Note ABES Développement de solutions d’assistance robotique pour l’ouverture de la barrière hémato-encéphalique par ultrasons focalisés Robotic assistance for blood-brain barrier opening with focused ultrasound Barrière Hémato-Encéphalique Ultrasons Focalisés Assistance robotique Planification thérapeutique Génération de trajectoire Blood-Brain Barrier Focused Ultrasound Robotic assistance Therapy planning Trajectory planning 610.28 Barrière hématoencéphalique Robotique en médecine Ultrasons en médecine L’ouverture de la Barrière Hémato-Encéphalique (oBHE) par Ultrasons Focalisés (UF) est une technique qui pourrait améliorer considérablement les effets thérapeutiques des médicaments dédiés aux maladies du cerveau. La BHE est en effet responsable de l’inefficacité de presque 100 % des molécules visant ces pathologies. La transposition de la technique d’oBHE par UF vers une application clinique est très récente. Plusieurs essais chez l’humain sont actuellement en cours, avec des solutions cliniques différentes. Dans ce travail de thèse, nous étudions une solution où le transducteur ultrasonore est positionné grâce à un manipulateur robotique guidé par neuronavigation. L’intérêt de la robotique dans ce contexte est de pouvoir traiter des zones cibles plus larges par la génération de trajectoires complexes adaptées aux contraintes acoustiques du problème. La méthode proposée permet de réaliser la planification d’un traitement personnalisé pour une anatomie de patient donnée. Le modèle de trajectoire de balayage élaboré permet théoriquement d’ouvrir la BHE sur des zones cibles étendues de l'ordre d'une dizaine de cm². Blood-Brain Barrier (BBB) opening with Focused Ultrasound (FU) is a technique that could significantly improve drug delivery into the brain, especially for treating tumors and neurodegenerative diseases. As a natural selective frontier, the BBB prevents almost 100 % of injected therapeutic agents to reach the brain cells. About fifteen years of preclinical studies have shown the efficiency and safety of using FU to open the BBB in order to facilitate bioavailability of drugs. Different devices are currently under clinical studies in order to evaluate the safety of this technique on the human model. The topic of this thesis is to introduce a new solution based on the use of a neuronavigation-guided robotic manipulator to perform BBB opening. The main interest of using robotics in this task is the possibility to target large volumes by generating complex trajectories which parameters are deduced from acoustic considerations. A planning method enabling to generate a patient-dedicated treatment was designed and tested. A sweeping trajectory generator was implemented and can theoretically induce BBB opening on a target surface of about ten cm². Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 64370876 Université de Strasbourg Strasbourg 2022-12-31 https://theses.hal.science/tel-03854394 application/pdf 63246608 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2021/Thomas_Gaelle_2021_ED269.pdf http://www.theses.fr/2021STRAD043/abes https://theses.hal.science/tel-03854394 https://theses.hal.science/tel-03854394 https://theses.hal.science/tel-03854394 Thomas Gaëlle 1994-07-11 FR 265062845 2405022456U 21823705 4200020 https://theses.fr/2021STRAD043 2021STRAD043 https://doi.org/10.70675/2ede1d20ze6edz4fa0zab15z3850835cd329 2021-10-15 Génie biomédical Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Vappou Jonathan MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 144801078 Pernot Mathieu MADS_PRESIDENT_DU_JURY 17735593X Nageotte Florent MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 098492519 Barbé Laurent MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 12078615X Cinquin Philippe MADS_RAPPORTEUR_1 032220405 Vieyres Pierre MADS_RAPPORTEUR_2 079702058 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:610 Vappou Jonathan Pernot Mathieu Nageotte Florent Barbé Laurent Cinquin Philippe Vieyres Pierre École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 64370876 confidentialité 2021-10-15 2022-10-15 confidentialité 2021-10-15 2022-10-15 confidentialité 2021-10-15 2022-10-15 confidentialité 2021-10-15 2022-10-15