Note ABES Multispectral optical imaging in real-time for surgery Imagerie optique multispectrale en temps-réel pour la chirurgie Chirurgie guidée par l’image Imagerie d’oxygénation Imagerie de fluorescence Translation clinique Spatial Frequency Domain Imaging Optique diffuse Image-guided surgery Oxygenation imaging Fluorescence imaging Clinical translation Patial Frequency Domain Imaging Diffuse optical imaging 535.2 616.075 Chirurgie assistée par ordinateur Imagerie médicale Le développent technologique des salles d’opérations a accéléré de manière spectaculaire ces dernières années. Cependant, la capacité des praticiens à différencier les tissus sains des tissus malsains à travers le champ chirurgical est principalement basée sur leur propre perception et expérience. Ceci est pourtant d’une importance majeure en chirurgie oncologique, tant pour la résection de tumeurs que pour les actes de reconstruction. C’est pourquoi la capacité d’évaluer le statut des tissus biologiques à travers des zones étendues en temps réel est cruciale. Le manque d’outils permettant l’évaluation de la viabilité des tissus biologique dans un contexte intra opératoire a été la motivation principale de ce projet. Un prototype d’imageur multimodal clinique a été développé pour l’imagerie d’oxygénation et de fluorescence en temps-réel. La capacité de la plateforme à quantifier l’ischémie a été démontrée lors de tests précliniques, par comparaison avec les méthodes standards. Le caractère multimodal de la plateforme d’imagerie a été exploité pour combiner l’imagerie endogène mesurant les propriétés optiques des tissus et l’imagerie exogène par fluorescence, dans le cadre de la chirurgie du cancer. Une méthode de quantification a été employée lors d’essais précliniques sur des modèles de cancers colorectaux et pancréatiques, mettant en évidence les défaillances de l’imagerie de fluorescence conventionnelle. The deployment of technology in operating rooms dramatically accelerated over the last decades. More precisely, the surgeons’ ability to distinguish healthy from diseased tissues is still mostly based on their own subjective perception. As tissue status assessment is of upmost importance in oncologic surgery, both for tumor resection and reconstruction procedures, the ability to assess the tissues intraoperatively and in real-time over a large field is crucial for surgical act guidance. The lack of tools for biological intraoperative tissue status assessment has been the main source of motivation for this thesis work. A clinically-compatible imaging platform has been developed for oxygenation and fluorescence imaging in real-time. The capability of the platform to detect and quantify ischemia has been demonstrated through preclinical trials, by comparison with standard of care methods. Furthermore, the multimodal nature of the developed imaging device has been exploited by combining endogenous imaging of optical properties with exogenous fluorescence imaging, in the context of oncologic surgery. A fluorescence quantification technique was validated in preclinical trials with colorectal and pancreatic cancer models, highlighting the limitations of conventional fluorescence imaging. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 5905642 https://theses.hal.science/tel-04250956 application/pdf 5582122 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2022/SEGAUD_Silvere_2022_ED269.pdf http://www.theses.fr/2022STRAD055/abes https://theses.hal.science/tel-04250956 https://theses.hal.science/tel-04250956 https://theses.hal.science/tel-04250956 Ségaud Silvère 1995-12-24 FR 272695807 2506011836J 21516061 4200002 https://theses.fr/2022STRAD055 2022STRAD055 https://doi.org/10.70675/59455e51z0de9z4ac3za0fdzca3f54058cad 2022-04-06 Physique, Photonique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Lecler Sylvain MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 6300 146824288 Gioux Sylvain MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 186088264 Blondel Walter MADS_PRESIDENT_DU_JURY 130671037 Vahrmeijer Alexander L. MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 270275827 Diana Michele MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 188976833 Blondel Walter MADS_RAPPORTEUR_1 130671037 Vibert Eric MADS_RAPPORTEUR_2 059398361 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:530 ddc:610 Lecler Sylvain Gioux Sylvain Blondel Walter Vahrmeijer Alexander L. Diana Michele Blondel Walter Vibert Eric 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 ; 2013-....) PDF 5905642