lagniel
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Hadronthérapie Contexte International et National Cancer Hadronthérapie Asie (Japon) USA Europe Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 Le cancer Contexte 1/2 Nouveaux cas en France 800 000 français vivent avec un cancer 1980 2000 Sein 21 200 41 900 Prostate 10 900 40 300 Intestin 24 000 36 300 Poumon 18 000 27 700 … … Lymphome 4 000 9 900 (2000) Rein 3 700 8 300 63 % Foie 2 000 6 000 … … 170 000 280 000 1 français / 3 a eu, a, ou aura un cancer 280 000 nouveaux cas détectés / an 150 000 morts / an de progression en 20 ans … … + 63 % Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 Le cancer Contexte 2/2 • Chirurgie Taux de survie à 5 ans en Europe • Chimiothérapie Sein Poumon France 81 % 14 % Entre 40 et 50 % des malades Suède 81 % 10 % Plus d’1/3 des 15 000 accélérateurs dans le monde (W > 1 MeV hors radio) Suisse 80 % 12 % … … … UK 67 % 7% Estonie 62 % 8% Pologne 60 % 8% Slovaquie 58 % 8% • Radiothérapie • Association de traitements Guérison et qualité de vie Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 Hadronthérapie 1/2 Pourquoi ? Protons et ions (carbone) Précision balistique Efficacité (organes à risque préservés) Contrôle 4D Précision = 1 mm Préserver les tissus sains X – Y = déviateurs (15 x 15 cm) Meilleure qualité de vie post traitement Z = énergie (pic de Bragg) 250 MeV p 400 MeV / u C pour 25 cm W/W 0,5 % t = contrôle du déversement « gating » respiratoire qq 109 pps (p ou C) Standard accélérateurs Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 Hadronthérapie 2/2 Pourquoi du carbone ? Précision balistique • Moins de diffusion (X, Y) • Problème de fragmentation des ions « traînée » après le pic de Bragg Efficacité biologique • Efficacité biologique des protons = efficacité biologique des X EBR p = 1,03 (même LET) • EBR C = 3 – 4 dans le pic de Bragg Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 Japon 1/5 -1- NIRS, Chiba, p, C, O, Ne…, 2 synchrotrons Protons @ cyclotron dès 1979 (145 patients – 2002) 2000 patients ions depuis 1994 -2- HIBMC, Hyogo, p + C, synchrotron 500 patients depuis 2001 (OK C mars 2005) -3- PRMC, Tsukuba University, protons, synchrotron, KEK Hitachi 1998 700 patients (1983 – 2000) + 500 patients nouveau centre -4- Wakasa Wan Energy Research Center, protons, synchrotron 200 MeV Multipurpose (Region + JAERI + 3 private electricity compagnies) -5- NCC, Kashiwa, protons, cyclotron 300 patients depuis 1998 -6- SCC, Shizuoka, protons, synchrotron, juillet 2003 100 patients Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 Japon 2/5 NIRS / HIMAC NIRS 2000 patients traités C (stat +) R&D Introduction Recherche clinique HIMAC Patients of Carbon Therapy (June ’94 Feb. ’05) Highly Advanced Medical Therapy from Nov. ‘03 40 0 35 0 110 30 0 Since 1994, Cancer treatment with HIMAC has been successfully progressed. The treatment number has rapidly increased since 2001. The reasons are (1) Intensity upgrade to 2·109 pps and (2) Shorting patient positioning. The Japanese government approved the HIMAC treatment as the highly advanced medical therapy in Nov. ’03. 25 0 20 0 15 0 286 276 241 10 0 159 168 188 201 126 50 83 56 21 0 Jean-Michel LAGNIEL 277 94 95 96 Hadronthérapie 97 98 99 00 01 02 03 04 Roscoff 2005 Japon 3/5 NIRS / HIMAC Results of carbon ion radiotherapy in 5 major tumors at NIRS (June 1994～Feb 2002) Protocol phase Material Treatment (fractions/week) 18/6 16/4 16/4 16/4 No. of patients 17 19 148 7 Response rate a) 73% 68% 52% 100% 2yr local control b) 80% 71% 69% - H&N-1 H&N-2 H&N-3 H&N-5 I/II I/II II II Locally advanced Locally advanced Locally advanced Lung-1 Lung-2 Lung-3 Lung-4 Lung-6 I/II I/II I/II II I/II Liver-1 Liver-2 Liver-3 Stage I (peripheral) Stage I (peripheral) Stage I (Hilar) Stage I (peripheral) Stage I (peripheral) 18/6 9/3 9/3 9/3 4/1 47(+1) 34 14 50(+1) 32 54% 85% 93% 65% 66% 62% 86% 100% 98% - 78% 65% 63% - I/II I/II II T2～4 MONO T2～4 MONO T2～4 MONO 15/5 4～12/1～3 4/1 24(+1) 82(+4) 26 75% 72% 81% 74% 85% - 46% -% - Prostate-1 Prostate-2 Prostate-3 I/II I/II II B2～C A2～C T1C～C C ion+Hormone C ion+Hormone C ion+Hormone 35 61 74 11% 21% 8% 100% 100% 100% 94% 89% - Bone/Soft-1 Bone/Soft-2 I/II II un-resectable un-resectable 16/4 16/4 64 47 36% 62% 77% 92% 47% - a) b) Response rate : Percent of tumors with >50% reduction in size. Local control rate : Percent of tumors with no evidence of local recurrence or relapse. Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 4yr survival 47% 32% 36% - Japon 4/5 NIRS / 3ième centre NIRS Carbone uniquement (pas de protons) Specification HIMAC 1. Residual Range: >25cm 2. Field Size : >15cm 3. SOBP : >15cm 4. Dose Rate : 5GyE/min/l Spiral Wobbler Tmax= 400MeV/n N = 1.2109 pps @0.3Hz 5. Irradiation Method Gated Irradiation with Respiration Layer Stacked Irradiation 6. Number of room :3 (Horizontal:2, Vertical:2) Treatments/year: 700 patients (=70014=9800 irra.) 5days48weeks6hr/24min = 3600 irra./year/room 9800/3600 3 rooms R&D = NIRS + KEK + RIKEN + industriels Construction Mitsubishi (objectif 100 M$ @ 140) Contacts avec + de 10 régions / investisseurs Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 Japon 5/5 Jean-Michel LAGNIEL Shizuoka Cancer Center Hadronthérapie Roscoff 2005 Chine, Corée Wanjie Proton Therapy Center, Zibo, Chine Wanjie Irradiation Co LTD Protons 230 MeV, Cyclotron IBA, 3 gantries + 1 H Premier patient en décembre 2004 China-Japan Friendship Hospital, Beijing, Chine Protons 230 MeV, Cyclotron IBA, en attente de livraison Xian, Shanxi Province, Chine, Chang An Group (privé) Protons 230 MeV, Cyclotron IBA, National Cancer Center, Goyang-Si, Corée Protons 230 MeV, Cyclotron IBA 2 gantries + 1 H + 2 lignes recherche Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 USA 1/2 Les pionniers L’idée : RR Wilson, " Radiological Use of Fast Protons ", 1946 Premier patient : Berkeley 1954 Les pionniers à Berkeley : Cornelius Tobias … José Alonso, Joseph Castro Harward (p, 1961) Los Alamos (-, 1974) Loma Linda 1990 Premier hôpital hadronthérapie Synchrotron Protons 70 – 250 MeV Design et fabrication Fermilab 9585 patients traités / 11-04 Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 USA 2/2 4 nouveaux centres protons Northeast Proton Therapy Center, Massachusetts General Hospital, Boston, 2001 Midwest Proton Radiation Institute, Indiana University, Bloomington, 2004 MD Anderson Cancer Center, Houston, protons, synchrotron Hitachi, 2005 University of Florida, Jacksonville, protons, cyclotron IBA, 2006 (110 M$) Hadronthérapie carbone (SIEMENS) ??? Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 Europe Uppsala (1) Dubna (1) ITEP Moscou St Petersbourg PSI (SIN) PSI 72 MeV Uppsala (2) Clatterbridge (UK) Louvain la Neuve Nice Orsay PSI 200 MeV GSI HMI Berlin Dubna (2) INFN-LNS Catane Jean-Michel LAGNIEL Passé - Présent p p p p p p p p p p p C p p p 1957 – 1992 1967 – 1996 1969 1975 1980 – 1993 1984 1989 1989 1991 – 1993 1991 1991 1996 1997 1998 1999 2002 Hadronthérapie 2054 patients 124 patients 3785 patients 12-04 1145 patients 04-04 503 patients 4182 patients 12-04 418 patients 01-04 1372 patients 12-04 21 patients 2555 patients 04-04 2805 patients 12-03 209 patients 12-04 198 patients 12-03 546 patients 12-04 296 patients 12-04 82 patients 11-04 Roscoff 2005 Europe Présent - Futur PROTONS PSI Rinecker Center Zurich Munich Rinecker #2 ICPO Cologne Orsay Cyclotron supra ACCEL, 2 gantries, Actif Cyclotron supra ACCEL, 4 gantries Privé, 4000 patients / an En construction Jouvence CPO CARBONES HICAT CNAO MedAustron ETOILE / CNRH ASCLEPIOS Jean-Michel LAGNIEL Heidelberg Pavie Wiener N. 40 % état, recherche " investisseur " Lyon Marcel Bajard Caen Robin Ferdinand Hadronthérapie Roscoff 2005 ICPO (protons) Institut Curie – Centre de Protonthérapie d’Orsay ~350 en 2005 700 patients par an en 2008 Effort principal pour les enfants (medulloblastome, tête et cou, etc.) Extension des indications pour les adultes (tête et cou, tumeurs proches de la colonne vertébrale, etc.) REM : Pierre Bey a visité Shizuoka Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 ICPO Synchrotron (8 m) Sans arrêter les traitements ! Cyclotron (Boston) 4 m 220 T Jean-Michel LAGNIEL Bras isocentrique 7 – 10 m (~ 10 M€) Hadronthérapie Roscoff 2005 HICAT Heidelberg (carbones) @ GSI … et le groupe Kraft – Haberer @ expérience acquise à GSI Actif spot scanning (pb tumeurs mobiles) Gantry 600 Tonnes 72 M€ (90) Premier patient en 2007 Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 CNAO Pavie (carbones) PIMMS TERA (Amaldi) Jean-Michel LAGNIEL CNAO Hadronthérapie CERN - INFN Roscoff 2005 Contexte national Cabinet de Philippe Douste-Blazy Ministre des Solidarités, de la Santé et de la Famille Cabinet de François D’Aubert Ministre Délégué à la Recherche COMMUNIQUE Paris, le 12 mai 2005 Création d’un Pôle national de recherche en hadronthérapie pour le traitement du cancer Le site de Lyon a été choisi pour l’implantation d’un premier centre de recherche français en hadronthérapie. Ce centre associera au sein d’un réseau européen pluridisciplinaire les meilleures équipes de médecins, de biologistes et de physiciens, impliquées dans le développement de cette nouvelle approche thérapeutique, notamment les équipes des projets «Etoile» et «Asclépios». Le potentiel de cette technique justifie un important effort de recherche… Ce projet national s’appuiera sur une collaboration renforcée entre les équipes des villes candidates, Caen et Lyon, et l’ensemble des organismes de recherche concernés (CNRS, Inserm, CLCC, CHU, Universités, CEA, CERN) … YaKa… Jean-Michel LAGNIEL A mettre en musique… Hadronthérapie Roscoff 2005 CONCLUSION 1/2 IMAGE DE MARQUE du CEA et de l’IN2P3 Un investissement relativement faible pour un retour sur investissement très fort Démonstration que les techniques développées pour la recherche fondamentale ont des retombées directes sur l'amélioration du traitement et de la qualité de vie des malades Fort soutien des politiques et de la population locale (nombreux articles de journaux, on en parle dans les radios locales...) Image positive Démonstration et valorisation du savoir faire Ex Cryomagnétisme "gantry supra" Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005 CONCLUSION 2/2 MOTIVANT POUR LES PHYSICIENS DES ACCELERATEURS OBJECTIF Guérir des malades et préserver leur qualité de vie INTERET DU TRAVAIL * Équipe = Médecins + Physiciens Médicaux + Physiciens * Technique nouvelle : beaucoup à inventer * Challenges excitants : assurance « qualité médical », machine « presse bouton » * Une nouvelle façon de construire des installations (« aires » et accélérateur) avec une “forte” implication des industriels Une étape vers le « clef en main sur spécifications fonctionnelles » pour les projets du futur (maîtrise d’œuvre industrielle) Jean-Michel LAGNIEL Hadronthérapie Roscoff 2005
