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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Méthode optique par réflexion diffuse pour le diagnostic du ganglion sentinelle

RASATA, Ravelo Andriamparany (2010) Méthode optique par réflexion diffuse pour le diagnostic du ganglion sentinelle. Thèses de doctorat, Université de Strasbourg.

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Résumé

Le cancer le plus fréquent chez la femme est le cancer du sein. Pour une meilleure prise en charge des patientes atteintes du cancer du sein, il existe actuellement deux méthodes pour la détection du ganglion sentinelle qui est le premier ganglion recevant le drainage lymphatique d’une tumeur, et par conséquent le premier relais lymphatique potentiellement métastatique. La technique dite du ganglion sentinelle (GS) a pour objectif l'identification de ces ganglions par injection d’un colorant et/ou d’un colloïde radioactif, et son exérèse pour analyse anatomopathologique. La coloration du GS est actuellement réalisée par l’injection d’un colorant bleu et appréciée visuellement par le chirurgien lors de son intervention. Les travaux se sont essentiellement portés, d’une part sur la définition et la réalisation d’un dispositif optique manuel, simple et ergonomique, permettant son utilisation en clinique chirurgicale avec le maximum de confort, de sécurité et d’efficacité. Sa conception est basée sur la connaissance des propriétés optiques des tissus et des propriétés optiques et physicochimiques des colorants utilisables en clinique, à savoir le Bleu Patenté V (Guerbet) pour la France. D’autre part, après la réalisation du dispositif, celui-ci a été caractérisé sur des objets test simulant des tissus humains. Des expérimentations sur des modèles animaux ont également été menées et ont démontré la sensibilité/spécificité de détection du colorant par le dispositif réalisé. Les travaux exposés permettent de dresser les conclusions suivantes : sur les objets test, les premiers tests effectués sur des fantômes sont prometteurs, ils ont montrés que notre méthode est capable de détecter une très faible concentration du Bleu Patent V. Le seuil de détection de la sonde est en effet nettement inférieur à celui de l’œil humain. On peut estimer que la sensibilité de détection par la sonde est de 3.10-2 µmol/L alors que l’œil ne peut détecter le colorant qu’à partir d’une concentration égale à 1 µmol/L soit un rapport de sensibilité sonde / œil de l’ordre de 30. Les résultats ont été analysés et validés par des méthodes statistiques adaptées. Nous avons également observé une linéarité des concentrations de Bleu mesurés en fonction de la concentration réelle de la solution pour des concentrations de colorant inférieures à 7 µmol/L, soit plus de 200 fois le seuil de détection. Quant aux limites de notre méthode d’étude, les résultats rappelés ci-dessus ne sont valables que sur des milieux homogènes. Sur le modèle animal (rat Lewis), nous avons mené deux types d’expérimentation. La première a consisté à positionner la sonde contre la peau et en regard du ganglion inguinal palpé au préalable dans le but de réaliser une étude cinétique de fixation ganglionnaire du colorant BP V. Lors des expériences du second type, nous avons déplacé la sonde afin de détecter, avec succès, différents ganglions. Les premiers résultats sont prometteurs, la méthode proposée est très sensible à la détection d’un ganglion ayant fixé une quantité infime de colorant et d’ailleurs invisible à l’œil à travers la peau et les poils de l’animal. Par contre, la sonde optique à deux longueurs d’onde (657nm et 785nm) ne permet pas encore d’explorer totalement les différents chromophores existants dans les tissus biologiques. Une désaturation du sang se traduira par une augmentation de l’absorption à 657 nm et sera considérée comme une augmentation de la concentration en colorant. Une amélioration de la sonde est d’ores et déjà en cours d’implémentation. Une sonde de nouvelle génération, développée dans le cadre du projet Européen Nanomagdye, utilisera 4 longueurs d’onde (657, 785, 830 et 870 nm) et permettra, selon le même principe expérimental, de déterminer séparément la concentration de bleu, le volume sanguin relatif et la saturation de l’hémoglobine en oxygène. Une micro caméra, intégrée dans la sonde stylo, permettra de visualiser la zone explorée et ainsi de mémoriser la position de la sonde associée à la détection d’un ganglion. Les travaux avec l’appareil de détection optique par réflexion diffuse s’orientent maintenant vers son adaptation à un environnement médical. Une collaboration étroite avec le Centre Anticancéreux de Paul Strauss Strasbourg va nous permettre d’avoir accès à des pièces biopsiques, dans un délai très court. L’utilisation de cet appareil en per-opératoire pour la détection de(s) ganglions sentinelle(s) est envisagée dans un deuxième temps. Il devrait permettre de réduire les doses de bleu patenté V injectées aux patientes, et ainsi tous les risques associés : coloration de la peau, allergies … . Mais ces tests devront nécessiter l’homologation de cet équipement, il nous parait donc judicieux de réaliser ces expériences directement avec la seconde génération d’appareil, à 4 longueurs d’onde d’excitation et 2 voies de détection pour les photons diffusés et les photons de fluorescence.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Discipline de la thèse / mémoire / rapport :Physique. Biophysique
Mots-clés libres:instrumentation optique médicale ; spectroscopie ; diagnostic tissulaire ; ganglion sentinelle
Sujets:UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-4 Instrumentation, imagerie, analyse, contrôle
UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-20 Physique, chimie, matériaux
CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 500 Sciences de la nature et mathématiques > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 571 Physiologie et sujets voisins > 571.4 Biophysique
Classification Thèses Unistra > Santé > Sciences de la vie, biologie, biochimie > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 571 Physiologie et sujets voisins > 571.4 Biophysique
Code ID:1870
Déposé le :15 Décembre 2010

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