L’objectif de cette étude était l’analyse de la délinéation des volumes cibles basée sur une segmentation automatique obtenue à partir de la tomographie par émission de positons au (¹⁸F)-fluorodésoxyglucose (FDG) couplée à une scanographie (TEP-scanographie) et son impact dosimétrique par rapport à une délinéation manuelle classique basée sur la scanographie et autres examens diagnostiques dans les tumeurs de l’œsophage traitées par irradiation.

Il s’agit d’une étude rétrospective portant sur un ensemble de patients atteints d’un cancer de l’œsophage non traité par irradiation et ayant bénéficié d’une TEP–scanographie au FDG préthérapeutique entre 2009 et 2014. Un total de 58 patients a été inclus. La majorité était atteinte d’un carcinome épidermoïde (84,5 %) et d’une maladie de stade IIIA (37,9 %). L’œsophage moyen était le siège de 44,8 % des lésions. La planification a été réalisée sur la scanographie de la TEP–scanographie. Un premier volume tumoral macroscopique (gross tumour volume [GTV]) a été délinéé sur la scanographie sans avoir connaissance des résultats de la TEP–scanographie au FDG (GTV_CT). Un second volume a été segmenté automatiquement sur les données de la TEP–scanographie par trois méthodes différentes : utilisation de seuils fixes de standard-uptake value (SUV) absolu de 2,5 (GTV_2,5) et relatif de 40 % de la SUV maximale (GTV_40 %) et d’un seuil adaptatif basé sur le bruit de fond environnant (GTV_SBR). Les volumes cibles ont été comparés en longueurs, volumes et à l’aide de l’indice de conformité. Une dosimétrie à 50Gy puis 66Gy avec modulation d’intensité a été réalisée sur les deux volumes afin de comparer les couvertures des volumes cibles prévisionnels (planning target volume [PTV]) et les doses reçues par les organes à risque.

Le premier volume tumoral macroscopique était significativement plus haut que le GTV_SBR (6,4 contre 5,3cm, p<0,008). Les doses délivrées aux poumons (volume recevant 20Gy, dose moyenne), cœur (volume recevant 40Gy) et moelle (dose maximale) étaient significativement inférieures lorsque la dosimétrie était réalisée sur le PTV_SBR. La couverture du PTV_SBR était significativement meilleure que celle du PTV_CT sur les dosimétries à 50Gy (p<0,0004) et à 66Gy (p<0,0006).

Il existe un intérêt dosimétrique à l’utilisation de la segmentation automatique basée sur le bruit de fond lors de la planification de la radiothérapie des tumeurs œsophagiennes, avec une diminution de la dose reçue par les organes à risque, tout en permettant une meilleure couverture du volume cible prévisionnel. Cela pourrait permettre une escalade de dose jusqu’à 66Gy.

To study the impact on radiotherapy planning of an automatically segmented target volume delineation based on (¹⁸F)-fluorodeoxy-D-glucose (FDG)-hybrid positron emission tomography–computed tomography (PET-CT) compared to a manually delineation based on computed tomography (CT) in oesophageal carcinoma patients.

Fifty-eight patients diagnosed with oesophageal cancer between September 2009 and November 2014 were included. The majority had squamous cell carcinoma (84.5 %), and advanced stage (37.9 % were stade IIIA) and 44.8 % had middle oesophageal lesion. Gross tumour volumes were retrospectively defined based either manually on CT or automatically on coregistered PET/CT images using three different threshold methods: standard-uptake value (SUV) of 2.5, 40 % of maximum intensity and signal-to-background ratio. Target volumes were compared in length, volume and using the index of conformality. Radiotherapy plans to the dose of 50Gy and 66Gy using intensity-modulated radiotherapy were generated and compared for both data sets. Planification target volume coverage and doses delivered to organs at risk (heart, lung and spinal cord) were compared.

The gross tumour volume based manually on CT was significantly longer than that automatically based on signal-to-background ratio (6.4cm versus 5.3cm; P<0.008). Doses to the lungs (V20, D_mean), heart (V40), and spinal cord (D_max) were significantly lower on plans using the PTV_SBR. The PTV_SBR coverage was statistically better than the PTV_CT coverage on both plans. (50Gy: P<0.0004 and 66Gy: P<0.0006).

The automatic PET segmentation algorithm based on the signal-to-background ratio method for the delineation of oesophageal tumours is interesting, and results in better target volume coverage and decreased dose to organs at risk. This may allow dose escalation up to 66Gy to the gross tumour volume.