Thesis by PHILIP Charles Andre
Description, evaluation and improvement of a new technique for the management of rectosigmoid deep invasive endometriosis using transrectal ultrasound-guided high intensity focused ultrasound (HIFU)
Defended on 22 june 2020
OBJECTIVES: In this thesis we describe a new technique for the management of rectosigmoid endometriosis by transrectal ultrasound-guided high intensity focused ultrasound ultrasound (TR-USgHIFU). We also review several limiting factors of this technique before assessing several modifications to improve the feasibility and the efficacy of the procedure. METHODS: We first conducted a phase I clinical trial to test the feasibility of TR-USgHIFU treatment using the FocalOne® device. We then carried out a study on anatomical specimens to assess the limiting factors of the FocaleOne® probe and to test another HIFU probe, which has smaller transducer and which is mounted on a flexible endoscope. We also performed an observational clinical study to measure the acoustic attenuation of rectosigmoid endometriosis lesions and that of normal bowel. Finally, we have developed a murine model of subcutaneous endometriosis to assess the pathophysiological effects of HIFU on endometriosis. RESULTS: We included 23 patients in the phase I clinical trial between June 2015 and October 2019. Treatment was carried out in 20 of these patients (87% feasibility). No serious adverse events have been reported. We did not find a significant morphological effect at 6 months, but we report a significant improvement on digestive and gynecological symptoms as well as on patients’ quality of life. Studies on anatomical specimens and on MRI pictures demonstrated the role of the sacrum and the recto-sigmoid hinge in the mechanical limitations of the FocalOne® probe. The use of a smaller probe with a shorter focal could be interesting in order to increase the feasibility of the treatment. Our study on 13 patients treated surgically for rectum or sigmoid endometriosis nodule, showed that attenuation of digestive endometriosis at 3 MHz is 50.2 Np / m. This value was significantly higher than attenuation of the normal bowel (32.8 p <0.001). We finally showed that the heterologous subcutaneous murine model "BALB / c-nude # Ishikawa" was reliable and efficient to study the effects of HIFU on digestive endometriosis, as the acoustic attenuation of its nodules are remarkably close to that of endometriosis lesions. Thanks to this model, we reported that HIFU lesions are associated with a higher rate of ischemic and coagulation necrosis. CONCLUSIONS: Treatment with TR-USgHIFU in rectosigmoid endometriosis is feasible and safe. Its morphological efficacy remains to be demonstrated, but its significant clinical efficacy is promising. It could become be a minimally invasive alternative to replace surgical treatment in this indication, especially for rectal lesions.
Description, évaluation et perfectionnement d’une nouvelle technique de prise en charge de l'endométriose profonde postérieure recto-sigmoïdienne par ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) échoguidés par voie transrectale.
Soutenue le 22 June 2020
OBJECTIFS : Dans cette thèse nous avons décrit une nouvelle technique de prise en charge de l'endométriose profonde postérieure recto-sigmoïdienne par ultrasons focalisés de haute intensité échoguidés par voie transrectale (TR-USgHIFU), avant de rechercher les facteurs limitants de cette technique ainsi que les moyens d’améliorer sa faisabilité et son efficacité. METHODES : Nous avons tout d’abord conduit une étude clinique de phase I pour tester la faisabilité du traitement par TR-USgHIFU à l’aide de la sonde FocalOne®. Nous avons ensuite réalisé une étude sur pièces anatomiques visant à rechercher les facteurs limitants l’utilisation de la sonde FocaleOne® et à tester un autre prototype de sonde HIFU comme alternative à cette dernière. Nous avons également réalisé une étude clinique observationnelle pour mesurer l’atténuation acoustique des lésions d’endométriose recto-sigmoïdienne et de l’intestin normal. Nous avons enfin mis au point un modèle murin d’endométriose sous-cutané pour évaluer les effets anatomo-pathologiques des HIFU sur l’endométriose. RESULTATS : Nous avons inclus 23 patientes dans l’étude clinique de phase I entre juin 2015 et octobre 2019 dont 20 ont pu être traitées (faisabilité de 87%). Aucun effet indésirable grave n’a été rapporté. Nous n’avons pas observé pas de modification significative du volume des lésions à 6 mois, mais nous rapportons une amélioration significative des symptômes douloureux digestifs et gynécologiques ainsi qu’une amélioration de la qualité de vie des patientes. Les analyses sur pièces anatomiques et sur IRM démontrent le rôle du sacrum et de la charnière recto-sigmoïdienne dans les limitations mécaniques de la sonde FocalOne®. L’utilisation d’une sonde moins encombrante avec une focale plus courte semble être bénéfique pour augmenter la faisabilité du traitement. Notre étude sur 13 patientes traitées chirurgicalement d’un nodule du rectum ou du sigmoïde, a montré que l’atténuation à 3 MHz de l’endométriose digestive est de 50,2 Np/m. Cette valeur est significativement plus élevée que celle de l’intestin sain (32,8 p<0,001). Nous avons enfin montré que le modèle murin hétérologue sous-cutané « BALB/c-nude#Ishikawa » est fiable et performant pour l’étude des effets des HIFU sur l’endométriose profonde digestive, en raison notamment d’une atténuation acoustique remarquablement proche de celle de l’endométriose recto-sigmoïdienne. Grâce à ce modèle nous avons démontré que le traitement HIFU provoquait une nécrose de type « ischémique » au niveau de la cible. CONCLUSION : Le traitement par TR-USgHIFU dans l’endométriose recto-sigmoïdienne est faisable et sûr. Son efficacité morphologique reste à démontrer mais son efficacité clinique significative est prometteuse. Il pourrait s’agir d’une alternative minimalement invasive de choix pour remplacer le traitement chirurgical dans cette indication, en particulier pour les lésions les plus basses situées.
Defended on 22 june 2020
OBJECTIVES: In this thesis we describe a new technique for the management of rectosigmoid endometriosis by transrectal ultrasound-guided high intensity focused ultrasound ultrasound (TR-USgHIFU). We also review several limiting factors of this technique before assessing several modifications to improve the feasibility and the efficacy of the procedure. METHODS: We first conducted a phase I clinical trial to test the feasibility of TR-USgHIFU treatment using the FocalOne® device. We then carried out a study on anatomical specimens to assess the limiting factors of the FocaleOne® probe and to test another HIFU probe, which has smaller transducer and which is mounted on a flexible endoscope. We also performed an observational clinical study to measure the acoustic attenuation of rectosigmoid endometriosis lesions and that of normal bowel. Finally, we have developed a murine model of subcutaneous endometriosis to assess the pathophysiological effects of HIFU on endometriosis. RESULTS: We included 23 patients in the phase I clinical trial between June 2015 and October 2019. Treatment was carried out in 20 of these patients (87% feasibility). No serious adverse events have been reported. We did not find a significant morphological effect at 6 months, but we report a significant improvement on digestive and gynecological symptoms as well as on patients’ quality of life. Studies on anatomical specimens and on MRI pictures demonstrated the role of the sacrum and the recto-sigmoid hinge in the mechanical limitations of the FocalOne® probe. The use of a smaller probe with a shorter focal could be interesting in order to increase the feasibility of the treatment. Our study on 13 patients treated surgically for rectum or sigmoid endometriosis nodule, showed that attenuation of digestive endometriosis at 3 MHz is 50.2 Np / m. This value was significantly higher than attenuation of the normal bowel (32.8 p <0.001). We finally showed that the heterologous subcutaneous murine model "BALB / c-nude # Ishikawa" was reliable and efficient to study the effects of HIFU on digestive endometriosis, as the acoustic attenuation of its nodules are remarkably close to that of endometriosis lesions. Thanks to this model, we reported that HIFU lesions are associated with a higher rate of ischemic and coagulation necrosis. CONCLUSIONS: Treatment with TR-USgHIFU in rectosigmoid endometriosis is feasible and safe. Its morphological efficacy remains to be demonstrated, but its significant clinical efficacy is promising. It could become be a minimally invasive alternative to replace surgical treatment in this indication, especially for rectal lesions.
Description, évaluation et perfectionnement d’une nouvelle technique de prise en charge de l'endométriose profonde postérieure recto-sigmoïdienne par ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) échoguidés par voie transrectale.
Soutenue le 22 June 2020
OBJECTIFS : Dans cette thèse nous avons décrit une nouvelle technique de prise en charge de l'endométriose profonde postérieure recto-sigmoïdienne par ultrasons focalisés de haute intensité échoguidés par voie transrectale (TR-USgHIFU), avant de rechercher les facteurs limitants de cette technique ainsi que les moyens d’améliorer sa faisabilité et son efficacité. METHODES : Nous avons tout d’abord conduit une étude clinique de phase I pour tester la faisabilité du traitement par TR-USgHIFU à l’aide de la sonde FocalOne®. Nous avons ensuite réalisé une étude sur pièces anatomiques visant à rechercher les facteurs limitants l’utilisation de la sonde FocaleOne® et à tester un autre prototype de sonde HIFU comme alternative à cette dernière. Nous avons également réalisé une étude clinique observationnelle pour mesurer l’atténuation acoustique des lésions d’endométriose recto-sigmoïdienne et de l’intestin normal. Nous avons enfin mis au point un modèle murin d’endométriose sous-cutané pour évaluer les effets anatomo-pathologiques des HIFU sur l’endométriose. RESULTATS : Nous avons inclus 23 patientes dans l’étude clinique de phase I entre juin 2015 et octobre 2019 dont 20 ont pu être traitées (faisabilité de 87%). Aucun effet indésirable grave n’a été rapporté. Nous n’avons pas observé pas de modification significative du volume des lésions à 6 mois, mais nous rapportons une amélioration significative des symptômes douloureux digestifs et gynécologiques ainsi qu’une amélioration de la qualité de vie des patientes. Les analyses sur pièces anatomiques et sur IRM démontrent le rôle du sacrum et de la charnière recto-sigmoïdienne dans les limitations mécaniques de la sonde FocalOne®. L’utilisation d’une sonde moins encombrante avec une focale plus courte semble être bénéfique pour augmenter la faisabilité du traitement. Notre étude sur 13 patientes traitées chirurgicalement d’un nodule du rectum ou du sigmoïde, a montré que l’atténuation à 3 MHz de l’endométriose digestive est de 50,2 Np/m. Cette valeur est significativement plus élevée que celle de l’intestin sain (32,8 p<0,001). Nous avons enfin montré que le modèle murin hétérologue sous-cutané « BALB/c-nude#Ishikawa » est fiable et performant pour l’étude des effets des HIFU sur l’endométriose profonde digestive, en raison notamment d’une atténuation acoustique remarquablement proche de celle de l’endométriose recto-sigmoïdienne. Grâce à ce modèle nous avons démontré que le traitement HIFU provoquait une nécrose de type « ischémique » au niveau de la cible. CONCLUSION : Le traitement par TR-USgHIFU dans l’endométriose recto-sigmoïdienne est faisable et sûr. Son efficacité morphologique reste à démontrer mais son efficacité clinique significative est prometteuse. Il pourrait s’agir d’une alternative minimalement invasive de choix pour remplacer le traitement chirurgical dans cette indication, en particulier pour les lésions les plus basses situées.
