Développement d'une sonde per-opératoire basée sur la détection d'autofluorescence pour l'assistance au traitement chirurgical des tumeurs cérébrales

par Minh Hong Vu Thi

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Rainer Siebert.


  • Résumé

    L'objectif de ce travail de recherche est l'étude et le développement d'une sonde miniaturisée per-opératoire basée sur la détection de fluorescence tissulaire endogène (sonde TRIOP-Af), dédiée à l'assistance au traitement chirurgical des tumeurs cérébrales. Cette technique, couplée à la sonde TRIOP-radioactif développée également dans le laboratoire IMNC, fournira à terme un détecteur (TRIOP) aux performances inégalées. Après une présentation exhaustive des techniques d'imagerie médicale en général et de l'application des techniques de fluorescence en particulier sont d'abord présenté les travaux sur l'instrumentation: développement et réalisation de sondes à fibres optiques ainsi que la caractérisation de leurs performances en spectroscopie de fluorescence. Ensuite, nous avons étudié expérimentalement et par simulation Monte-Carlo la réponse de nos sondes pour des échantillons (tissu-fantôme) mimant différents types de tissus. Nous avons trouvé le positionnement optimal de la sonde par rapport à l'échantillon et également exploré (ou identifié) la profondeur d'échantillonnage pour chaque sonde. Par ailleurs, nous avons mesuré l'impact des paramètres optiques des tissus-fantômes sur la quantité de lumière de fluorescence collectée ainsi que sur la profondeur d'échantillonnage. Enfin, une dernière partie est consacrée à une autre étude ex. 'Périmentaie où nous cherchons à analyser la réponse spectrale de différentes régions du cerveau et à différencier ex vivo tissus sains et tumoraux, sur un modèle animal. Nous avons pu montrer que les performances de notre système et notanunent sa sensibilité sont suffisantes pour réaliser cette identification.

  • Titre traduit

    Development of a per-operative probe based on the autofluorescence detection for surgical brain cancer treatment


  • Résumé

    The issue of this work is the development of a new miniaturized intra-operative probe that is based on endogenous fluorescence detection. The probe is dedicated to cancer neurosurgery. Ln the future, this autofluorescence technique will be coupled to a radio isotopic probe, yielding an unp~ecedented instrument. Starting with an exhaustive review of medical imaging techniques and in particular of state-of-the-art fluorescence techniques, a section is dedicated to the instrumental development and fust realisations of fibre optic probes. A complete characterisation of their fluorescence spectroscopic performances is given. Afterwards, we show experimental studies of the probes using phantom-tissues with optical properties of mimicking different types of real tissues. Obtained data are compared to Monte Carlo simulations. As a result optimal positioning of the probes above the sample has been determined as weil as the sensitive volume inside the tissue. The influence of the optical parameters has also been measured to optimize fluorescence light collection efficiency and sensitive depth. Finally, the last part of this work de scribes another experimental study where the prototype probes have been used on ex vivo glioma rat mode!. Characteristic spectra have been obtained for various brain regions. Furthermore, different responses are shown for healthy and cancerous tissues. As a result, sufficiently good performances of our device especially in terms of sensitivity for this differentiation have been proven.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (196 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 185-196. Index

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2008)358
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