Développement d'applicateurs personnalisés pour la curiethérapie gynécologique

Abstract

Le cancer du col de l’utérus, le quatrième cancer le plus répandu chez la femme, affecte principalement les régions à faible et moyen revenu. Alors que les taux d’incidence et de mortalité sont les plus élevés dans les pays en développement, l’accessibilité aux systèmes de dépistage et traitement y est limitée. La curiethérapie (BT) à haut débit de dose (HDR) fait partie du traitement standard recommandé pour les cancers du col de l’utérus en stade localement avancé IIIB-IVA. Les applicateurs commerciaux pour les traitements de BT combinés intracavitaire et interstitiel (IC/IS) sont très chers et n’offrent que des positions et orientations fixes pour les aiguilles IS. L’applicateur à demi anneaux Montréal (MSR) propose la modification d’un applicateur IC commercial par l’ajout de capuchons Adaptiiv, imprimés 3D à faible coût avec la technologie de photopolymérisation (SLA) en résine stérilisable et biocompatible, permettant l’intégration et l’optimisation d’un maximum de 10 trajectoires IS.

Dans cette étude, une nouvelle génération de capuchons réduit le diamètre de l’applicateur MSR d’au plus 8.4 mm et introduit quatre positions d’aiguilles IS additionnelles à l’intérieur du demi anneau (SR), deux positions par SR. Ces capuchons sont imprimés avec la résine BioMed Clear sur l’imprimante SLA Form3B (Formlabs Inc., Massachusetts, États-Unis) et accommodent des angles d’aiguilles IS allant jusqu’à 45°. Les erreurs sur les trajectoires des aiguilles IS de l’applicateur MSR avec les nouveaux capuchons sont évaluées dans un fantôme gynécologique (GYN), développé dans le cadre de ce projet, et comparées dans une analyse statistique aux performances de l’applicateur Venezia (Elekta, Stockholm, Suède). Le fantôme GYN développé comprend une masse implantable en silicone, dont la texture est optimisée avec l’expérience clinique de deux radio-oncologistes spécialisées en BT GYN pour simuler l’insertion d’implants cliniques, pouvant supporter un grand nombre d’aiguilles IS. L’étude sur ce fantôme a démontré que la performance de l’un des capuchons de la nouvelle génération ne présente pas de différence statistiquement et cliniquement significative avec l’applicateur Venezia. Les performances de ce capuchon sont reproductibles dans les différents milieux en silicone et en utilisant différents types d’aiguilles IS.

Cervical cancer, the fourth most common cancer in women, mainly affects low- and middleincome regions. While incidence and mortality rates are highest in developing countries, the accessibility to screening and treatments is limited in those regions. High dose rate (HDR) brachytherapy (BT) is part of the standard of care recommended for locally advanced cervical cancer. Commercial applicators for combined intracavitary-interstitial (IC/IS) BT treatments are very expensive and only offer fixed IS needle positions and orientations. The Montreal split ring (MSR) applicator modifies the CT/MR split-ring IC applicator by the addition of Adaptiiv caps, 3D printed at low cost with stereolithography apparatus (SLA) technology in biocompatible and sterilizable resin in order to allow integration and optimization of up to 10 IS trajectories.

In this study, a new generation of caps reduces the diameter of the MSR applicator by at most 8.4 mm and introduces four additional IS needle positions inside the split ring (SR), two positions per SR. These caps are 3D printed using BioMed Clear resin on the Form3B (Formlabs Inc., Massachusetts, USA) SLA printer and accommodate up to 45° IS needle angles. The errors on the IS needle trajectories of the MSR applicator with the new caps are evaluated in a gynecological (GYN) phantom, developed within the framework of this project, and compared in a statistical analysis to the performance of the Venezia applicator (Elekta, Stockholm, Sweden). The developed GYN phantom includes an implantable silicone structure, optimized according to the feedback of two radiation oncologists specialized in GYN BT to simulate clinical implants insertion, which can support a large number of IS needles. The study on this phantom showed that the performance of one of the caps from the new generation does not present a statistically and clinically significant difference with the Venezia applicator. The performance of this cap is reproducible in different silicone media and using different IS needle types.