ED Sciences de la Vie et de la Santé
Développement d'un dispositif de traitement laser 3D conformationnel sous guidage IRM temps réel.
par Manon DESCLIDES (Centre de Résonnance Magnétique des Systèmes Biologiques)
Cette soutenance a lieu à 11h00 - Salle de conférence Centre de Résonance Magnétique des Systèmes Biologiques (CRMSB) 146, rue Léo Saignat Bâtiment 4A – Zone Nord Entrée Hôpital Pellegrin 33000 Bordeaux
devant le jury composé de
- Bruno QUESSON - Directeur de recherche - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Vania TACHER - Professeure des universités - praticienne hospitalière - Université Paris-Est Créteil - Rapporteur
- Marie POIRIER-QUINOT - Professeure des universités - Université Paris-Saclay - Rapporteur
- Sylvain MIRAUX - Directeur de recherche - Université de Bordeaux - Examinateur
Les ablations thermiques par laser sont des thérapies mini-invasives qui consistent à insérer par voie transcutanée une ou plusieurs sondes laser dans un tissu pathologique (tumeur par exemple) et à utiliser l'absorption de l'énergie lumineuse par le tissu pour générer un échauffement localisé par absorption de l'énergie lumineuse pour induire une nécrose de coagulation (destruction des cellules malades, de 43 à 100°C) ou une hyperthermie modérée (stimulation d'une réaction immunitaire ou activation d'un médicament thermosensible, de 40 à 43 °C). Afin de contrôler précisément la procédure thérapeutique, il est préférable de pouvoir cartographier spatialement le dépôt de chaleur dans le tissu ciblé en temps réel. Ceci peut être obtenu par des méthodes de thermométrie IRM avancées permettent d'imager en temps réel et en volume la distribution de la température des tissus (75 ms par acquisition) avec une résolution spatiale d'environ un millimètre et une incertitude autour de 1°C. Cette thèse présente un ensemble de développements technologiques permettant un contrôle précis de l'échauffement dans le tissu ciblé. Une première étude montre la faisabilité d'exploiter la thermométrie IRM pour ajuster automatiquement et en temps réel la puissance émise par un laser afin de forcer temporellement la température maximale du tissu situé à proximité de la sonde laser à suivre une consigne de température prédéfinie, à l'aide d'un algorithme de régulation proportionnel-intégral-dérivé. La méthode est validée sur le muscle sur un modèle préclinique. Une deuxième étude présente une méthode de contrôle de température automatisé plus sophistiquée pour contrôler simultanément l'énergie lumineuse émise par plusieurs sondes d'ablation laser. La méthode a également été validée in vivo sur un modèle préclinique réaliste. En parallèle de ces travaux, un prototype de sonde laser innovante constituée de plusieurs émetteurs laser a été développée et évaluée in vivo pour démontrer la possibilité de réaliser des ablations conformationnelles avec une sonde unique. Des développements logiciels ont aussi été réalisés afin de faciliter la conception et le test des méthodes présentées dans les deux premières études. Cette thèse a permis de développer des méthodes innovantes pour améliorer la sécurité et la précision des procédures d'ablation laser guidées par thermométrie IRM. Les algorithmes de rétrocontrôle sont adaptables à d'autres dispositifs d'ablation communément utilisés en radiologie interventionnelle (radiofréquences, ultrasons focalisés, micro-ondes).