr.academic.ru/dic.nsf/frwiki/270134 1.2. LA CHIRURGIE Plusieurs traitements peuvent être appliqués afin de guérir le cancer : La chirurgie, la radiothérapie et la chimiothérapie. Parmi ceux‐ci, la chirurgie est l’unique technique qui servira d’élément de diagnostic et de traitement en tant que tel. Environ 80% des cancers sont guéris par la chirurgie. Cependant, pour certains d’entre eux, les techniques radiothérapeutiques et chimiothérapeutiques peuvent être plus efficaces. Plusieurs types de chirurgies sont utilisés en cas de cancer : ‐
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La chirurgie de diagnostic permet l’évaluation de l’extension tumorale grâce à la biopsie (extraction d’un échantillon de tissu de l’organisme en vue d’un futur examen). La chirurgie radicale qui, avec ou sans radiothérapie, doit guérir les cancers à faible potentiel métastatique ou les tumeurs pour lesquelles actuellement les traitements médicaux n’ont pas fait preuve de leur efficacité (cancer de l’estomac, du rectum, du pancréas, de l’utérus, les sarcomes des parties molles, etc.). La chirurgie radicale intégrée dans un plan thérapeutique visant à éradiquer les micrométastases par les traitements adjuvants. Le modèle en est le cancer du sein. La chimiothérapie peut être le premier traitement avant la chirurgie (chimiothérapie néo‐
adjuvante ou de première intention) chaque fois que la tumeur est en poussée évolutive ou que l’on espère que le traitement médical préalable permet une meilleure exérèse moins mutilante d’une volumineuse tumeur (cancer du sein, tumeurs ORL, de l’œsophage, sarcome osseux...). La chirurgie de réduction tumorale, véritable chirurgie biologique qui s’adresse aux tumeurs chimiosensibles pour lesquelles le volume et/ou la diffusion métastatique ne permettent pas une exérèse radicale, mais seulement une réduction tumorale maximale. Celle‐ci entraîne le phénomène de recrutement cellulaire nécessaire à une activité optimale des traitements cytotoxiques (cancers épithéliaux de l’ovaire, cancer non séminomateux du testicule). La chirurgie palliative qui, associée aux thérapeutiques spécifiques et non spécifiques du cancer, améliore le confort et parfois la survie des malades incurables. 1.3. LA RADIO‐ONCOLOGIE La radio‐oncologie est la branche de l’oncologie liée aux traitements qui impliquent un rayonnement ionisant. La radiothérapie et la curiethérapie sont incluses dans ce domaine. 1.3.1. LA RADIOTHÉRAPIE La radiothérapie est une méthode basée sur l’utilisation des radiations projetées de façon régionale afin de détruire les cellules cancéreuses en bloquant leur capacité à se multiplier. Les cellules tumorales seront détruites, tandis que les tissus périphériques seront conservés. Plus de la moitié des patients atteints de cancer ont besoin de cette méthode. Cette méthode peut entraîner une guérison à elle seule, mais elle est aussi utilisée comme un traitement complémentaire à la chirurgie et à la chimiothérapie. On parle de radiothérapie externe lorsque la source de rayonnement est à l’extérieur du malade. Cette technique utilise principalement des accélérateurs linéaires de particules de rayonnement X en produisant des faisceaux de photons X ou γ d’énergie comprise entre 4 et 25 MeV. Cette énergie délivre un débit de dose que l’on quantifie en Gray (Gy). Le gray (Gy) est l’unité du système international dérivé d’énergie massique de radiation absorbée. Il équivaut à la dose d’énergie absorbée par un milieu homogène d’une masse d’un kilogramme lorsqu’il est exposé à un rayonnement ionisant apportant une énergie d’un joule. Donc 1 Gy=1 J/Kg. Pour la radiographie externe, les débits de dose sont supérieurs au gray par minute. Il existe aussi le rayonnement avec des électrons, qui vont agir à un niveau superficiel, et le rayonnement avec protons, neutrons ou ions légers, qui seront utiles dans des domaines très spécifiques. On reconnait en tant que radiothérapie externe différentes techniques : 1. la radiothérapie conventionnelle est la radiothérapie administrée à distance et pouvant affecter les tissus sains et les organes avoisinant l'emplacement de la tumeur, 2. la radiothérapie conformationnelle 3D est l’irradiation dans un volume défini avec précision tout en épargnant le plus possible les tissus sains et les organes voisins, 3. la radiothérapie conformationnelle 3D avec modulation d’intensité consiste en l’amélioration de la technique de conformation 3D. On peut changer la dose appliquée à la tumeur même à l’avance (sans avoir à entrer dans la salle pendant la procédure), devenant la meilleure technique d’irradiation d’une tumeur de forme quelconque, même si elle est de forme concave), et 4. la tomothérapie ou radiothérapie hélicoïdale, qui est une technique guidée par l’image en permettant un meilleur ciblage du tissu tumoral à irradier et en conséquence une diminution du risque d’irradiation des organes sains à proximité. Par ailleurs, il existe la curiethérapie, qui fait aussi partie de la famille de la radiothérapie. Il s’agit d’une technique où la source radioactive est placée pendant un temps limité ou illimité à l’intérieur du malade près de la tumeur ou bien au‐dedans même de celle‐ci en y accédant notamment par les cavités naturelles du corps. Cette technique est expliquée plus en détail plus loin. Finalement, on parle de radiochirurgie ou de la stéréoradiothérapie (radiothérapie stéréotaxique). C’est une technique proche de la radiothérapie externe mais ces principes et indications se rapprochent cependant de celles de la chirurgie. La radiochirurgie est une technique non invasive, c.à.d. sans besoin de l’aide chirurgicale, qui consiste à irradier une zone du cerveau de manière très précise, en conditions stéréotaxiques (technique neurochirurgique qui, grâce à un système de coordonnées dans l’espace déterminé, permet d’atteindre des zones du cerveau de manière précise). Ainsi, cette technique permet de traiter des cibles de petite taille (environ 3 cm ou moins). Cette technique utilise un ou plusieurs faisceaux ultra‐focalisés ainsi que des appareils tels que le Gamma‐Knife, le Novalis et l’accélérateur adapté avec un collimateur micro‐multilames. De la même façon que pour la chirurgie, plusieurs buts sont atteints avec la radiothérapie pour faire face au cancer selon le type de tumeur, de la taille de celle‐ci, de son stade, de sa localisation, de l’état général du patient, etc. D’abord, en prenant comme objectif l’irradiation de toutes les cellules cancéreuses afin d’entraîner le contrôle vers la guérison du cancer, on distingue la radiothérapie curative, indiquée dans près de la moitié des cas. Des doses totales qui varient selon le cas de 30 à 70 Gy sont appliquées (normalement à 10 Gy par semaine au rythme de 5 séances de 2 Gy par semaine), en veillant toujours à ne pas dépasser la dose de tolérance critique des organes et en évitant les effets secondaires. Lorsque le but est d’atténuer la douleur due à un cancer trop avancé pour être soigné, on parle de radiothérapie palliative. On soulage le patient par de légères doses. Finalement, il y a la radiothérapie symptomatique, qui se concentre sur les symptômes majeurs particulièrement douloureux. Il agit de manière antalgique (réduction de la douleur, effet constant quelque jours après l’irradiation), de manière hémostatique (contrôle le processus physiologique qui permet d’interrompre le saignement pour éviter l’hémorragie) et de façon décompressée (lorsqu’il y a des signes de compression médullaire). Parmi les quelques effets chimiques que ces radiations ont dans les molécules rencontrées, la création de radicaux libres est l’effet chimique le plus important. Les radicaux libres sont des molécules hautement instables et réactives qui vont déstabiliser à leur tour certaines autres molécules. Donc, c’est lorsque ces radicaux interagissent avec l’ADN (en provoquant la rupture des molécules) que commence l’élimination des molécules cancéreuses. 1.3.1.1.
CHOIX DE LA TECHNIQUE CHOIX DE L’APPAREIL À dose égale, l’effet biologique, c’est‐à‐dire l’effet des rayonnements ionisants dans le corps humain, est le même que l’on utilise avec un appareil à source de cobalt, de rayons X ou d’accélérateurs de particules. On ne choisit donc pas l’appareil en fonction de son effet biologique, mais en fonction des propriétés balistiques de son rayonnement : de son pouvoir de pénétration dans les tissus. Dans un même traitement on peut utiliser différents appareils selon l’évolution de la tumeur, selon les organes à attaquer, etc. Par exemple, on peut utiliser un appareil à source de Cobalt ou à rayons X sur la tumeur primitive et un accélérateur d’électrons sur les ganglions. De même, des combinaisons d’appareils peuvent être utilisées pour optimiser l’irradiation, notamment l’utilisation sur un même volume d’un accélérateur de photons. Un accélérateur d’électrons permet d’obtenir une dose plus homogène. Ce type de rayonnement est nommé faisceau mixte. D’ailleurs, l’appareil de curiethérapie est indiqué dans des cas concrets. Cette technique est décrite par la suite. CHOIX DES CHAMPS D’IRRADIATION Les champs d’irradiation (la dimension et forme de ceux‐ci) dépendent surtout de deux facteurs : le volume tumoral et les organes critiques. D’une part, le volume tumoral comporte tout ce qui concerne le siège exact de la tumeur et ses extensions. On peut connaître ces données grâce à une description clinique minutieuse de la tumeur, à un compte rendu endoscopique, opératoire et histologique précis, et grâce à l’ensemble des documents iconographiques dont on dispose (radiographie, écographie et scintigraphie essentiellement). Ces informations sont rassemblées au bilan pré‐thérapeutique. D’autre part, lorsqu’on parle d’organes critiques, on parle de leur dose de tolérance. Il faut donc s’assurer, dans tous les cas, de ne pas la dépasser. Lorsqu’on parle de la taille des champs d’irradiation, on y distingue : ‐
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Les champs focalisés, de 4 à 15 cm de côté environ. Les champs régionaux, de tailles différentes spécialement selon la région irradiée (champ en mantelet ou en Y inversé de la maladie de hodgkin, champ crânien, champ pulmonaire, champ abdominal, etc.) Les champs hémicorporels, supérieur ou inférieur, et champs corporels, de tout le corps. Lorsqu’on parle du nombre de champs d’irradiation, on y distingue : ‐
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Un seul champ fixe d’électrons, plus rarement avec les photons (même γ ou X) ou alors en archthérapie (rotation continue en forme d’arc de cercle centré sur le volume cible du bras de l’accélérateur) ou cyclothérapie (radiothérapie par champs d’irradiation tournants).
Deux champs parallèles opposés, l’une des techniques les plus fréquentes.
Trois ou quatre champs (« champs en boîte » pour le dernier), afin d’irradier des tumeurs profondes notamment le thorax, l’abdomen ou le pelvis. Champs conformationels, qui s’ajustent à la forme de la tumeur. Ils sont formés à l’aide d’un collimateur multilames (appareil décrit par la suite).
CHOIX DE LA DOSE La notion de dose est en fait inséparable du temps pendant lequel elle est distribuée. Plus une même dose est étalée, plus son effet biologique se voit diminué. C’est donc à partir des rythmes d’irradiation, en plus des objectifs cliniques (curatif, palliatif ou symptomatique), que l’on pourra choisir telle ou telle dose pour optimiser le traitement. Les principaux rythmes d’irradiation sont les suivants : ‐
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Irradiation étalée, c’est le rythme le plus utilisé dans des irradiations à visée curative. Quatre types (classiques) existent : o 2 Gy/séance x 5 séances= 10 Gy/semaine = 60 Gy en 30 fractions pendant 6 semaines. o 3 Gy/séance x 3 = 9 Gy/semaine = 54 Gy en 18 fractions pendant 6 semaines. o 2,5 Gy/séance x 4 = 10 Gy/semaine = 60 Gy en 24 fractions pendant 6 semaines. o 1,8 Gy/séance x 5 = 9 Gy/semaine = 62 Gy en 35 fractions pendant 7 semaines. Irradiation concentrée, pour les traitements à visée palliative. Des irradiations qui entraînent des effets biologiques environ deux fois plus forts que dans le cas précédent. Des exemples peuvent être : o 3 Gy/séance x 5 = 15 Gy/semaine = 30 Gy en 10 fractions pendant 2 semaines o 4 Gy/séance x 5 = 20 Gy en 5 fractions pendant 1 semaine Irradiation flash, des rythmes d’irradiation utilisés dans la radiothérapie symptomatique. Des irradiations ponctuelles et de forts effets biologiques sont appliqués à titre antalgique. Exemples : o 10 Gy en 1 séance o 8 Gy/séance x 1 ou 2 séances o 6 Gy/séance x 1, 2 ou 3 séances Irradiations multi‐fractionnées, irradiations divisées normalement en deux séances par jour et qui sont écartées d’un minimum de 6 heures. Cette méthode améliore l’effet sur les tissus sains à renouvellement lent grâce à l’application de petites doses (de 12 à 1,6 Gy par séance), et raccourcit la durée des traitements (lutter contre la repopulation cellulaire). Ce type d’irradiations est utilisé dans le cadre de radiothérapie à visée curative. Irradiation séquentielle ou en « split course », il s’agit d’irradiations appliquées en séries successives et séparées par une phase de repos (plusieurs si on applique plusieurs séries). L’intervalle de chaque irradiation ainsi que la dose appliquée peut varier selon la série. Normalement, les séries sont constituées d’irradiations concentrées, notamment : o 30 Gy en 10 fractions pendant 2 semaines, suivi d’un repos de 4 semaines puis 15 Gy en 5 fractions. o 20 Gy en 5 fractions pendant 1 semaine, suivi d’un repos de 3 semaines puis 20 Gy en 5 fractions pendant 1 semaine ; o 18 Gy en 3 fractions pendant 2 jours, suivi d’un repos 3 semaines, puis 15 Gy en 3 fractions pendant 2 jours. Cette méthodologie est indiquée pour les traitements palliatifs. LE MODÈLE : Il faut bien comprendre qu’une même dose n’est pas toujours attachée à la même signification clinique, donc au même effet biologique. L’effet biologique change selon le rythme d’irradiation. C’est pour pouvoir prédire les effets biologiques d’une dose à un tel rythme, que le modèle a été créé. Ce modèle se base sur le modèle linéaire‐quadratique : une partie de l’effet biologique de chaque tissu ou de la tumeur est liée de façon linéaire à la dose, et une autre partie est liée de façon quadratique à la dose. Chaque tissu se caractérise du point de vue de sa radiosensibilité par son rapport , lequel exprime les deux composants de cette radiosensibilité. On dira qu’un coefficient proche de 10 correspond à un tissu à renouvellement rapide et qui, par conséquent, supporte de fortes doses. Par contre, un tissu à renouvellement lent aura un coefficient voisin de 3, un fait qui nous indique qu’il faut éviter les doses fortes par séance. Ces coefficients sont très variables (de 3 à 15), même si l’on parle des différentes cellules des tumeurs. En résumé, afin de bien choisir une dose, il faut rechercher le compromis entre des traitements courts pour vaincre la repopulation et des doses par séance faible pour éviter des séquelles radiologiques tardives. 1.3.1.2.
LES APPAREILS Principalement quatre types d’appareils sont utilisés en radiothérapie : ‐
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Les appareils de contacthérapie (radiothérapie de contact), machine apparente au tube à rayons X (expliqué dans le la section « imagerie médicale »), où les rayons X émis sont d’énergie faible. Très utiles pour le traitement des lésions cutanées et pour les cancers superficiels tels que celui du rectum. Les accélérateurs linéaires de particules (voir figure 2), appareil constitué d’un canon à électrons et d’un électro‐aimant qui accélère les électrons, lesquels sont dirigés vers une cible de tungstène en produisant les photons grâce aux phénomènes de rayonnement de freinage et de fluorescence X (voir section « production de rayons X, dans le chapitre d’ « imagerie médicale »). À titre d’exemple, on peut irradier jusqu’à 15 cm d’épaisseur, sans trop irradier les tissus sains situés sur le parcours du faisceau avec un accélérateur de 18 MeV. En augmentant la puissance, on augmente le niveau de profondeur. Figure 2. Accélérateur linéaire de particules Source: http://www.medgadget.com/archives/img/RapidArc‐Varian.jpg ‐
L’appareil de tomothérapie (voir figure 3). Cet appareil permet de combiner une radiothérapie à intensité modulée (IMRT, où l’on utilise un accélérateur de particules adapté avec micro‐multilames, appareil décrit par la suite) et une CT‐scan (appareil utilisé pour la tomodensitométrie). La machine contient une table, où sera allongé le patient, qui passera par la suite par une ouverture en forme d’anneau animé d’un mouvement circulaire continu et qui contient un accélérateur linéaire de particules. L’accélérateur émet des faisceaux très minces (6 MeV) qui, en concordance avec la vitesse de la table, réussissent à avoir une irradiation optimale des tumeurs vers une dose minimale sur les tissus sains. Face à la source de radiation, il y a des senseurs, qui permettent d’obtenir des images anatomiques de qualité, presque de diagnostic. L’image sert à mesurer la dose délivrée lors du traitement et donc à effectuer un suivi optimal. Figure 3. L’appareil de la tomothérapie. Source: http://farm4.static.flickr.com/3526/3801556352_8b5f599b76.jpg ‐
La source de Cobalt, appareil qui dirige le faisceau de rayons gamma venus du 60Cobalt sur la tumeur. La cobalthérapie a pratiquement disparu au profit des accélérateurs linéaires de particules. Le 60Cobalt est l’élément utilisé, qui permet l’émission d’un rayonnement gamme de 1,25 MeV de puissance, en permettant une irradiation à 0,5 cm sous la peau. Il existe d’autres appareils pour la radiochirurgie, mais on parle alors de radiochirurgie ou de radiothérapie stéréotaxique : ‐
Le couteau gamma (gamma‐knife en anglais, voir figure 4). Il s’agit d’une machine qui permet d’attaquer la tumeur de façon très localisée dans le cerveau. Elle applique une dose très élevée de rayonnements ionisants. 201 sources de 60Cobalt, donc 201 faisceaux se concentrent sur le point ciblé à traiter. Des malformations artério‐veineuses cérébrales, neurinomes du système auditif et métastases cérébrales sont des exemples d’applications de cette technique. Le couteau gamma nécessite de fixer la tête dans un casque qui permet de l’immobiliser pendant le traitement. Figure 4. Le couteau gamma. Source: http://www.gammaknifecenter.com/Image4.jpg ‐
Le Novalis (voir figure 5), un accélérateur de dernière génération qui permet d’appliquer l’irradiation de telle manière que les faisceaux qui irradient la tumeur s’adaptent à la forme et à la dimension de celle‐ci, donc il évite les irradiations vers les tissus sains. Un logiciel très sophistiqué calcule les points d’accès idéaux afin de mieux attaquer la tumeur. Il est aussi un appareil guidé par imagerie (tomodensitométrie, imagerie par résonance magnétique ou les deux à la fois). Il s’agit du traitement le plus rapide. (30‐45 minutes). Figure 5. Le Novalis Source: http://www.marylandcancercare.com/images/novalis_room.jpg ‐
Le Cyberknife (voir figure 6), un système qui utilise la robotique intelligente afin de traiter les tumeurs dans tout le corps. Il comporte une grande précision (minimisation de l’impact radioactif sur les tissus sains), il est souvent guidé par imagerie médicale et assisté par ordinateur, ce qui permet de suivre et de corriger les déplacements de la tumeur dus aux mouvements du patient avec une exactitude en dessous du millimètre. Figure 6. Le Cyberknife Source: http://www.newmediacomm.com Il existe un autre appareil que l’on trouve autant dans la radiographie externe que dans la radiochirurgie : ‐
L’accélérateur de particules adapté avec un collimateur micro‐multilames. Cet appareil est la base de la radiothérapie conformationnelle 3D avec ou sans modulation d’intensité. Ce type de collimateur a pour but d’éviter autant que possible l’irradiation des tissus sains périphériques et les organes à risque, en ayant la possibilité de moduler l’intensité et l’orientation des faisceaux de photons (variation volontaire et maîtrisée de la dose appliquée). Une fois le volume tumoral à irradier défini (normalement avec l’utilisation d’un CT‐Scan), on peut calibrer le positionnement précis des lames du collimateur afin de sculpter de façon extrêmement précise le volume d’irradiation. L’appareil a un aspect physique équivalent à l’accélérateur linéaire de particules. On utilise ces appareils pour la guérison des tumeurs de prostate, des voies aérodigestives supérieures, des tumeurs thoraciques et certaines tumeurs intra‐abdominales (p.ex. foie et pancréas) quand on parle de radiothérapie externe. Ils sont aussi utilisés dans le traitement des tumeurs intracrâniennes lorsqu’on parle de radiochirurgie. 1.3.1.3.
MISE EN TRAITEMENT La mise en traitement est rarement faite le jour de la première consultation. Elle nécessite un rendez‐vous qui peut durer une heure ou plus sans compter la dosimétrie. Elle nécessite également une étroite collaboration entre le radiothérapeute, le radiophysicien et les manipulateurs. Elle comprend trois étapes principales : ‐
La balistique aidée par simulation : On définit le volume‐cible qui englobe le volume tumoral. Le volume‐cible est repéré de façon précise, notamment à l'aide du simulateur, appareil de radioscopie qui reproduit les paramètres balistiques de l'irradiation. Les champs d'irradiation sont tracés selon les données de la simulation. On trace ensuite, à l'aide d'appareils divers (conformateur, tomographe axial, scanner, etc.) les contours transversaux du patient sur un document où sont repérés également le volume‐cible et les ‐
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organes critiques. Cette coupe axiale transverse est le document de base à partir duquel se fait la dosimétrie. Le scanner est une façon simple de l'obtenir, mais pas toujours dans la véritable position de traitement. La dosimétrie transformée par ordinateur : La dosimétrie est l'ensemble des calculs qui permettent de calculer le temps d'irradiation nécessaire pour distribuer au volume‐cible la dose prescrite par le radiothérapeute et pour établir les courbes isodoses qui visualisent la distribution de la dose dans le volume irradié au niveau de la tumeur et des tissus sains. Ces calculs peuvent être faits manuellement, mais sont grandement facilités et améliorés par les ordinateurs. Les notions de volume précisées sont les suivantes : o Le volume tumoral est le volume de la lésion tel qu’il est objectivé par l’examen clinique ou l’endoscopie ou l’imagerie. C’est à priori une notion objective qui dépend de la qualité des examens et de la précision de la mesure. o Le volume cible anatomoclinique CTV (Clinical Target Volume) est le volume tumoral plus le volume de tissu contenant des cellules néoplasiques infracliniques. C’est un concept anatomoclinique identique pour le chirurgien, le radiothérapeute ou le chimiothérapeute. o Le volume cible prévisionnel PTV (Planning Target Volume) est un concept géométrique utilisé en radiothérapie pour tenir compte autour du CTV d’une marge de sécurité liée à l’imprécision de la technique et au mouvement du malade et de la tumeur. La mise en place sous l'appareil est faite par le radiothérapeute. Les champs sont tracés, le temps d'irradiation est calculé, il reste à mettre le patient sur la table de traitement. On réalise volontiers une radiographie de contrôle à l'aide des rayons γ du cobalt ou X de l’accélérateur qui permet de s'assurer une dernière fois de la bonne position des champs d'irradiation. On tatoue, à l'aide d'une petite pointe métallique, un ou deux points des champs d'irradiation qui servent de repère pour la bonne reproduction des séances ultérieures. Les bords des champs eux‐mêmes sont peints à l'aide d'une peinture qui persiste plusieurs jours et qui ne doit pas être effacée par le patient. Une douche légère est possible sans savonner la zone d'irradiation. La feuille d'irradiation est remplie, les manipulateurs sont en possession de toutes les données pour faire le traitement. Une mise en traitement légèrement différente est conçue pour la radiothérapie conformationnelle. Cette technique, qui a pour but d’augmenter les doses distribuées grâce à une plus grande précision de l’irradiation, repose sur l’introduction de l’informatique et des réseaux d’images en radiothérapie. La mise en route est un temps capital qui dure une semaine. On commence généralement par immobiliser le patient dans un masque ou un moule thermo formé (tête, pelvis). On réalise en position de traitement un scanner qui permet de transmettre à la console de dosimétrie de radiothérapie les données anatomiques du patient qui seront gérées en 3 dimensions. On définit des champs d’irradiation découpés sur mesure pour entourer au plus juste la tumeur. L’informatique permet de faire une simulation virtuelle et d’optimiser la technique d’irradiation. L’ensemble de ce processus où interagissent l’oncologue radiothérapeute, le radiophysicien, le radiologue, le spécialiste d’organes prend une semaine avant que ne soit réalisée la première séance. 1.3.1.4.
EFFET D’OXYGÈNE L’oxygène a un effet dans la radiothérapie. Cet effet est très important, il faut donc en tenir compte. Selon le pourcentage présent de molécules d’oxygène dans les tissus irradiés, on aura des niveaux d’efficacité plus ou moins élevés : un pourcentage élevé d’oxygène mènera à un bon traitement tandis que l’hypoxie tumorale (manque d’oxygène dans les tissus cancéreux) produira un traitement inefficace. Plus il y a de molécules d’oxygène, plus on observe de cascades radicalaires (effet étudié dans la section « radiobiologie »). En présence d’oxygène, une même dose d’irradiation tue trois fois plus de cellules qu’en absence d’oxygène. On essaie de corriger ce cas de radiorésistance cellulaire de plusieurs façons : augmentation de la pression partielle en oxygène, application de différentes doses selon si l’on attaque la périphérie de la tumeur (bien oxygénée) ou le centre de celle‐là (plus radiorésistant, plus hypoxique et donc qui a besoin d’un surdosage), utilisation de radiosensibilisateurs, l’utilisation de neutrons, etc. 1.3.1.5.
LA RADIOTHÉRAPIE ASSOCIÉE La radiothérapie peut être associée à d’autres techniques afin de procurer la guérison, ou l’amélioration du patient. Ces techniques sont la chirurgie et la chimiothérapie. ASSOCIATIONS RADIOCHIRURGICALES On distingue trois grandes familles dans ce type d’association : la radiothérapie postopératoire, la radiothérapie préopératoire et la radiothérapie peropératoire. Elles peuvent être combinées entre elles. LA RADIOTHÉRAPIE POSTOPÉRATOIRE Il s’agit de la chronologie la plus fréquente. Elle a pour but d’éliminer les risques de rechute locale. Elle a comme avantage la parfaite connaissance du niveau d’extension de la tumeur et comme désavantage la mauvaise oxygénation des tissus due à l’opération et à des complications radiologiques. Les tumeurs intracrâniennes, le cancer O.R.L, le cancer du sein et du poumon font partie de cette association. La radiothérapie doit commencer une fois que les plaies opératoires sont parfaitement cicatrisées et que l’état général du patient s’est normalisé. Des délais d’un mois après la chirurgie sont raisonnables, cependant, il est conseillé de ne pas retarder le début du traitement au‐delà de 6 à 8 semaines. LA RADIOTHÉRAPIE PRÉOPÉRATOIRE Le principal but de la radiothérapie préopératoire est de rendre extirpable une tumeur initialement inopérable. De plus, elle se propose de diminuer la probabilité d’apparition de greffes néoplasiques (des implantations tumorales sur les orifices de drainage). Elle permet une chirurgie conservatrice due à la régression tumorale. Par contre, si l’on commence le geste chirurgical trop tôt, il peut y avoir des complications chirurgicales. Cette association est très utilisée lors du traitement du cancer de la vessie, du rectum et du sein. LA RADIOTHÉRAPIE PEROPÉRATOIRE (RPO) Cette technique est réalisée au cours d’une intervention chirurgicale. Elle permet une irradiation directement ciblée sur la tumeur (si elle n’a pas pu être totalement extirpée) ou sur le lit tumoral (zone où se trouvait la tumeur avant son ablation et qui a encore des adhérences cancéreuses) en évitant les dommages collatéraux aux autres organes et tissus. Cette technique est utilisée pour les cancers du tube digestif, les tumeurs génitales et urinaires et les cancers bronchiques. Elle est encore en cours d’évaluation pour d’autres tumeurs, notamment les sarcomes et le cancer du sein. ASSOCIATIONS RADIO‐CHIMIOTHÉRAPIQUES Ces associations ne sont indiquées que pour certain cancers : les cancers à grand potentiel de dissémination et les cancers chimiosensibles. Le but de la chimiothérapie est d’attaquer l’ensemble des cellules néoplasiques (qui aident à la prolifération des cellules cancéreuses) tandis que la radiothérapie va agir sur les masses tumorales les plus importantes. L’ordre chronologique des techniques dépendra du cas. Le principal désavantage que présente cette association est le haut niveau toxique. Par conséquent, il est nécessaire d’avoir des techniques rigoureuses et une surveillance minutieuse pendant et après l’application. Des lymphomes, les cancers du poumon, la tumeur de Wilms, le cancer de l’œsophage, le cancer du canal anal sont traités avec cette technique. ITÉRATION DES IRRADIATIONS Le fait de pouvoir faire plusieurs irradiations, c’est‐à‐dire de refaire la radiothérapie où l’on avait déjà fait un traitement, est une question qui n’est pas du tout évidente. Plusieurs éléments interviennent pour donner la bonne réponse : le champ d’irradiation du traitement antérieur, la dose déjà appliquée, le délai entre les traitements et l’objectif clinique sont les principaux facteurs à évaluer. On peut irradier un nouveau territoire s’il ne se recoupe pas avec les champs précédents, si le territoire déjà irradié a reçu une dose inférieure à 40 Gy et si le délai est supérieur à 6 mois ou un an. En ce qui concerne l’objectif clinique, on peut irradier un nouveau territoire déjà traité même s’il a reçu une dose très significative, seulement si l’on parle à titre symptomatique, sinon, il faut évaluer les facteurs ci‐haut décrits. La principale raison est que l’irradiation par radiothérapie peut avoir des effets secondaires à long terme et augmente le risque de cancer post‐traitement. 1.3.2. LA CURIETHÉRAPIE Mise au point à l’Institut Curie, d’où son nom, la curiethérapie est une technique dérivée de la radiothérapie qui se distingue par le fait que la source de rayonnement est placée à l’intérieur même du patient (à côté où à l’intérieur de la zone à traiter). Cette méthodologie permet une attaque plus directe et efficace à la zone cancéreuse. D’un côté, l’irradiation affecte seulement une aire très localisée autour de la source de rayonnement, ce qui permet une irradiation moindre vers les tissus sains et donc l’option d’irradier de manière plus agressive cette zone‐là. De l’autre côté, la source restera tout le temps à côté de la tumeur, même si celle‐ci se voit déplacée lors d’un mouvement du patient. On peut affirmer que cette technique est avantageuse par rapport à la radiothérapie externe. La curiethérapie permet de rétrécir la tumeur plus rapidement en permettant la guérison de la maladie avec moins de séances, un fait qui permet à la fois une meilleure tolérance des patients et un faible risque d’effets secondaires indésirables et graves. Le taux de guérison augmente lorsque la curiethérapie est combinée avec d’autres techniques telles que la radiothérapie externe ou la chirurgie. On classifie les différents types de curiethérapie selon le placement des sources de rayonnement dans la zone du traitement, selon le débit ou l’intensité de la dose d’irradiation délivrée à la tumeur, et selon la durée de la dose délivrée. À titre d’exemple, un type pourrait être « curiethérapie interstitielle (placement de la source), de bas débit (intensité de la dose) et temporaire (durée de la dose délivrée) ». 1.3.2.1.
PLACEMENT DE LA SOURCE On distingue la curiethérapie interstitielle et la curiethérapie de contact. Dans le cas de la curiethérapie interstitielle, les sources sont implantées à l’intérieur des tissus (notamment la prostate ou le sein). Dans le cas de la curiethérapie de contact, la source est placée à côté du tissu à attaquer. Selon l’espace qu’elle occupe, on parlera : ‐
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De curiethérapie endocavitaire lorsqu’elle est placée dans une cavité du corps (comme le col de l’utérus, l’utérus ou le vagin), De curiethérapie intraluminale lorsque la source est placée dans une lumière du corps (tel que la trachée ou l’œsophage), De curiethérapie de surface, lorsqu’elle est placée dans un espace externe comme la peau, ou encore De curiethérapie intravasculaire, quand la source est placée dans les vaisseaux sanguins (utile dans les traitements de resténose coronaire intrastent). 1.3.2.2.
DÉBIT DE LA DOSE Selon l’intensité (exprimée en grays par heure, Gy/h) avec lequel le rayonnement est délivré au milieu environnant, on distingue le bas débit de dose (BBD), le moyen débit de dose (MDD) et le haut débit de dose (HDD). La source de rayonnement qui fournit des radiations à un débit qui peut aller jusqu’à 2 Gy/h, permet un débit de dose bas. Ce genre de débit de dose est utile pour le traitement des cancers des sarcomes, de la cavité buccale ou de la prostate. Le moyen débit de dose permet des radiations pouvant aller de 2 Gy/h jusqu’à 12 Gy/h. Le haut débit de dose correspond à un débit supérieur à 12 Gy/h. Ce débit est très utile dans les tumeurs du col de l’utérus, de l’œsophage, des poumons, des seins et de la prostate. Un autre débit pourrait être classifié comme bas débit de dose : le débit pulsé de bas débit de dose (PDD). Il consiste en la libération de courtes impulsions de rayonnement (normalement une fois par heure) afin d’atteindre le bas débit de dose. Ce débit est communément utilisé dans les tumeurs d’ordre gynécologique ainsi que pour traiter les cancers de la tête et du cou. 1.3.2.3.
DURÉE DE LA DOSE On distingue deux types de curiethérapie lorsqu’on parle de la durée de la dose. D’autres facteurs tels que la taille et la localisation du cancer affecteront aussi le temps pendant lequel la dose restera dans le corps. On parle de curiethérapie temporaire quand le placement des sources a une durée déterminée. Par contre, on parlera de curiethérapie permanente dans le cas inverse, lorsque la source est placée de façon définitive. Dans le cas temporaire, la durée dépend principalement du débit de dose : dans le cas de bas débit de dose, la source peut rester jusqu’à 24 heures et dans le cas de haut débit, la source restera généralement quelques minutes. Par rapport à la curiethérapie permanente, des petits grains radioactifs, toujours de bas débit de dose, seront placés dans la tumeur ou dans le site de traitement. La dégradation progressive et naturelle de ces éléments évitera une irradiation continue sur le patient, ce qui permettra de laisser les grains en place à l’intérieur du patient. Des périodes proches d’un mois sont habituelles dans ces cas. Le cancer de la prostate est couramment traité de cette façon. 1.3.2.4.
APPLICATION CLINIQUES La figure 7 montre les applications de la curiethérapie. Figure 7. Cancers les plus communs traités par la curiethérapie Source: http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Curieth%C3%A9rapie.jpg Le tableau 1 montre quel type de curiethérapie est l’optimal selon le cancer à traiter. Placement source Cancer du col de l’utérus Débit de la dose Durée de la dose Endocavitaire BDD, PDD ou HDD Temporaire Cancer de la prostate
Interstitielle BDD ou HDD Perm. (si BDD) ou temp. (si HDD) Cancer du sein Interstitielle HDD Temporaire Surface HDD Temporaire Cancer de la peau Tableau 1. Les cancers les plus courants dans la curiethérapie 1.3.2.5.
L’IMAGERIE ET LA CURIETHÉRAPIE L’imagerie dans le terrain de la curiethérapie a plusieurs domaines à couvrir : la planification initiale de la propre curiethérapie, l’insertion de l’applicateur et l’aide pour la création d’un patient virtuel. La planification initiale se fait de la même manière que pour la radiothérapie classique : des techniques telles que la radiographie, l’écographie, la tomodensitométrie et l’imagerie par résonance magnétiques sont utiles afin de visualiser en 3D la tumeur et les tissus environnants. Par contre, en plus de proportionner des informations qui permettront de savoir comment traiter les cancers, ces images vont aussi servir à la répartition optimale des sources de rayonnements, lesquels sont déposées dans des applicateurs à l’aide d’un logiciel. Cette fonction permet d’éviter que certaines zones soient peu irradiées (points froids) et que d’autres zones soient trop irradiées (points chauds). La mauvaise gestion de ces points peut engendrer des effets secondaires indésirables de même que l’échec du traitement. Finalement, l’imagerie va nous servir pour la création d’un patient virtuel. Une fois les applicateurs introduits dans le patient, un logiciel permettra de traduire d’autres images prises en un modèle 3D, où la position des applicateurs, l’espace de traitement et les tissus sains environnants sont une copie très précise du patient réel. 1.3.2.6.
LE LOGICIEL DE PLANIFICATION DU TRAITEMENT Le logiciel de planification du traitement a comme principaux objectifs le bon placement des sources de rayonnement ainsi que la bonne représentation graphique du patient virtuel. Ces deux objectifs sont liés entre eux. Le bon placement des sources de rayonnement sera fait d’abord de manière approximative. Ensuite, grâce au patient virtuel, il sera possible de voir si cette distribution est optimale. Afin d’identifier la distribution optimale, les médecins vont se servir de la représentation graphique de la distribution de l’irradiation, qui servira de guide pour le positionnement final des sources. Cette approche est aussi parfois nommée « peinture de la dose ». 1.3.2.7.
SOURCES DE RAYONNEMENT Les sources de rayonnement sont composées des gaines et des radioéléments. LES GAINES Les gaines représentent l’enveloppe dans lequel l’élément radioactif sera placé. Le radioélément ne sera jamais mis en contact direct avec le patient. Il existe deux types de gaines protectrices : de simples enrobages entourant les billes radioactives (si technique BDD), et des projecteurs, capsules métalliques qui permettent le contrôle du temps d’irradiation de la tumeur (utilisé dans le régime HDD). Ces gaines seront introduites dans le patient grâce à des aiguilles ou des cathéters en plastique. Ce sont les applicateurs. Différents applicateurs sont utilisés selon le type de cancer. LES RADIOÉLÉMENTS Les radioéléments (dits aussi radio‐isotopes, voir section médecine nucléaire dans le chapitre « imagerie médicale »), sont les éléments chargés d’irradier, donc ils sont la source de rayonnement. Dans le tableau suivant, on présente les différents radioéléments, en citant leur période de vie, le type de rayonnement, l’énergie émise, ainsi que leur présentation. Ces radioéléments ne sont pas exclusifs à la curiethérapie, donc plusieurs d’entre eux font partie de la radiothérapie en général. Radioélément Période Type de rayonnement Énergie (MeV) Présentation Radium 226 (Ra) 1 622 ans γ
1,4 Tube (aiguille) Césium 137 (Cs) 30 ans γ
0,66 Tube (aiguille) Cobalt 60 (Co) 5,3 ans γ
1,25 Source de télécobalt Tantale 182 (Ta) 111 jours γ
1,1 Fil Iridium 192 (Ir) 74 jours γ
0,34 Fil Iode 125 (I) 60 jours γ
0,03 Grain (implant permanent) Or 198 (Au) 2,7 jours γ
0,41 Grain (implant permanent) ou solution injectable Phosphore 32 (P) 14,3 jours β
1,7 Solution injectable Strontium 90 (Sr) 28 ans β
0,5
Applicateur solide Yttrium 90 (Y) 2,7 jours β
2,2 Grain Ruthénium 106 (Ru) 367 jours β
3,5 Applicateur solide Tableau 2. Présentation des différents radioéléments Le radioélément le plus utilisé dans la curiethérapie est l’iridium. L’iridium 192 est présenté sous forme d’un fil métallique de 0,3 mm ou 0,5 mm de diamètre. Il se présente lorsqu’il est utilisé dans un traitement à haut débit de dose sous forme de grain de 4 x 1mm. 1.3.2.8.
LA DOSIMÉTRIE ET LA LOI INVERSE DU CARRÉ DE LA DISTANCE À la différence de la radiothérapie externe, qui applique une dose de distribution homogène, la dose dans la curiethérapie est très forte au contact des lignes actives et très faible lorsqu’ on s’y éloigne de plus de 5 à 10 mm. Ceci explique la nécessité de la bonne localisation de la tumeur ainsi que le bon placement de la source de rayonnement. La source émet des rayons de manière isotropique, c.à.d. dans toutes les directions de l’espace. On pourrait modéliser le rayonnement par une sphère, dont le centre est la source. Cette description permet de définir la dose comme étant le nombre de particules irradiées par unité de surface de la sphère. Ainsi, lorsque la distance vers la source (rayon de la sphère) augmente de façon linéaire, la surface de la sphère croît en progression géométrique. Il en découle que le nombre de particules irradiées par unité de surface, et en conséquent la dose appliquée, décroît en progression géométrique. C’est ce qu’on appelle la loi inverse du carré de la distance. 1.3.3. LA RADIOBIOLOGIE La radiobiologie étudie principalement les effets biologiques des rayonnements sur les êtres vivants. Dans notre cas, nous allons nous concentrer sur l’effet biologique des rayonnements ionisants. Elle est également l’ensemble des techniques d’analyse des liquides biologiques contenant des radio‐isotopes. Les radiations créent des radicaux libres, lesquels sont hautement réactifs et attaquent les brins d’ADN. C’est l’effet le plus important de l’irradiation. Les radicaux libres les plus communs sont les HO∙ et le H∙, produits de la cassure de façon homolytique (les électrons de la liaison sont répartis équitablement, un par chaque radical) de la molécule d’eau. H2O Æ HO∙ + H∙ Ce point (∙) à côté des radicaux indique qu’il leur manque un électron sur la couche la plus externe. Ils sont les plus communs étant donné que le corps est formé de 2/3 d’eau. Le fait d’avoir cet électron libre dans la dernière couche cachée fournit aux radicaux une grande facilité à provoquer des réactions chimiques anormales qui peuvent arriver à perturber le fonctionnement et la structure du complexe cellulaire. L’ADN est le constituant principal des chromosomes qui interviennent dans les processus de transfert d’information génétique des cellules mères aux cellules filles ainsi que dans la synthèse de protéine grâce à l’intermédiaire des différents ARN (support génétique intermédiaire de nos gènes pour fabriquer les protéines dont elles ont besoin). Ainsi, les destructions des molécules ADN entraînent le mauvais fonctionnement de la cellule. L’altération la plus significative est due au radical OH∙ et est nommée rupture ou cassure de chaîne. Plus la dose reçue est grande, plus le nombre de ruptures croît. Il existe deux sortes de ruptures de chaîne : la cassure simple brin (CSB) est caractérisée par l’écart entre les extrémités du brin après la rupture à cause de la pénétration des molécules d’eau dans la brèche (lésions réparables), et la cassure double brin (CDB) est caractérisée par la rupture simultanée des deux brins d’ADN à une distance de moins de 3 nucléotides. A l’aide des figures 8 et 9, on peut se faire une idée sur la nature des chromosomes ainsi que la structure générale de la molécule ADN Figure 8. Localisation et structure du chromosome eucaryote. Source: wikipedia.org Figure 9. Structure de la l’ADN. Les brins et les nucléotides. Source: wikipedia.org En résumé, la mort cellulaire est due aux rayonnements ionisants et est la conséquence des altérations de l’ADN. Lorsque l’ADN est modifié, la cellule devient incapable de se diviser, ce qui entraîne sa mort de façon différée, i.e. non immédiate. La lésion la plus létale est la CDB. Seules les cellules qui se divisent sont radiosensibles, ce qui veut dire que les neurones, les hématites et les leucocytes seront radiorésistantes. 1.3.3.1.
RESTAURATION CELLULAIRE La restauration cellulaire, c.à.d. la réparation de certaines lésions de l’ADN des cellules, varie selon que l’on parle de cellules saines ou de cellules cancéreuses. Les mécanismes enzymatiques qui permettent la bonne réparation des cellules sont beaucoup plus efficaces lorsqu’on parle de cellules saines que lorsqu’on parle de cellules cancéreuses. Ceci est d’ailleurs la raison pour laquelle les irradiations sont fractionnées en plusieurs séances. Lorsque l’on applique la première radiation au tissu, toutes sortes de cellules seront endommagées de la même manière. C’est lors de cette première séance que le processus de restauration cellulaire intervient. Chez les cellules saines, ce processus est rapide et chez les cancéreuses, le processus reste plus lent. Par conséquent, lorsque l’ensemble de cellules reçoit le rayonnement suivant, les cellules saines auront eu le temps de récupérer, à la différence des cellules cancéreuses qui n’auront pas réussi à se restaurer. Ainsi, au fur et à mesure des séances d’irradiation, d’avantage de cellules cancéreuses resteront irréparables, c'est‐à‐dire qu’elles finiront par mourir, jusqu’à atteindre l’élimination totale de celles‐ci. On peut voir ce processus très bien représenté à la figure 10 ci‐dessous. Figure 10. La restauration cellulaire. Source: Sebban (2003, p.118) (1) est la courbe de récupération cellulaire du tissu sain stable, (2) est la même courbe, mais par un tissu cancéreux en croissance, (3) sont les séances d’irradiations, qui tuent le même pourcentage des deux sortes de cellules, (4) montre qu’entre la 1re et la 2e séance, les cellules saines restaurent mieux les lésions infraléthales de leur ADN que les cellules cancéreuses, et (5) et (5'), destruction totale des cellules cancéreuses et restauration complète du tissu sain 1.3.3.2.
LE « TURN‐OVER » DES TISSUS Le « turn‐over » des tissus est décrit come étant la vitesse du renouvellement du tissu en temps normal. Les radiolésions existantes lors d’une irradiation quelconque dépendront en grande mesure de la vitesse de renouvellement, c.à.d. de son « turn‐over ». Un tissu est constitué de deux compartiments, le compartiment germinatif (chargé du renouvellement des cellules) et le compartiment différencié (chargé du bon fonctionnement du tissu). Seul le compartiment germinatif est radiosensible, mais l’effet qu’ont les irradiations sur le tissu dépendra du « turn‐over » du compartiment différencié. Des tissus tels que le sang, la peau, l’intestin, l’ovaire ou la muqueuse O.R.L, ont un « turn‐
over » du compartiment différencié élevé et subissent des réactions précoces après l’irradiation. D’autres, tels que l’os, le muscle, le foie, le rein ou le tissu nerveux ont un « turn‐
over » lent et subissent des réactions nulles ou tardives. Plus le renouvellement du compartiment différencié est rapide, plus les irradiations sont efficaces, car des cellules (celles du compartiment différencié, donc celles qui n’ont pas été irradiées) meurent rapidement et ne sont pas remplacées (renouvelées), puisque le compartiment germinatif, lequel garantit le renouvellement des cellules, a été endommagé par l’irradiation. À contrario, lorsqu’on parle d’un « turn‐over » lent, dès que les cellules du compartiment différencié meurent, le compartiment germinatif a eu le temps de produire des nouvelles cellules (pas de lésions), ou presque totalement (lésions tardives), et peut fournir le bon renouvellement. 1.3.3.3.
EMPIRISME ET NOTION DE DOSE DE CONTRÔLE TUMORAL La dose de contrôle tumoral est la dose nécessaire pour obtenir dans 90 % des cas la stérilisation locale définitive de la tumeur. On connaît de manière empirique et avec une bonne précision cette mesure, laquelle dépend, principalement, de ces trois facteurs : ‐
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La nature de la tumeur, p.ex. une tumeur qui se caractérise par une grande proportion d’oxygène aura besoin d’une dose plus faible qu’une tumeur qui subit l’hypoxie. Le type histologique de la tumeur c.à.d. selon la structure microscopique, le développement et les fonctions du tissu cancéreux (voir tableau 3 ci‐dessous). Grâce à l’expérience, on sait que certains types de tumeur ont besoin des doses plus ou moins fortes afin que le cancer soit stérilisé à 90 %. Le volume tumoral (voir tableau 4 ci‐après). La dose de contrôle tumoral requise croît à mesure que le volume augmente. On arrive à valeur de 75 – 85 Gy lorsqu’on parle de grandes tumeurs, et à 45 – 60 Gy quand on parle de tumeurs infracliniques, ces tumeurs sont présentes après une intervention de chirurgie. Tumeur histologique Dose moyenne pour 90 % de stérilisation Leucémie 15 ‐ 25 Gy Séminome 25 ‐ 35 Gy Dysgerminome 25 ‐ 35 Gy Tumeur de Wilms 25 ‐ 40 Gy Maladie de Hodgkin 30 ‐ 45 Gy Lymphome non hodgkinien 35 ‐ 55 Gy Carcinome épidermoïde 55 ‐ 75 Gy Adénocarcinome 55 ‐ 80 Gy Carcinome urothélial 60 ‐ 75 Gy Sarcome conjonctif 60 ‐ 90 Gy Gliome cérébral 60 ‐ 80 Gy Mélanome 70 ‐ 85 Gy Tableau 3. Dose de contrôle tumoral moyenne afin de stériliser la tumeur dans 90 % des cas selon le type histologique de la tumeur. Volume tumoral (en prenant l’exemple du carcinome épidermoïde) : Maladie infraclinique 45 ‐ 60 Gy Tumeur < 2 cm de diamètre 60 ‐ 64 Gy Tumeur > 2 cm ‐ < 4 cm 65 ‐ 70 Gy Tumeur > 4 cm 75 ‐ 85 Gy Tableau 4. Dose de contrôle tumoral moyenne afin de stériliser la tumeur dans 90 % des cas selon le volume tumoral On doit tenir compte du fait que les variations intratumorales, c.à.d. entre tumeurs semblables, sont grandes. Deux tumeurs qui, à priori, se ressemblent, peuvent être traitées avec des doses extrêmement différentes. 1.3.3.4.
DOSE DE TOLÉRANCE DES ORGANES CRITIQUES Deux sortes de lésions peuvent se produire suite à des irradiations : ‐
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Réactions précoces, peu graves, et qui peuvent obliger à arrêter momentanément le traitement. Notamment la radiomucite, la radiodermite, la diarrhée et la leucotrhomopénie. Réactions tardives (entre 6 mois et 2 ans, voire parfois plus tardivement, selon le cas), graves et qui laissent des séquelles. Ces réactions sont le facteur limitatif de la radiothérapie, c’est‐à‐dire le facteur qui va délimiter la dose de tolérance des organes. Parmi ces lésions on met en relief l’endartérite oblitérante (inflammation des artères qui peut produire l’occlusion de celles qui sont petites) et la fibrose (des excès fibreux formés dans un organe ou tissu en provoquant le mauvais fonctionnement de ceux‐ci). On définit la dose de tolérance des organes critiques comme la dose qui, au bout de 5 ans, entraîne au maximum 5 % de séquelles graves. Cette dose tient compte aussi du volume irradié : plus le volume irradié est grand, plus la dose de tolérance est faible. Des exemples sont cités dans le tableau 5 (lié aux organes très radiosensibles), le tableau 6 (lié aux organes de radiosensibilité normale) et le tableau 7 (lié aux organes peu radiosensibles) ci‐dessous. ORGANE DOSE [Gy] PRINCIPALES LÉSIONS ORGANES TRÈS RADIO‐SENSIBLES : lésions sévères entre 10 et 30 Gy Ovaire 5 ‐ 15 Stérilité et castration temporaire (5 Gy) ou définitive, plus sensible chez la femme après 40 ans qu’avant 30 ans. Testicule 5 ‐ 20 Stérilité temporaire (5 Gy) ou définitive (20 Gy), aucun effet hormonal. Cristallin 5 ‐ 10 Cataracte (de siège postérieur), survenue tardivement : 3 à 6 ans. Sein pubertaire 10 ‐ 18 Stérilisation du bourgeon mammaire : atrophie du sein à la puberté. Cartilage de conjugaison 10 ‐ 30 Stérilisation temporaire (10 Gy) ou définitive (30 Gy) ; entraîne un retard ou un arrêt de croissance. Rein 15 ‐ 25 Néphrite radique sévère à partir de 18 Gy sur les deux reins, de 24 Gy sur un rein (un hémirein peut recevoir 40 Gy). Foie 25 ‐ 35 Hépatite radique sévère au‐delà de 25 Gy sur tout le foie (sur une petite surface dose tolérable : 45 ‐ 50 Gy, mais le parenchyme irradié n’est plus fonctionnel). 25 ‐ 40 ‐ Le volume de moelle irradié est essentiel : crâne : 12%, rachis : 30%, bassin + fémur : 40% , côte + sternum : 15%. ‐ Irradiation corporelle totale : 8 ‐ 10 Gy ; hémicorps : 12 ‐ 15 Gy. ‐ 20 à 30 Gy sur un large volume de moelle entraînent une leucothrombopénie. ‐ Après 45 Gy le territoire médullaire est stérilisé. 40 ‐ 50 Rôle essentiel du volume irradié : 2 poumons = 12 ‐ 14 Gy ; 1 poumon = 20 Gy ; champ focalisé = 40 ‐ 45 Gy. Sur un très petit champ une dose de 60 Gy ne perturbe que peu la fonction respiratoire. 40 ‐ 50 Atrophie ; les lymphocytes sont très radiosensibles (10 ‐ 20 Gy). Cœur 40 ‐ 55 Péricardite constrictive si un large volume est irradié. Intestin grêle 40 ‐ 50 Rôle du volume important ; risque majoré par une laparotomie préalable. Moelle hématopoïé
tique Poumon Ganglion rate ‐ Estomac 45 ‐ 50 Ulcération gastrique sévère ; traitement difficile (chirurgie). Moelle nerveuse 40 ‐ 50 Selon le volume irradié ; complication dramatique : la myélite radique, hantise du radiothérapeute. Cheveux 30 ‐ 55 Sensibilité du follicule pileux : alopécie temporaire (30 Gy) ou définitive (50 Gy). Côlon 45 ‐ 55 Sténose ou parfois perforation. Rectum 50 ‐ 65 Rôle de la surface irradiée ; sur une face, dose maximale : 65 Gy. Cerveau 45 ‐ 65 Rôle essentiel du volume ; crâne total : 40 Gy, petit champ : 60 Gy. Glande salivaire 45 ‐ 60 Asialie temporaire (45 GY) ou définitive (55 Gy) ; rôle du volume ++ ; si on épargne une parotide ou les 2 sous‐
maxillaires et sous‐mentales : hyposialie modérée Tableau 5. Dose de tolérance des organes critiques qui sont très radiosensibles ORGANES RADIO‐SENSIBLES : lésions sévères entre 40 et 60 Gy Vessie 55 ‐ 65 Selon la surface irradiée ; complications rares avant 60 Gy Thyroïde 50 ‐ 65 Insuffisance thyroïdienne essentiellement biologique Oreille moyenne 55 ‐ 65 Hypoacousie Œsophage 45 ‐ 70 Œsophagite précoce à 40 Gy ; tolérance éloignée bonne Muqueuse O.R.L. 40 ‐ 70 Mucite précoce à 30‐35 Gy ; tolérance éloignée bonne Capillaires sanguins 50 ‐ 65 Endartérite oblitérante ; substratum de la plupart des lésions tardives (avec la fibrose) 50 ‐ 75 ‐ C’est l’obstacle permanent de toute irradiation externe. ‐ Rôle essentiel de la surface et du type de rayonnement. ‐ Grand champ = 50 Gy ; petit champ = 70 ‐ 75 Gy. Peau Tableau 6. Dose de tolérance des organes critiques qui sont radiosensibles ORGANES PEU RADIO‐SENSIBLES : lésions sévères au‐dessus de 60 Gy Utérus‐vagin 60 ‐ 70 Sténose vaginale nécessitant des douches et dilatations locales Os 60 ‐ 75 Fracture possible sur os fragilisé à partir de 45 ‐ 60 Gy. Cartilage articulaire 65 ‐ 75 Ne pas confondre avec les cartilages de soutien (oreille, larynx).Le larynx tolère 60 Gy Muscle 60 ‐ 70 Sclérose et rétraction musculaire. Grosses artères 65 ‐ 75 Sténose responsable d’accidents ischémiques. 60 ‐ 70 La fibrose radique reste mystérieuse ; elle commence à partir du 3ème mois. Elle reste minime jusqu'à 60 Gy ; c’est un des principaux facteurs limitant de la radiothérapie. Tissu conjonctif Tableau 7. Dose de tolérance des organes critiques qui sont peu radiosensibles 1.3.4. OBJECTIF : L’EFFET DIFFÉRENTIEL La différentiation entre les tissus endommagés (cancéreux) et les tissus sains. Savoir détruire une tumeur tout en respectant les tissus sains. On essaie d’optimiser : ‐
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La balistique, afin d’avoir la meilleure méthode pour délivrer une dose aussi forte que possible vers la tumeur et aussi faible que possible vers les tissus sains. Le facteur temps lié à la restauration cellulaire : permettre une restauration préférentielle des tissus sains sur la restauration des tissus cancéreux. Il faut aussi éviter de donner des doses trop fortes afin qu’il n’y ait aucune séquelles tardives sur les tissus à « turn‐over » bas. Dans tous les cas, ces optimisations doivent tenir compte des restrictions imposées par l’ensemble des doses de contrôle tumoral – dose de tolérance des organes critiques. Dans le domaine de la radiothérapie, une dose trop forte peut entraîner une nécrose tandis qu’une dose trop faible peut aboutir à une récidive locale. Souvent, le succès est limité par une précision d’environ 5 % à 10 %. Donc dans le cas où la dose idéale est de 60 Gy, une dose de 55 Gy peut aboutir à une récidive locale, et une dose de 65 peut former une nécrose. 1.3.5. LA RADIOPROTECTION 1.3.5.1.
LE POURQUOI DE SE PROTÉGER Dans les sections antérieures, nous avons parlé des réactions précoces et tardives que peut engendrer le fait d’être exposé, en tant que patient, au rayonnement ionisant. Cependant, c’est la radioprotection qui essayera d’éviter les possibles risques collatéraux. Il faut savoir que les doses fortes peuvent être mortelles. Une exposition de 8 Gy sur le corps entier entraîne la mort. D’ailleurs, les doses faibles peuvent avoir divers effets : somatiques (les effets qui ne touchent pas les cellules reproductrices, notamment nausées, vomissements, alopécie ou des hémorragies), sur l’embryon (risque de fausse couche dans les premiers jours de la grossesse et surtout de malformation entre le 1er et 3ème mois. On conseille l’ITG (Interruption thérapeutique de grossesse) si la dose dépasse les 20cGy, à cause d’un effet génétique probable, qui à été démontré sur quelques animaux mais qui n’a jamais été démontré chez l’homme. Mais parmi tous ces risques, celui qui est le plus redouté est le cancer. La base d’un des traitements qui guérit le cancer, peut en même temps, si on ne tient pas compte de la radioprotection, favoriser l’apparition d’un cancer puisque les rayonnements ionisants, en plus d’altérer la molécule d’ADN, peuvent être un élément de la cancérogenèse multifactorielle et multiétapes. La CIPR (Commission internationale de protection radiologique) estime que 1Gy augmente de 4% le risque de cancer mortel. Un clair exemple de favorisation du cancer est l’apparition de cancers de la thyroïde chez les enfants irradiés après l’accident nucléaire de Tchernobyl. Afin de prévenir toute espèce de lésions et minimiser au maximum possible les risques, des doses maximales admissibles ainsi que le concept de ALARA on été introduites dans les milieux processionnaux où un minimum d’irradiations sont présentes et inévitables. Par rapport aux doses maximales admissibles, celles‐ci seront de 100mSv en 5 ans. Une norme très stricte qui tient compte de l’enquête du CIRC (Centre international de recherche sur le cancer) faite sur 100 000 travailleurs de l’industrie nucléaire, où aucun excès de cancer n’a été montré tant que les doses restaient inférieures à 200 mSv. En France, la dose moyenne reçue est de 2mSV/an, or, cette dose arrive aux environs du 60mSv/an dans certaines régions du globe telles que la Kérale, au sud‐ouest de l’Inde. En ce qui concerne le principe d’ALARA (maintenir le risque d’irradiation « as low as reasonably achiavable »), il est appliqué lorsque l’on est exposé à des risques de comportement stochastique. Le principe, de nous obliger à porter le dosimètre sur nous, nous rappelle les 3 règles de base pour la radioprotection : ‐
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Maintenir la majeure distance possible S’exposer un minimum de temps possible au rayonnement Se protéger au maximum du raisonnable à l’aide des écrans. Si l’on respecte toutes ces règles, il n’y a absolument aucun risque à travailler dans un milieu exposé aux rayonnements ionisants, néanmoins, toute femme enceinte est fortement déconseillée de s’y exposer. 2. LA NÉPHROLOGIE L’être humain a deux reins qui sont situés dans l’abdomen. Leur rôle est d’assurer l’équilibre hydroélectrolytique du sang. L’hémodialyse est le procédé par lequel on soigne la majorité des problèmes liés aux reins. Ce procédé repose sur le filtrage du sang et ainsi sur l’élimination de l’urée et de l’eau. L’homme n’a besoin que d’un rein fonctionnel afin de vivre et c’est le rein droit qui est préférable de conserver puisqu’ il est mieux vascularisé. Il arrive cependant que les deux reins ne soient plus fonctionnels et un patient ayant ce problème est atteint « d’insuffisance rénale chronique ». On peut voir une image du système urinaire à la figure 11 ci‐dessous. Figure 11. Les reins et les voies urinaires. Source: www.invivo.net 2.1. FONCTIONNEMENT ET CONSTITUTION DES REINS Les reins sont situés de chaque côté de la colonne vertébrale, en dessus de l’anche et en partie cachés par les dernières côtes. Le rein droit est situé en arrière du foie et le rein gauche est situé en arrière du pancréas et du pôle inférieur de la rate. En forme de haricot, ils mesurent 12 centimètres de haut sur 6 centimètres de large. Chacun pèse 150 grammes. En ce qui concerne les artères et les veines, le sang est arrivé par l’artère rénale procédant de l’aorte abdominale et est évacué par une veine rénale qui va déboucher dans la veine cave inférieure (fig. 12) Figure 12. À gauche, circulation du sang dans un rein. À droite, circulation du sang dans le système urinaire. Sources: fr.medipedia.be (gauche) et medecin.skyrock.com (droite) Les reins fabriquent l’urine, laquelle sera expulsée par un canal excréteur nommé bassinet, puis uretère lorsqu’il devient plus mince. L’uretère débouche sur la vessie, endroit où l’urine sera accumulée. Puis l’urine sera expulsée à l’aide du sphincter de l’urètre, qui permet l’évacuation de l’urine à travers l’urètre. Les reins sont des organes vitaux qui ont comme rôle de purifier le sang afin de maintenir l’équilibre chimique de celui‐ci, qui a été changé à cause des déchets provenant du propre fonctionnement de l’organisme. Les reins sont donc les filtres de notre corps. Naturellement, si les reins cessent de fonctionner, ces déchets s’accumulent dans le sang et deviennent toxiques. L’élimination des déchets est possible grâce à la fabrication de l’urine. Les néphrons sont les unités élémentaires dont chaque rein est constitué. Chaque néphron comporte un glomérule et un tube. D’un côté, les glomérules sont des pelotons de très petits vaisseaux (capillaires sanguins) qui proviennent de l’artère rénale (plus concrètement le sang arrive par une artériole afférente et elle en sort par une artériole efférente). C’est à travers les parois de ces capillaires sanguins que l’action de filtration du sang pour former l’urine est effectuée. On parle donc de la filtration glomérulaire. De l’autre côté, le tube est un conduit d’environ 6 centimètres de longueur sur 0,1 – 0,01 millimètres de largeur qui va acheminer l’urine pour l’amener dans un calice et jusqu’au bassinet. On peut voir ce processus dans la figure 13 ci‐dessous. Figure 13. Le néphron, l’unité élémentaire du rein. Source: www.invivo.net L’urine formée dans les différents glomérules est dite urine primitive. Elle constitue la première étape du processus complet de filtration du sang. Dans les glomérules, on observe le mécanisme d’ultrafiltration, où l’eau, les électrolytes, les substances dissoutes de faible taille et poids passent à travers la paroi des capillaires sanguins du glomérule pour s’écouler dans le tube. Les molécules telles que les protéines (de poids élevé) ou telles que les globules rouges (de taille élevée) ne vont pas passer. C’est au long de ce tube que l’urine primitive est transformée : il y a une reprise et une réabsorption de l’eau et des sels filtrés (98% dans le cas de l’eau) vers le sang, ainsi qu’un ajout de substances tel que l’ammoniac depuis le rein et vers l’urine présente dans le tube. La formation de l’urine permet donc de se débarrasser d’une grande partie des déchets de l’organisme. Les déchets les plus nombreux proviennent du foie qui procède à la destruction (catabolisme) des protéines, constituants de base de toutes les cellules, à partir de réactions chimiques, lesquelles transforment ces protéines en urée. L’urée arrive du sang jusqu’aux reins, où grâce à l’action de filtrage des glomérules, elle sera éliminée dans l’urine. La quantité d'urine (diurèse) excrétée chaque jour varie de 1 litre à 2,5 litres. Lorsqu’on parle de maintient chimique du sang, on comprend que pour que l’organisme fonctionne correctement, le sang ainsi que les liquides qui forment le milieu intérieur (qui sont en contact avec les cellules) doivent avoir une composition et une répartition rigoureusement constantes et appropriées, quelles que soient les variations subies par le corps. Les liquides du milieu intérieur doivent assurer une quantité idoine d’eau ainsi que d’électrolytes notamment le sodium, le potassium, le chlore, les bicarbonates, le calcium et le phosphore. Une mauvaise composition peut comporter des problématiques mortelles. De plus, les reins sont capables de retenir les substances nécessaires en cas de déficit. Une autre fonction du rein est celle de fabriquer des hormones : l'érythropoiétine (EPO) qui stimule la formation des globules rouges par la moelle osseuse ; la rénine, qui intervient dans la régulation de la tension artérielle; les prostaglandines, qui règlent les circulations locales ; et les enzymes, qui agissent sur la vitamine D, donc le calcium et les os. 2.2. INSUFFISANCE RÉNALE L’insuffisance rénale chronique (IRC) est une maladie glomérulaire qui atteint la fonction rénale. Elle se traduit par une diminution importante de la filtration glomérulaire. La cause principale de cette maladie est la diminution du nombre de néphrons actifs du rein qui permettent la formation de l’urine. Pour que les reins fonctionnent, il suffit que 20% des néphrons présents soient actifs. C’est donc à partir de la perte de 80% des néphrons qu’on considère qu’il commence à y avoir une insuffisance rénale. Les patients atteints de cette maladie ne sont donc plus en mesure d’uriner. L'insuffisance rénale chronique est la conséquence de la perte progressive et irréversible des fonctions excrétrices (épuration des déchets du sang) et endocrines (sécrétion hormonale) des deux reins. Étiologiquement, ce sont des maladies rénales qui détruisent de manière irréversible les structures rénales et qui conduisent à l’IRC. Il existe plusieurs maladies rénales dont les caractéristiques sont résumées dans le tableau 8 ci‐dessous. Maladies glomérulaires Gloméruloné
Liées à des phrites maladies primitives générales Cause Néphropathies Interstitielles Atteinte prédominante On ne la Diabète sucré du tissu connaît pas (la plus interstitiel qui avec importante) et forme la trame certitude lupus de soutien (néphrite érythémateux entre les aigüe après et amylose. néphrons (dû une angine). aux infections urinaires). Vasculaires Constitutionnel
les L'hypertensio
n artérielle qui aboutit à léser la paroi des vaisseaux des reins. Malformation des reins et des voies urinaires et polykystose rénale. Normalement héréditaires. Conséquences favorisantes de l’IRC Présence de protéines (albuminurie) ainsi que de globules rouges (hématurie microscopiqu
e) dans l’urine. Atteinte diffuse des glomérules (glumérulosclér
ose diabétique), dans le cas du diabète sucré. Fréquence* 20 % 10 % Présence de Pyélonéphrite kystes Néphroangios
(infection hépatiques, clérose et bactérienne augmentation sténose des des voies du volume artères urinaires rénal, et rénales. hautes) l’aspect héréditaire. 25 % 20 % 15 % * 10 % des causes sont indéterminées. Ces pourcentages varient selon les pays où les causes infectieuses (notamment angines, infection urinaire ou tuberculose) restent encore les plus fréquentes dans les pays en voie de développement). Tableau 8. Tableau étiologique de l’IRC L’organisme arrive assez bien à s’adapter pendant assez longtemps au fait que les reins soient défectueux. La maladie peut donc être présente, mais cachée par l’organisme. Pourtant, si l’on procédait à une analyse de sang, on révèlerait des anomalies caractéristiques de l’IRC. L’IRC prend donc une définition biologique et de signes cliniques d’apparition souvent tardive. On peut définir de manière clinique ou biologique l’insuffisance rénale chronique : Quelqu’un présente une IRC s’il a un taux sanguin de créatinine > 120 μmol/l et une clairance de la créatinine < 80 ml/min. D’un côté, et contrairement à ce qui était habituel à l’époque, le taux sanguin d’urée n’est plus vérifié afin de constater une IRC puisqu’ il se voit influencé par certains facteurs extra – rénaux (alimentation, fièvre…). Par contre, on peut considérer que l’on a un taux d’urée anomal lorsque l’IRC est supérieure à 16 mmol/l (0,8g/l). De l’autre côté, et en ce qui concerne la créatinine sanguine, elle n’est éliminée que par les reins. Donc, elle représente le meilleur marqueur pour déterminer la fonction rénale. Un bon fonctionnement positionne le taux de créatinine entre 80 et 105 µmol/l (entre 9 et 12 mg/l). Pour mieux évaluer le fonctionnement des reins, on peut se créer un ratio entre la créatininémie (présence de créatinine dans le sang) et le débit urinaire (la clairance). Un sujet normal présente une clairance de la créatine de 1254 ml/min. La clairance de la créatine ne s’utilise presque jamais, car on essaie d’éviter le recueil des urines. Donc, uniquement avec la valeur de la créatininémie, on peut évaluer la filtration glomérulaire. La formule de Cockfrot et Gault est largement utilisée : 140
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· 0.814 · 7,2 2.2.1. LES SIGNES CLINIQUES Les signes cliniques sont dus à un taux élevé de créatinine provoqué par les lésions rénales. Il est possible que l’on arrive à un stade très avancé de l’IRC sans démontrer beaucoup de symptômes cliniques. L'insuffisance rénale atteint un degré de haute gravité "pré ‐ terminale" lorsque la créatinine est à 600‐700 µml/l, l'urée à 50‐60 mmol/l, et lorsque la clairance de la créatinine est au‐ dessous de 10 ml/min. Les signes les plus répandus sont les suivants : ‐
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L’hypertension artérielle est présente chez 75 % des malades et accélère vivement l’évolution de l’IRC, L’anémie (diminution des globules rouges du sang) est constante à cause d’un défaut de production par le rein de l’hormone l'érythropoiétine, et est nécessaire pour la production de globules rouges, Le taux élevé du phosphore et le taux bas du calcium dû au mauvais filtrage des glomérules du phosphore ainsi que de la non production de l’enzyme chargé de la bonne absorption du calcium (chez les enfants, le signe clinique le plus évident est le retard de croissance), Le coma urémique, marqué par des signes neurologiques (troubles de la conscience, obnubilation, convulsion, etc.), un prurit généralisé, un frottement péricardique et une parotidite. La principale cause est le taux élevé d’urée dans le sang. 2.2.2. TRAITEMENTS DE L’INSUFFISANCE RÉNALE CHRONIQUE Les traitements offerts par la médecine assurent l’épuration du sang, le bilan électrolytique et aussi la volémie (quantité totale de sang dans l’organisme). Les trois traitements existants sont : ‐
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La transplantation rénale; La dialyse péritonéale; L’hémodialyse. Les deux derniers sont considérés comme étant des techniques d’épuration extrarénale (extra corporelle dans le cas de l’hémodialyse) tandis que la transplantation rénale est considérée comme étant une technique chirurgicale. Après avoir été appliquée, le système rénal pourra fonctionner sans aucun élément d’épuration externe. 2.2.2.1.
LA TRANSPLANTATION RÉNALE La transplantation rénale ou greffe rénale représente le seul moyen curatif de l’IRC : c’est la seule manière d’éviter un traitement externe constant, par contre, il s’agit d’un traitement immunodépresseur qui a besoin d’une surveillance régulière. Ce traitement est le plus efficace (p.ex. il assure une fonction dix fois supérieure à la dialyse). Afin de pouvoir réaliser une transplantation, plusieurs tests de compatibilité doivent être passés, autant pour le donneur que pour le malade. Ces tests sont représentés en termes de groupe sanguin et de type tissulaire. De plus, ni le donneur ni le patient ne doivent présenter d’infections ou d’autres problèmes susceptibles de compliquer l’opération ou la récupération du patient. Malgré la parfaite compatibilité, des problèmes peuvent survenir, menant le patient à une dialyse temporaire dans l’attente d’une nouvelle transplantation. Les transplantations ne sont pas éternelles, il est possible que les jeunes nécessitent deux transplantations ou plus au cours de leur vie. Après une intervention qui a réussi avec succès, le patient doit prendre des médicaments immunosuppresseurs afin d’éviter le rejet du rein transplanté. On peut observer dans la figure 14 ci‐dessous, l’image d’un système rénal après une greffe rénale. Figure 14. Système rénal après une greffe rénale Source: http://tpegreffedurein.blogspot.com/2009_03_01_archive.html En 2002, en France, 2 255 malades ont eu une greffe de rein (données tirées du « Journal de Pharmacie Clinique » : ‐
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Pour 28,7 % des inscrits sur la liste d'attente, l'insuffisance rénale était liée à une glomérulonéphrite chronique ; Pour 11,9 %, à une néphropathie interstitielle chronique; Pour 13 %, à une polykystose rénale; Pour 8,4 %, à un diabète ; 69 % des greffés (3,1 %) avaient moins de 16 ans ; 43,5 % étaient âgés entre 16 et 45 ans ; 28,9 % entre 56 et 65 ans. 2.2.2.2.
LA DIALYSE PÉRITONÉALE Le péritoine est une membrane séreuse qui tapisse la cavité abdominale (feuillet pariétal) et qui entoure les organes (feuillet viscéral). Entre ces deux feuillets se forme une cavité : la cavité péritonéale. Lors de la réalisation de la dialyse, on remplit la cavité péritonéale avec un liquide artificiel nommé dialysat. Ce liquide est en tout temps en contact avec le péritoine, qui grâce à sa perméabilité, permet que le dialysat soit capable d’éliminer les éléments présents dans le plasma sanguin. Après un certain temps de contact, le dialysat sera évacué. La méthode d’insertion du dialysat se fait via un cathéter implanté chirurgicalement au niveau du cul‐de‐sac de Douglas. De la même façon, le liquide est évacué à travers ce même cathéter. Le processus d’épuration se divise en 3 phases (voir figure 15) : ‐
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L’infusion, où l’on introduit le liquide dialysat (d'environ 10 minutes de durée), La stase, où les phénomènes de diffusion (transfert de molécules d’eau et de molécules peu lourdes vers le dialysat) et d’osmose (attraction du sang vers les dialysats grâce aux molécules de sucre présentes dans ce dernier), d'environ 4 heures durée, Le drainage du dialysat, d'environ 10 minutes de durée. Figure 15. Phases du processus d’épuration par dialyse péritonéale. Source. www.wikipedia.org Environ 10% des insuffisants rénaux chroniques sont traités par cette méthode même si elle est la moins performante. 2.3. L’HÉMODIALYSE L’hémodialyse existe depuis les années 60 et cette méthode est la plus populaire car elle permet de sauver des milliers de vies en agissant comme un rein artificiel. C’est un procédé qui permet de purifier le sang d’un patient en le passant par un dialyseur muni principalement d’une membrane semi‐perméable contenant un liquide appelé dialysat. Ce procédé requiert donc le passage du sang par un circuit de circulation extracorporelle, c’est‐à‐dire un circuit artificiel situé à l’extérieur du corps. L’appareil d’hémodialyse permet donc l’échange entre le sang du patient et le dialysat afin de le purifier des déchets d’alimentation et d’éliminer le surplus d’eau. À titre d’exemple, l’Hôpital du Sacré‐Cœur de Montréal possède 36 appareils d’hémodialyse dont 25 sont en fonction simultanément. Ces appareils sont fabriqués par la compagnie GAMBRO qui est localisée en Suède ainsi qu’en Italie. Cette compagnie a plusieurs modèles d’appareils, mais l’hôpital utilise les modèles « Hospal » et « Phoenix » (figure 16). Le coût moyen d’une machine d’hémodialyse est de 30 000$. Figure 16. Les modèles d’appareils d’hémodialyse « Hospal », à gauche et « Phoenix », à droite, de la compagnie GAMBRO. Source: http://www.gambro.com/en/ca‐fr/Products/Hemodialysis/ 2.3.1. FONCTIONNEMENT TECHNIQUE 2.3.1.1.
TRAITEMENT DES EAUX L’eau joue un rôle crucial dans le procédé d’hémodialyse. Le rôle du dialysat est de recréer les éléments retrouvés dans le sang. L’un de ces éléments est le plasma sanguin qui représente 55% du volume de celui‐ci. Le plasma est à son tour composé de 91% d’eau. Il est très important de s’assurer que cette eau soit traitée en éliminant les agents non voulus avant de l’envoyer dans les dialyseurs. C’est la raison pour laquelle les hôpitaux ont une salle de traitement des eaux située au sous‐sol, juste en dessous du centre d’hémodialyse. Le but de la salle de traitement des eaux de l’hôpital est d’enlever les éléments tels que les bactéries, pyrogènes, etc. de l’eau de la ville, avant de l’envoyer aux générateurs de dialysat. Afin d’y parvenir, un système de filtrage où l’eau circule en continu, à bonne vitesse et sous une pression d’environ 75‐80 PSI grâce à une pompe de 4.5 HP est utilisé. Dans le tableau suivant, sont résumés les principaux problèmes apparaissant lors de l’utilisation d’une eau contaminée. Contaminants de l'eau Calcium, magnésium Chloramines Aluminium Fluor Bactéries Sodium Manifestations toxiques en cours d'hémodialyse Syndrome de l'eau dure : nausées, vomissements, prurit hypertension artérielle, malaise Hémolyse, anémie, méthémoglobinémie Démence du dialysé, ostéomalacie, anémie microcytaire Ostéomalacie, ostéopénie Réaction pyrogène, nausées, hypotension, crampes Hypertension, œdème pulmonaire, confusion, convulsions Tableau 9. Manifestations toxiques à cause des contaminants de l’eau Par contre, il existe un taux maximal toléré (tableau 10). Taux maximum (mg/l ) tolérés des éventuels contaminants de l'eau Aluminium 0.01 Fluorures 0.2 Ammonium 0.02 Magnésium 2 Arsenic 0.005 Mercure 0.001 Argent 0.005 Nitrates 2 Baryum 0.01 Nitrites 0.005 Cadmium 0.001 Phosphates 5 Calcium 2 Plomb 0.005 Chrome 0.01 Sélénium 0.09 Chlore 0.01 Sodium 50 Chlorures 50 Sulfates 50 Étain 0.1 Zinc 0.05 Contamination microbienne (CFU*1/ml) 100 Endotoxines (UI*2/ml) 0.25 *1 Colony Forming Unit *2Unité internationale Tableau 10. Taux maximum tolérés L’élément principal de ce système de filtrage est l’osmoseur (filtre fin qui travaille avec le processus d’osmose inverse). Afin de procurer le bon filtrage de l’osmoseur, l’eau doit être prétraitée. La première étape par laquelle l’eau brute doit passer avant d’arriver à l’osmoseur est le système de mélangeurs d’eau chaude et froide, qui a comme but d’obtenir une température de 25°C. Ensuite, un préfiltre retient les particules insolubles présentes dans l’eau. La membrane filtrée de l’osmoseur performe beaucoup mieux à cette température. Cette membrane ne supporte pas le chlore et les minéraux (principalement calcium et magnésium), donc ceux‐ci doivent être enlevés de l’eau avant le passage par osmose. Le calcium et le magnésium présents dans l’eau sont enlevés grâce à deux cylindres parallèles (adoucisseur) remplis de sel afin de transformer l’eau en sel (élément supporté par la membrane de filtrage). Deux autres cylindres sont présents dans le système de prétraitement afin d’enlever le chlore. Les cylindres sont remplis de charbon actif qui absorbe le chlore, mais il faut le laver 2‐3 fois par semaine en y passant l’eau à contre‐courant afin d’assurer son efficacité. L’eau traitée passe ensuite par les membranes de filtrage de l’osmoseur avec un débit de 16 GPM. Des senseurs de conductivité sont installés sur le système afin d’assurer l’efficacité des membranes. Des ultrafiltres de 1.2 microns sont également présents en cas de panne du système. L’osmose inverse est le principe utilisé par l’osmoseur. Comme son nom l’indique, ce processus inverse le processus d’osmose. L’osmose apparaît lorsqu’on place deux solutions de composition différente de chaque côté d’une membrane filtre (membrane semiperméable, qui laisse passer uniquement le solvant et non le soluté). Une solution franchit la membrane jusqu’à ce que les concentrations s’équilibrent (la solution la plus diluée perd son solvant, qui se précipite dans la solution la plus concentrée). Ce transfert augmente la pression d’un compartiment (celui où le solvant se dirige) et diminue la pression de l’autre (différence de pression hydrostatique). La différence de pression hydrostatique est normalement égale à la différence de pression osmotique (la moindre pression qu’il faut exercer pour empêcher le passage du solvant de la solution la plus diluée vers la solution la plus concentrée) Cependant, si la différence de pression hydrostatique dépasse la différence de pression osmotique, le processus d’osmose s’arrête. L’osmose inverse est donc l’élévation de la pression hydrostatique par‐dessus la pression osmotique pour forcer le solvant à quitter le compartiment sous pression. Dans le compartiment compressé, il reste une solution haute en soluté tandis que dans l’autre compartiment, il reste une solution haute en solvant. Les conduites du début du système de traitement d’eau sont en cuivre, mais une fois le chlore et les minéraux enlevés, l’eau passe par des conduites en polypropylène ou en PVC. La raison est que l’eau traitée est corrosive et cherche à saisir des ions des parois des conduites. Il est donc important d’avoir un matériau résistant à la corrosion et une soudure non ordinaire très propre. Un schéma du système de traitement de l’eau est montré par la suite : Figure 17. Schéma du système de traitement d’eaux Source: N'Diaye et Levasseur (2000) 2.3.1.2.
L’APPAREIL D’HÉMODIALYSE L’un des éléments‐clés de tout appareil d’hémodialyse est la membrane de dialyse. Cet élément doit simuler les propriétés de la membrane de filtration du glomérule rénal, soit de filtrer les impuretés présentes dans le sang par diffusion et diminuer l’eau dans le sang par ultrafiltration. Il existe de nombreux types de membranes en industrie qui se différencient principalement par leurs critères de perméabilité. La perméabilité à l’eau est définie par le coefficient d’ultrafiltration qui représente le transfert simultané du solvant et d’une partie des solutés (utilisé pour la réduction d’eau). Ce coefficient est le nombre de millilitres de fluide par heure qui sont transférés à travers la membrane pour chaque millilitre Hg de gradient de pression. La perméabilité aux solutés est définie par le coefficient de tamisage qui représente le plus petit écart entre les tiges qui filtrent les gros résidus. Ces solutés plus volumineux sont l’urée et la créatinine qui représente environ 80% de la perméabilité à l’urée. La membrane de dialyse est un polymère qui peut être d’origine cellulosique (naturelle) ou synthétique. La membrane cellulosique est hydrophile (absorbe l’eau) et elle provient de la cellulose naturelle régénérée et transformée. Elle a comme avantage d’éliminer les petites molécules du sang ainsi que de soustraire modérément de l’eau. Son inconvénient principal est qu’elle interagit avec des éléments du sang comme l’acétate de cellulose, ce qui peut causer des problèmes de biocompatibilité. La membrane synthétique est hydrophobe, ce qui la rend moins perméable à l’eau. Elle a cependant l’avantage d’être biocompatible car elle est conçue avec un matériau qui interagit bien avec le sang. Finalement, les deux critères les plus importants des membranes de dialyse sont l’épaisseur (directement liée au coefficient de diffusion) et l’hydrophile. La membrane de dialyse se retrouve dans un dialyseur qui est un tube avec deux entrées dans lequel vont passer le dialysat ainsi que le sang du patient. Il existe des dialyseurs en plaques et à fibres creuses ainsi que des modèles à haute performance (avec membrane de surface augmentée ou avec membrane de perméabilité maximale), réutilisables ou jetables. Pour augmenter l’efficacité du procédé d’hémodialyse, le sang et le dialysat circulent en direction opposée dans le dialyseur (voir fig. 18). Figure 18. Le dialyseur Source: http://www.sfdial.org/f2n/public/diatrans/dialyseur.htm Le terme « dialysat » a été mentionné plusieurs fois jusqu’ici, mais il n’a pas encore été défini. L’appareil d’hémodialyse possède un générateur de liquide qu’on appelle dialysat. L’élément principal du dialysat est l’eau pure traitée. Afin de le rendre similaire au liquide extracellulaire, des sels minéraux y sont rajoutés et le mélange est chauffé à la température du corps. Le but de toute dialyse est de corriger l’acidose du malade par l’apport d’ions bicarbonates. Le problème est qu’ils précipitent en présence de calcium et de magnésium. Afin de solutionner ce problème, on a utilisé la technique de « dialyse à l’acétate de sodium », car l’acétate de sodium ne précipite pas et il est transformé en bicarbonate au niveau du foie. Cependant, puisque l’organisme a une limite au métabolisme de l’acétate, cela peut créer de l’hypotension artérielle, des crampes et des vomissements. La technique de « dialyse au bicarbonate » est plus sécuritaire pour les patients à risque cardio‐vasculaire et pour les dialyseurs à haute performance. Les différences principales sont les quantités de sels minéraux (sodium, glucose, etc.) utilisées dans le mélange du dialysat (voir tableau 11). Dialyse à l'acétate Dialyse au bicarbonate (mmol/l) (mmol/l) Sodium 143 140 Potassium 2 2 Calcium 1.75 1.75 Magnésium 0.75 0.75 Chlore 112 112 Bicarbonate ‐ 31 Acétate 38 4 Glucose ‐ 8.33 Tableau 11. Composition du dialysat Le dernier élément que l’on retrouve dans un appareil moderne d’hémodialyse est le système de contrôle qui représente en quelque sorte le cœur de ces appareils. Un système de contrôle inclut plusieurs éléments comme les différents senseurs (pression, débitmètre, conductivimètre, sonde de PH, etc.), les cartes électroniques permettant la communication entre les senseurs et l’ordinateur de bord, le logiciel de contrôle, etc. Le but de ce système est d’automatiser le processus d’hémodialyse et de le rendre plus accessible aux utilisateurs. Par exemple, si une pression n’est pas dans l’intervalle permis ou qu’il y a une détection d’air, une alarme visuelle et audible s’activera et le processus sera mis en arrêt. Les instructions et les messages d’avertissement seront affichés à l’écran de l’appareil afin d’indiquer les problèmes et les causes. On peut diviser les systèmes de contrôle en deux parties. D’abord on a le contrôle du dialysat : ‐
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Conductivimètre, qui contrôle la teneur en sodium et chez les appareils plus modernes, il peut varier la quantité de sodium et de bicarbonate; Débitmètre, qui vérifie la stabilité du débit à l’entrée du dialyseur (500 ml/min); Thermomètre, qui maintient la température à 38°; Moniteur de pression hydraulique, pour régler l’ultrafiltration; Contrôle volumétrique de l’ultrafiltration qui programme la soustraction liquidienne en cours de dialyse en cas de perforation de la membrane ou de rupture d’une fibre capillaire. Il y a aussi les éléments de contrôle du circuit sanguin : ‐
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Contrôleur du débit, pompe qui donne un débit de 250 à 300 ml/min; Capteurs de pression, où le capteur de pression artérielle détecte les pressions négatives anormales dues à un apport de sang insuffisant (mauvais fonctionnement de la fistule, hypertension artérielle, coudure de la ligne artérielle) et le capteur de pression veineuse détecte les excès de pression (caillots dans le filtre, coudure de la ligne de retour, sténose de la veine) ou les chutes du débit (coagulation du dialyseur, hypotension artérielle); Présence d’air, grâce à un piège à bulles. 2.3.1.3.
VARIANTES TECHNIQUES Il existe aussi des variantes techniques afin de mieux s’adapter aux besoins des malades. L’hémofiltration est une technique qui n’utilise que le processus d’ultrafiltration, donc il arrive à extraire un important volume d’eau (20 – 25 litres par séance) et permet l’élimination par convection des solutés. L’appareil doit être muni d’une membrane à haute perméabilité. Cette technique permet d’éliminer les molécules avec un poids moléculaire très élevé. L’hémodiafiltration est une technique qui utilise autant l’ultrafiltration que la diffusion, mais elle utilise aussi un dialyseur très adapté au patient (surtout par rapport au sodium). Finalement, la biofiltration est la technique qui utilise un dialysat électrolytique iso – osmotique, sans tampon (acétate de sodium et bicarbonate) afin de supprimer les inconvénients cardiovasculaires et de mieux contrôler l’équilibre acido‐basique. 2.3.1.4.
ABORD VASCULAIRE On peut définir l’abord vasculaire comme la manière d’accéder au système sanguin du patient afin d’obtenir le débit sanguin nécessaire qui permettra de faire une bonne hémodialyse. Comme nous avons dit précédemment, ce débit doit être un minimum de 250 ml/min. Un débit comme celui‐ci ne peut être fourni que par une artère. Celles‐ci sont néanmoins trop profondes pour être facilement accessibles. Par conséquent, il faut créer un vaisseau sanguin superficiel avec un débit suffisant. Il existe présentement deux techniques : ‐
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La fistule artério – veineuse; Le pontage artério – veineux. La fistule artério – veineuse (voir fig. 19) est la technique la plus recommandée qui sera toujours essayée en premier. Il s’agit de l’abouchement d’une artère du bras dans une veine au niveau du poignet, ce qui provoque la dilatation de celle‐ci et l’augmentation de son débit sanguin. On utilisera cette « veine artérialisée » afin de procéder à l’hémodialyse. Ce procédé est fait par un chirurgien, qui doit agir très méticuleusement, car des thromboses (dues à un débit insuffisant) ou des insuffisances cardiaques (dues à un débit excessif) peuvent survenir. Cette technique possède l’avantage que les blessures créées après les ponctions cicatrisent entre les séances, et ont une durée de vie relativement longue (6 ans environ). Figure 19. La fistule artério‐veineuse et le sens de circulation du sang. Source: www.wikipedia.org Le pontage artério – veineux est la technique suppléante (voir fig. 20). Il s’agit de relier l’artère humérale et la veine basilique (ou la veine axillaire en cas de pontage rectiligne) grâce à un élément pont synthétique, un élément qui est fait de veines provenant de la partie inférieure du corps du malade ou un élément pont fait à partir de veines animales traitées chimiquement. La durée de vie de ces pontages est moins longue que les fistules, et comportent un plus grand nombre de complications. Figure 20. Le pontage artério – veineux Source: www.wikipedia.org Il existe aussi l’accès à partir du cathéter. Dans ce cas‐là, il n’existe pas de « shunt » sanguin, donc il faut introduire le cathéter dans une veine suffisamment grosse. Normalement, on utilise la veine cave, la veine fémorale ou la veine jugulaire interne. Les infections ainsi que la sténose (rétrécissement du vaisseau) sont des problèmes très concourus dans l’utilisation des cathéters, par conséquent, elle est une technique utilisée spécialement lors des hémodialyses rapides ou lorsqu’on la fistule ou le pontage ne conviennent pas. 2.3.1.5.
LA SÉANCE D’HÉMODIALYSE La durée moyenne d’une séance d’hémodialyse est d’environ 3‐4 heures et les patients doivent le faire trois fois par semaine, soit à tous les deux jours. Elle peut cependant durer plus de temps selon les prescriptions des différents patients. Un appareil d’hémodialyse est conçu pour être remplacé en moyenne après 20 000h à 30 000h d’utilisation. Un des procédés les plus importants est la connexion vasculaire. Le même procédé est suivi chez les patients qui ont une « fistule artério – veineuse » ainsi que ceux qui ont un « pontage artério – veineux ». Deux aiguilles sont ponctionnées au patient sur le segment veineux artérialisé (voir fig. 19). La première aiguille (nommée artérielle) est située proche du poignet et c’est à la chargée de prendre le sang « sale » du patient. La deuxième aiguille (nommée veineuse) renvoie le sang dialysé vers l’organisme. La ponction de l’aiguille veineuse est faite à une distance d’environ 5 cm pour éviter la recirculation du sang dialysé. Il existe une méthode alternative lors de l’apparition de difficultés de mise en place correcte des deux aiguilles : technique de l’aiguille unique avec double pompe ou clamp alternatif. L’utilisation de cette technique augmente la recirculation du sang dialysé, et par conséquent, elle a une efficacité moins élevée. Lors de la ponction de la fistule artério – veineuse, il faut appliquer des règles d’asepsie très strictes : l’avant‐bras du patient doit être lavé, les sites de ponction de celui‐ci doivent être aseptisés avec de la Bétadine, l’infirmière doit se munir d’un masque, d’une blouse stérile, de gants à usage unique et elle doit procéder à un lavage de mains de type chirurgical. Les aiguilles sont reliées à un court tuyau qui permet le branchement au dialyseur, et elles ont une pince qui permet de maintenir le jet artériel. Il faut que le sang, pendant tout son cheminement dans le dialyseur, reste incoagulable. C’est à ce moment que l’héparinisation entre en jeu. L’héparinisation est le processus d’administration de l’héparine. Selon le patient et le centre hospitalier, la dose d’héparine varie. Elle est donc fixée empiriquement pour chaque malade allant de 50 à 100 UI/kg par séance. Il existe deux procédés d’héparinisation : l’héparinisation continue, insertion dans la ligne artérielle d’héparinate de sodium à un débit de 1000 UI/h et souvent précédée d’une dose contentant 5000 UI d’héparine et l’héparinisation discontinue, 5000 UI d’héparinate de sodium suivie de l’injection de 2500 UI à la fin de la deuxième heure. Chaque patient a un « poids sec », lorsque le malade est normotendu (dont la tension artérielle est normale). Avant chaque séance d’hémodialyse, le « poids sec » du patient est calculé et le poids en tant que tel du patient est mesuré. La différence entre le poids « normal » et le « poids sec » est la quantité de liquide à soustraire par ultrafiltration. La figure 21 montre un résumé illustré du processus d’hémodialyse. Figure 21. résumé du processus d’hémodialyse Source: http://www.sfdial.org/f2n/pro/hemodialyse/Materiel/dialysat.htm 2.3.2. INCIDENTS TECHNIQUES D’un côté, en ce qui concerne les accidents au niveau du compartiment sanguin, on peut se retrouver avec une ouverture de la ligne sanguine à cause d’un défaut de fixation des tubulures ou à cause de la rupture de la membrane du dialyseur. Cet accident peut comporter tout d’abord des hémorragies externes provocant un collapsus cardio‐vasculaire (chute de la pression sanguine qui peut entraîner un état de choc lorsqu’il se prolonge), ou une embolie gazeuse (formation de bulles d’air dans les vaisseaux sanguins qui provoquent le bouchage des vaisseaux et donc une insuffisance d’oxygène) lorsqu’une entrée d’air est formée dans le circuit. L’anticoagulation est un autre accident possible dû au surdosage en héparine. L’anticoagulation comporte des pétéchies et hémorragies cutanées‐muqueuses et hémorragies digestives ou sur un foyer opératoire récent. Finalement, l’héparinisation insuffisante avec coagulation totale ou partielle du circuit sanguin peut provoquer des embolies de fibrine. De l’autre côté, en ce qui concerne les accidents au niveau du dialysat, la complication la plus probable est le mauvais fonctionnement du système de mélange ou des moniteurs de contrôle, ce conduit à la formation de dialysat hypotonique : l’hémolyse (destruction des globules rouges libérant l’hémoglobine dans le plasma sanguin) et l’hypernatrémie (déshydratation due à l’augmentation de la natrémie au‐dessus de 142 mmol/l) sont deux conséquences possibles suite à la formation de dialysat hypotonique. Ensuite, l’augmentation de la température du dialysat peut aboutir à une hémolyse. De plus, la présence de contaminants dans l’eau tels que l’aluminium, le cuivre et les chloramines, peut entraîner la contamination de l’organisme. Des réactions pyrogènes (élévation de la température, fièvre) ainsi que des réactions septicémies (infection générale grave de l’organisme par des germes pathogènes) peuvent être entraînées par la contamination bactérienne du dialysat. Finalement, la saturation de l’adoucisseur (cylindres parallèles qui enlèvent le calcium et le magnésium présents dans l’eau du circuit de traitement des eaux) peut provoquer le syndrome de « l’eau dure » (voir tableau 9) avec hypercalcémie aiguë. 2.3.2.1.
INCIDENTS CLINIQUES PER‐DIALYTIQUES Dans le tableau ci‐dessus, sont résumés les principaux incidents cliniques donnés pendant la séance d’hémodialyse. Syndrome de déséquilibre Hypotension artérielle Crampes musculaires Intolérance à l’acétate Intolérance à l’acétate Troubles du rythme cardiaque Réaction fébriles Problèmes de la biocompatib
ilité des membranes Syndromes Causes prévention/solution Céphalées accompagnées Sujet avec intoxication Séances d’ultrafiltration parfois de photophobies urémique importante faible, de courte durée, et de nausées et tous les jours pendant la première semaine. Nausées, vomissements, Âge, antécédents de Réduction du débit bâillements, fatigue, cardiophatie, diabète, sanguin jusqu’à malaise lipothymique et hypertension artérielle l’interruption si possibilité de perte de rebelle et multi‐traitée, nécessaire et apport connaissance. neuropathie autonome, intraveineux de soluté etc. salé isotonique ou hypertonique. Crampes surtout au Déplétion Dialyse plus douce et niveau des jambes. extracellulaire trop administration de importante, solutés hypertoniques. ultrafiltration trop rapide et à un bain de dialyse pauvre en sodium. Malaise général, Incapacité de Cesser l’utilisation de hypotension artérielle l’organisme à dialyseurs à haute avec nausées, fatigue et métaboliser performance. impatiences musculaires. suffisamment rapidement l’acétate. Extrasystole supra‐ Sujets atteints de Augmentation de la nodales ou articulaires, et cardiopathie. concentration du fibrillation auriculaire. potassium du dialysat jusqu’à 3 ou 4 mmol/l. Fièvre. Assez rare. Contact du Soumettre la sang avec les membrane du dialyseur endotoxines présentes sous inspection. dans le circuit sanguin / problèmes de biocompatibilité. Réactions fébriles, Mauvaise Changement du type de manifestation de type biocompatibilité des membranes. hypersensibilité matériaux utilisés. immédiate. Tableau 12. Incidents cliniques per‐dialytiques 2.3.3. INNOVATIONS DANS LE DOMAINE L’hémodialyse est une technique qui existe depuis plus de 40 ans et de nombreux progrès ont été apportés depuis son origine (systèmes de contrôle, techniques de dialyse, appareils à domicile, etc.). En revenant à l’exemple de l’Hôpital du Sacré‐Cœur de Montréal, lequel travaille avec des appareils de l’entreprise GAMBRO, dont l’une des innovations courantes est le système Phoenix. L’appareil est beaucoup plus ergonomique (écran plus grand, hauteur optimale, etc.) et il a la capacité d’effectuer de l’hémodiafiltration qui combine l’hémodialyse et l’hémofiltration. L´hémofiltration est une méthode de purification du sang qui fonctionne par transport convectif. Après l’ultrafiltration du sang, le produit amassé est rejeté en tant que déchet. Un autre liquide est injecté par la suite pour compenser la partie du plasma qui a été enlevé. Le système Phoenix est donc très pratique puisqu’ il peut combiner les deux techniques. Laissant de côté GAMBRO, une autre innovation dans le domaine est l’autodialyse. Selon la circulaire de 1983, les principales dispositions et les conditions de réalisation de l’autodyalise sont les suivantes : ‐
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Être un substitut de l’hémodialyse à domicile; N’avoir qu’un poste par patient; S’adresser uniquement à de jeunes patients autonomes; Disposer d’une infirmière diplômée d’état formée à cette technique. Les centres d’autodialyse comportent tous les moyens thérapeutiques nécessaires pour que le patient profite d’une ambiance familial ainsi que de larges plages d’horaires pour choisir ce qui lui convient le mieux. Les patients bénéficiaires de l’autodialyse sont choisis par le médecin selon leur autonomie (premier critère de choix), l’âge du patient et le lieu de résidence du patient. Dans le tableau suivant (tableau 13) figurent les avantages et inconvénients de la technique d’hémodialyse. Avantages Par rapport au Par rapport au centre domicile lourd Relais téléphoniques Machine personnelle avec un médecin et dans la mesure du le SAMU possible Non nécessité d’un Repères pour le environnement patient : toujours au médicalisé chez soi même endroit (même machine), toujours même infirmière Rencontre avec Environnement d’autres patients moins médicalisé : on s’y sent moins malade Infirmière présente : Souvent plus proche soins individualisés du domicile que du centre lourd Non nécessité de Patients faire partager la environnants sans maladie à sa famille pathologie associée Inconvénients Par rapport au Par rapport au centre domicile lourd Centres parfois Une seule infirmière éloignés du domicile sur place en cas d’incidents Horaires fixes Pas de matériel de réanimation ni d’équipement de secours en cas d’incidents Tableau 13. avantages et inconvénients de l’autodialyse Source: Finalement, malgré toutes les innovations effectuées jusqu’à présent dans les systèmes d’hémodialyse, certains aspects comme la durée de l’intervention ne changent pas et ne changeront probablement jamais. Il y a une limite au débit du sang circulant dans le corps après quoi de nombreuses complications peuvent survenir. Il ne faut pas oublier que bien que ces appareils servent de rein synthétique, ils sont de toute façon 10 fois moins performants qu’un rein naturel. BIBLIOGRAPHIE Meunier, Bernard. 2002. "La place de la chirurgie dans le traitement du cancer". Cancérologie ‐ Centre Eugène Marquis. En ligne. < http://esante.univ‐
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