Thesis by BERHOUMA Moncef
Sidestream dark field imaging of cerebral microcirculation : Sidestream dark field imaging of cerebral microcirculation
Defended on 7 december 2020
Cerebral microcirculation represents a primordial network embedded between the arterial and venous beds, and is mainly involved in the coupling of neuronal activity and cerebral blood flow regulation, as well as in some pathological conditions such as subarachnoid hemorrhage and in the peritumoral environment of brain tumors. Imaging of cerebral microcirculation mainly relies on pre-operative macroscopic technologies (MRI, CT-Scan, PET…). A more accurate microscopic and intraoperative technology for microcirculation imaging may help better understanding the pathogenesis of specific pathological conditions (peritumoral edema…) or assist for the monitoring of local cerebral blood flow during specific neurosurgical procedures (vascular malformations…). Several technologies have been developed for the intraoperative microcirculation imaging but remain limited by their temporal/spatial resolution, cost, ability to provide quantitative measurements or their integration in the surgical workflow. Among these technologies, only videomicroscopy provides a morphological imaging of microcirculation as well as semi-quantitative measurements. After a reminder of the key notions of cerebral microcirculation and available imaging technologies, we present an application of videomicroscopy in the peritumoral edema in meningiomas and we discuss the perspectives of use in neurosurgery.
Imagerie de la microcirculation cérébrale par vidéomicroscopie Sidestream Dark Field : application à l’étude de l’oedème péritumoral dans les méningiomes intracrâniens
Soutenue le 7 December 2020
Constituant un réseau vasculaire primordial situé entre les versants artériel et veineux, la microcirculation cérébrale est impliquée principalement dans le couplage entre l’activité neuronale et la régulation du débit sanguin cérébral, mais intervient également dans diverses situations pathologiques telles l’hémorragie sous-arachnoïdienne ou au sein de l’environnement immédiat des tumeurs cérébrales. L’imagerie de la microcirculation cérébrale repose essentiellement sur des techniques macroscopiques pré-opératoires (IRM, TDM, PET…). Une étude plus fine à l’échelle microscopique et surtout per-opératoire pourrait permettre de mieux comprendre la physiopathologie de certaines situations cliniques (œdème péritumoral par exemple) et de monitorer le débit sanguin cérébral local lors de certaines interventions neurochirurgicales (malformations vasculaires…). Diverses technologies ont été développées pour une utilisation per-opératoire mais beaucoup restent limitées par leur résolution temporelle et/ou spatiale, leur coût, leur possibilité ou non de proposer une évaluation quantitative et enfin leur intégration dans le processus chirurgical. Parmi ces technologies, seule la vidéomicroscopie permet une étude à la fois morphologique et semi-quantitative de la microcirculation. Après avoir rappelé les notions fondamentales de la microcirculation cérébrale et les méthodes actuelles de son imagerie, nous avons appliqué la vidéomicroscopie per-opératoire à l’étude de l’œdème péri-tumoral dans les méningiomes intracrâniens afin d’essayer de mieux en comprendre la pathogénie. Nous conclurons sur les perspectives qu’ouvre cette technique d’imagerie per-opératoire en neurochirurgie.
Defended on 7 december 2020
Cerebral microcirculation represents a primordial network embedded between the arterial and venous beds, and is mainly involved in the coupling of neuronal activity and cerebral blood flow regulation, as well as in some pathological conditions such as subarachnoid hemorrhage and in the peritumoral environment of brain tumors. Imaging of cerebral microcirculation mainly relies on pre-operative macroscopic technologies (MRI, CT-Scan, PET…). A more accurate microscopic and intraoperative technology for microcirculation imaging may help better understanding the pathogenesis of specific pathological conditions (peritumoral edema…) or assist for the monitoring of local cerebral blood flow during specific neurosurgical procedures (vascular malformations…). Several technologies have been developed for the intraoperative microcirculation imaging but remain limited by their temporal/spatial resolution, cost, ability to provide quantitative measurements or their integration in the surgical workflow. Among these technologies, only videomicroscopy provides a morphological imaging of microcirculation as well as semi-quantitative measurements. After a reminder of the key notions of cerebral microcirculation and available imaging technologies, we present an application of videomicroscopy in the peritumoral edema in meningiomas and we discuss the perspectives of use in neurosurgery.
Imagerie de la microcirculation cérébrale par vidéomicroscopie Sidestream Dark Field : application à l’étude de l’oedème péritumoral dans les méningiomes intracrâniens
Soutenue le 7 December 2020
Constituant un réseau vasculaire primordial situé entre les versants artériel et veineux, la microcirculation cérébrale est impliquée principalement dans le couplage entre l’activité neuronale et la régulation du débit sanguin cérébral, mais intervient également dans diverses situations pathologiques telles l’hémorragie sous-arachnoïdienne ou au sein de l’environnement immédiat des tumeurs cérébrales. L’imagerie de la microcirculation cérébrale repose essentiellement sur des techniques macroscopiques pré-opératoires (IRM, TDM, PET…). Une étude plus fine à l’échelle microscopique et surtout per-opératoire pourrait permettre de mieux comprendre la physiopathologie de certaines situations cliniques (œdème péritumoral par exemple) et de monitorer le débit sanguin cérébral local lors de certaines interventions neurochirurgicales (malformations vasculaires…). Diverses technologies ont été développées pour une utilisation per-opératoire mais beaucoup restent limitées par leur résolution temporelle et/ou spatiale, leur coût, leur possibilité ou non de proposer une évaluation quantitative et enfin leur intégration dans le processus chirurgical. Parmi ces technologies, seule la vidéomicroscopie permet une étude à la fois morphologique et semi-quantitative de la microcirculation. Après avoir rappelé les notions fondamentales de la microcirculation cérébrale et les méthodes actuelles de son imagerie, nous avons appliqué la vidéomicroscopie per-opératoire à l’étude de l’œdème péri-tumoral dans les méningiomes intracrâniens afin d’essayer de mieux en comprendre la pathogénie. Nous conclurons sur les perspectives qu’ouvre cette technique d’imagerie per-opératoire en neurochirurgie.
