Analyse radiomique de la distribution dosimétrique tridimensionnelle pour la prédiction de la toxicité liée à la radiothérapie du cancer pulmonaire

Introduction et but de l’etude La (chimio)radiotherapie est le traitement de reference pour les patients atteints d’un cancer du poumon localement evolue non accessible a la chirurgie. Alors que certains traitements tels que le durvalumab ont permis des progres en termes de survie sans progression et de survie globale, la prediction de la toxicite pulmonaire et œsophagienne reste insuffisamment precise. Les histogrammes dose–volume actuels ne tiennent pas compte de la distribution spatiale de la dose et l’application stricte des contraintes de dose actuelles n’empeche pas la survenue de toxicite. Le but de ce travail etait d’etudier la valeur predictive ajoutee de l’approche radiomique appliquee aux cartes de dose concernant la toxicite pulmonaire et œsophagienne, aigue comme tardive. Materiel et methodes La toxicite pulmonaire et œsophagienne, aigue et tardive a ete collectee retrospectivement chez tous les patients pris en charge par (chimio)radiotherapie (arctherapie dynamique). Les parametres radiomiques ont ete extraits des cartes de doses tridimensionnelles en associant chaque gray a un niveau de gris, a partir des segmentations pulmonaires et œsophagiennes. La distribution de doses (histogrammes dose–volume) et les facteurs cliniques (âge, indice de performance, stade selon l’American Joint Committee on Cancer [AJCC], fonction respiratoire, type histologique, etc.) ont egalement ete pris en compte. Trois modeles de probabilite de toxicite (clinique, avec histogrammes dose–volume et combinee avec implementation de la radiomique) ont ete construits a l’aide d’un reseau neuronal sur 70 % des patients, l’objectif etant la prediction de la toxicite pulmonaire et oesophagienne aigues et tardives de grade 2 ou plus, en utilisant l’echelle Common Terminology Criteria for Adverse Events (CTCAE) v.4. Les modeles ont ensuite ete evalues chez les 30 % des patients restants. Une validation interne par methode Boostrap a egalement ete realisee. Resultats et analyse statistique Cent-soixante-sept patients ont ete traites de 2015 a 2018 : pour 38 % de carcinomes epidermoides, 40 % d’adenocarcinomes, 14 % de cancers a petites cellules, 8 % d’autres types histologiques avec un âge median lors du traitement de 66 ans. Les taux de toxicite etaient respectivement de 22,2 % (pulmonaire aigue), 30,0 % (œsophagienne aigue), 16,8 % (pulmonaire tardive) et 5,4 % (œsophagienne tardive). Les precisions de chaque modele (clinique, avec histogrammes dose–volume ou combine) sont donnees dans le Tableau 1 . Apres Boostrap, l’ajout des caracteristiques radiomiques a significativement ameliore le pouvoir predictif des modeles en comparaison aux modeles d’histogrammes dose–volume pour toutes les toxicites sauf la toxicite œsophagienne tardive. Conclusion Les parametres radiomiques extraits des cartes de doses tridimensionnelles semblent apporter un benefice en comparaison aux modeles de toxicites habituels reposant sur des facteurs cliniques et dosimetriques. Ces modeles combines pourraient aider a mieux evaluer le risque de toxicite pulmonaire et œsophagienne radio-induite. La validation dans une cohorte prospective dans notre etablissement est en cours.