Vers une méthodologie intégrée pour la supervision en temps réel et l'optimisation in vivo des Chimio-Hyperthermies Intra-Péritonéales (CHIP)

Towards an integrated methodology for the real-time supervision and in vivo optimization of Intraperitoneal Chemohyperthermia (IPCH)

• Auteur / Autrice : Taoufik Ladhari
• Direction : Konrad Szafnicki, Michel Cournil, Jean-Charles Pinoli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des Procédés
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Thermothérapie

Chimiothérapie

Cancer digestif

Résumé

La Chimio-Hyperthermie Intra-péritonéale (CHIP) s’est révélée comme un traitement efficace et nécessaire pour les cancers d’origine digestive. La combinaison du vecteur hyperthermie et chimiothérapie a prouvé ses résultats cytotoxiques inde��niables pour les cellules cancéreuses. Cependant l’application de cette technique à ventre fermé ne garantit pas une homogénéité de la température désirée dans l’ensemble de la cavité abdominale. L’étude développée se focalise essentiellement sur la modélisation de certains aspects de la CHIP et propose une ouverture sur le développement d’une méthodologie de supervision en temps réel et in vivo. Les acquisitions des mesures in vivo s’effectuent à l’aide d’un appareil homologué, dédié aux CHIP : le CAVITHERM (Société EFS). La modélisation du transfert de chaleur entre le liquide porteur de la chimiothérapie et les différents organes du patient a été abordée. Un modèle adaptatif non-linéaire non-stationnaire reconstituant le procédé dans la cavité abdominale est présenté ainsi que sa validation à l’aide de données réelles, acquises in vivo au cours de plusieurs CHIP réalisées au sein des Centres hospitaliers partenaires du projet de recherche : CH Lyon-Sud (CHLS), CHU Bellevue (Saint-Etienne). Un prototype d’outil informatique « SUP-CHIP » est proposé en vue d’une supervision en temps-réel globale de la CHIP. Cet outil permet aux médecins et aux anesthésistes d’avoir une information globale en temps-réel sur l’évolution de l’état du patient au cours d’une CHIP. Le développement d’algorithmes de commande sur la base du modèle adaptatif de la CHIP et leur intégration dans le cadre d’un système intégré à base de connaissances « SUP-CHIP » fournira un moyen efficace pour la conduite optimale des CHIP in vivo.

Intraperitoneal Chemohyperthermia (IPCH) has proven to be an effective treatment against cancers of digestive origin. The combination of the vector hyperthermia and chemotherapy has proven its cytotoxic effects on the cancerous cells. However the application of this technique with a closed abdomen can not guarantee a homogeneous temperature dispatch within the abdominal cavity. The present work describes a study which focuses on the modelling of some aspects of the IPCH and proposes a perspective of the development of a real-time in vivo supervision of an IPCH. In vivo data acquisition is performed using a dedicated, homologated IPCH-device: CAVITHERM (by EFS). The modelling of the heat transfer between the chemotherapy liquid and the various organs within the patient’s abdomen was approached. A non-stationary non-linear adaptive model of the dynamical process within the abdominal cavity is presented as well as its validation using experimental data issued from several in vivo IPCH carried out by the partner oncological centres in Lyon and St-Etienne. A supervision prototype "SUP-CHIP" is proposed for a real-time global supervision of the IPCH process. This tool allows the doctors and the anaesthetists to have access in real-time to a global information system on the patient’s state during an IPCH. The development of control algorithms on the basis of the adaptive model of IPCH and their integration within a knowledge-based system such as "SUP-CHIP» shall provide an effective means for the optimal in vivo operation of IPCH.