Méthode optique par réflexion diffuse pour le diagnostic du ganglion sentinelle Sentinel lymph node detection by an optical method using scattered photons instrumentation optique médicale spectroscopie diagnostic tissulaire ganglion sentinelle Pas de mots clés en anglais 571.4 Sein Thèses et écrits académiques Noeud lymphatique sentinelle Thèses et écrits académiques Diagnostic par imagerie Thèses et écrits académiques Modèles animaux Thèses et écrits académiques 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 mol/L'alors que l'œil ne peut détecter le colorant qu à partir d'une concentration égale à 1 mol/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 mol/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. The most common cancer in women is breast cancer. To better care for patients with breast cancer, there are currently two methods for detection of sentinel lymph node (SLN). SLN is the first lymph node receiving lymphatic drainage from a tumor, and therefore the first relay node with metastatic potential. The technique called sentinel lymph node (SLN) aims to identify these nodes by injecting a dye and / or a radioactive colloid, and its removal for histopathological analysis. The coloring of SLN is being carried out by injecting a blue dye and visually assessed by the surgeon during chirurgical intervention. Our study has focused, firstly on the definition and implementation of an optical device manual, simple and ergonomic, allowing its use in clinical surgery with maximum comfort, safety and efficiency. Its design is based on knowledge of tissue optical properties and optical properties and physical-chemical dyes used in clinical practice, namely patent blue V (Guerbet) conditionned in France. After completion of the device, it has been characterized on test objects simulating human tissue. Experiments on animal models have also been conducted and have demonstrated the sensitivity and specificity of detection of the dye produced by the device. Based on the work presented here, we could draw the following conclusions: for the test objects, the first tests on phantoms are promising, they have shown that our method can detect very low concentration of Patent Blue V. The detection limit of the probe is significantly less than the human eye. We can estimate that the sensitivity of detection by the sensor is 3.10-2 mol / L while the eye can not detect the dye until a concentration of 1 mol / L, meaning that the sensitivity ratio probe / eye is about 30. The results were analyzed and validated by appropriate statistical methods. As to the limits of our method of study, the results mentioned above are only valid on homogeneous media. In the animal model (Lewis rats), we conducted two types of experiments. The first consisted in placing the probe against the skin opposite of inguinal lymph node palpated in advance in order to achieve a kinetic study of lymph node fixing the dye BP V. In the second type of experiments, we moved the probe to detect successfully the various nodes. Prelininary results are promising, the proposed method is very sensitive in detecting lymph node which has fixed a tiny amount of dye and also invisible to the eye through the skin and hair of the animal. Moreover, the optical probe at two wavelengths (657nm and 785nm) does not fully explore the different chromophores existing in biological tissues. An oxygen desaturation of the blood will result in an increase in absorption at 657 nm and will be interpreted as an increase in the concentration of dye. An improvement of the probe is already being implemented. A new generation of probe device, developed under the European project Nanomagdye, will use four wavelengths (657, 785, 830 and 870 nm) and will allow, under the same experimental principle, to determine separately the concentration of blue, the relative blood volume and the oxygen saturation of hemoglobin. A micro camera inside the probe pen, will image the searched area and thus save the sensor position associated with the detection of a lymph node. Work with the diffuse reflectance detection apparatus is shifting toward adaptation to a medical environment. Close collaboration with the Centre Paul Strauss, Strasbourg Antineoplastic will allow us to access biopsy samples in a very short time. The use of this device for intraoperative detection (s) of sentinel nodes (s) is considered in a second time. It should reduce the doses of patent blue V injected into patients, and avoid the associated risks: allergies, skin tatooing . But these tests will require the approval of the equipment, we feel it makes sense to make these experiments directly using the second generation device with four wavelengths of excitation and two detection channels for scattered and fluorescence photons. Electronic Thesis or Dissertation Text fr France PDF https://publication-theses.unistra.fr/restreint/theses_doctorat/2010/RASATA_Ravelo_Andriamparany_2010.pdf Université de Strasbourg Strasbourg Rasata Ravelo Andriamparany 1967-01-01T00:00:00 FR 127880755 http://www.theses.fr/2010STRA3597 2010STRA3597 2010-07-02T00:00:00 Biophysique et biologie structurale Université de Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Rodier Jean-François 02974332X École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....) ED414 156502844 ddc:570