Thesis defense "Thermométrie ultrasonore et caractérisation tissulaire pour le monitoring des traitement par ultrasons focalisés de haute intensité"

Author: Victor Barrère
Time: 13:30
Place: Salle des thèses de Rockefeller

Summary: 

Les Ultrasons Focalisés de Haute Intensité (HIFU) sont une technique de traitement non invasive par effet thermique largement utilisée en clinique. Les interventions peuvent être monitorées par Imagerie par résonnance Magnétique (IRM) ou par échographie. L’IRM permet la réalisation d’excellentes images anatomiques ainsi qu’une visualisation fiable des nécroses et une mesure de l’augmentation de température générée lors des interventions. Elle présente cependant des problématiques de coût, de disponibilité et de compatibilité avec les patients et les dispositifs. L’échographie est beaucoup plus accessible et moins onéreuse, avec des images de haute résolution spatiale et temporelle, mais ne permet pas le suivi de la température. L’objectif de ce travail est d’évaluer si les informations contenues dans le signal rétrodiffusé par les tissus au cours d’un traitement peuvent être utilisées pour réaliser un monitoring de la création des lésions HIFU.

Les expériences menées ont permis d’investiguer la possibilité de réaliser un monitoring ultrasonore de la température pendant les interventions. En particulier, l’énergie du signal rétrodiffusé a pu être évaluée. L’augmentation linéaire de ce paramètre avec la température au cours du chauffage ont permis la réalisation de cartes de température en 2D pendant l’intervention.

La plupart des paramètres acoustiques connaissent une évolution non linéaire en fonction de la température, notamment au-delà de 50°C, température à partir de laquelle apparaissent des phénomènes de coagulation et de restructuration cellulaire. Des analyses par ultrasons quantitatifs (QUS) couplées à une analyse histologique ont permis d’étudier la transformation de la microstructure du tissu dans des tissus exposés à des températures allant de 37°C à 80°C, en vue d’expliquer les changements de valeur des paramètres ultrasonores au cours du traitement. La taille moyenne des diffuseurs et leur concentration acoustique moyenne ont pu être évaluées, ainsi que la taille moyenne des cellules et l’espace intercellulaire.

Le monitoring des interventions a pu également être investigué par élastographie passive. La vitesse de cisaillement moyenne a été évaluée au cours d’un chauffage ultrasonore dans la région de la lésion, et des cartes d’élasticités ont été calculées pendant le chauffage pour réaliser des films de la croissance des zones traitées.

Enfin les techniques de caractérisations développées au laboratoire ont pu être exportées au bloc chirurgical pour la caractérisation ultrasonore de pièces d’hépatectomie ex vivo contenant des tumeurs primaires et secondaires.