Mit Hilfe eines kommerziellen, am Universitätsklinikum Leipzig vorhandenen Navigationssystems (Localite) ist es möglich, Interventionen in einer herkömmlichen MRTUmgebung unter Echtzeitnavigation durchzuführen. In der vorliegenden Arbeit werden die Genauigkeit, Benutzerfreundlichkeit sowie der Zeitaufwand für perkutane Punktionen mit diesem System untersucht. Zur Navigation wird das jeweilige Instrument optisch verfolgt. Die automatische Patientenregistrierung außerhalb des MR-Tunnels erfolgt über eine einmalige 3DLokalisation spezieller MR-Marker. 24 Operateure mit unterschiedlicher radiologischer Erfahrung führten insgesamt 240 unterschiedlich schwere Punktionen an einem selbst entwickelten Phantom durch. Nach diesen Versuchen füllten die Operateure einen Fragebogen zur Handhabbarkeit des Systems aus. Zudem wurden 24 klinische perkutane Interventionen in nicht atemverschieblichen Körperregionen ausgewertet. Für alle Biopsien wurden Zeiten für charakteristische Arbeitsschritte dokumentiert. Die Treffergenauigkeit war im Phantomexperiment für alle Gruppen relativ hoch (Fachärzte: 93%, Assistenzärzte: 88%, Studenten 81%; Cochran p=0,104). Die dazugehörigen durchschnittlichen Zeiten für einen Biopsiezyklus lagen, gemessen in Minuten, bei 4:13 (FÄ), 4:42 (AÄ) und 5:06 (MS) (P<0,001). Die subjektiven Bewertungen des Navigationssystems an Hand der Aussagen (Items) des Fragebogens zeigten keine Abhängigkeit vom Erfahrungsgrad des Operateurs. Die diagnostische Genauigkeit der klinischen Interventionen lag bei 92%. Die mittlere Interventionszeit betrug dabei 18 min. Das Navigationssystem wurde erfolgreich für Interventionen in verschiedenen Körperregionen eingesetzt. Die Genauigkeit und die benötigten Eingriffszeiten sind mit anderen in der Literatur beschriebenen MRT-geführten Interventionen vergleichbar. Auch unerfahrene Operateure konnten das Navigationssystem relativ schnell und sicher anwenden.:INHALTSVERZEICHNIS 1 BIBLIOGRAPHISCHE BESCHREIBUNG......................................................................................... 2 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS.............................................................................................................. 5 3 EINFÜHRUNG IN VERSCHIEDENE BIOPSIEVERFAHREN ........................................................... 6 4 AUFGABENSTELLUNG........................................................................................................................ 12 5 METHODEN ............................................................................................................................................ 13 5.1 KOMPONENTEN DES NAVIGATIONSSYSTEMS ...................................................................................... 13 5.1.1 Hardware ..................................................................................................................................... 13 5.1.2 Software ....................................................................................................................................... 16 5.2 BILDGEBUNG DER MARKER UND DES PHANTOMS............................................................................... 16 5.3 EXPERIMENTELLE EVALUATION ......................................................................................................... 18 5.3.1 Phantom ....................................................................................................................................... 18 5.3.2 Ablauf und Zeiten eines Biopsiezyklus .......................................................................................... 21 5.3.3 Abhängigkeit der Genauigkeit von der Markerposition zum Isozentrum ...................................... 23 5.3.4 Dauer des Versuchsaufbaus .......................................................................................................... 24 5.3.5 Einschätzung der Handhabbarkeit des Navigationssystems ......................................................... 25 5.4 KLINISCHE EVALUATION .................................................................................................................... 26 5.4.1 Patientenkollektiv......................................................................................................................... 26 5.4.2 Indikationen für eine MRT-gestützte Biopsie ................................................................................ 26 5.4.3 Arbeitsschritte ............................................................................................................................... 27 5.5 AUSWERTUNG DER DATEN ................................................................................................................. 28 6 ERGEBNISSE .......................................................................................................................................... 29 6.1 EXPERIMENTELLE EVALUATION ......................................................................................................... 29 6.1.1 Trefferquote.................................................................................................................................. 29 6.1.2 Biopsiezeiten ................................................................................................................................ 30 6.1.3 Handhabbarkeit des Navigationssystems...................................................................................... 33 6.1.4 Beobachtungen durch den Versuchsleiter (Verfasser der Arbeit)................................................. 36 6.2 KLINISCHE EVALUATION .................................................................................................................... 37 6.2.1 Treffergenauigkeit ......................................................................................................................... 37 6.2.2 Biopsiezeiten ................................................................................................................................ 39 6.3 KLINISCHE FALLBEISPIELE ................................................................................................................. 41 6.3.1 Metastase eines malignen Melanoms ............................................................................................ 41 6.3.2 Rezidivierendes Mammakarzinom................................................................................................. 42 6.3.3 Unklare Raumforderung im Acetabulumdach............................................................................... 43 6.3.4 Verdacht auf Abszess im Bereich des linken Hüftgelenkes............................................................ 44 6.3.5 Knochenmetastase eines Karzinoms der Cervix uteri ................................................................... 45 6.3.6 Metastasiertes Nierenkarzinom..................................................................................................... 46 6.3.7 Burkitt-Lymphom.......................................................................................................................... 47 6.3.8 Metastasiertes Prostatakarzinom.................................................................................................. 49 7 DISKUSSION ........................................................................................................................................... 51 7.1 EXPERIMENTELLE EVALUATION ......................................................................................................... 51 7.1.1 Biopsiephantom............................................................................................................................ 51 7.1.2 Bewertung der Treffergenauigkeit................................................................................................. 52 7.1.3 Bewertung der Biopsiezeiten......................................................................................................... 54 7.1.4 Bewertung der Handhabbarkeit .................................................................................................... 55 7.2 KLINISCHE EVALUATION .................................................................................................................... 57 7.2.1 Warum MRT-gestützte Interventionen?......................................................................................... 57 7.2.2 Vergleich der experimentellen und klinischen Ergebnisse............................................................ 58 7.2.3 Vergleich verschiedener Interventionsverfahren am MRT............................................................ 60 8 SCHLUSSFOLGERUNG........................................................................................................................ 66 9 ZUSAMMENFASSUNG.......................................................................................................................... 67 9.1 EINLEITUNG UND MOTIVATION: ......................................................................................................... 67 9.2 MATERIAL UND METHODEN: .............................................................................................................. 68 9.2.1 Phantomexperiment: ..................................................................................................................... 68 3 9.2.2 Klinische Studie: ........................................................................................................................... 69 9.3 ERGEBNISSE:...................................................................................................................................... 70 9.3.1 Phantomexperiment: ..................................................................................................................... 70 9.3.2 Klinische Studie: ........................................................................................................................... 70 9.4 DISKUSSION....................................................................................................................................... 71 10 LITERATURVERZEICHNIS ................................................................................................................. 72 11 ANLAGEN................................................................................................................................................ 78 11.1 ANLAGE 1: PHANTOMAUFSICHT ......................................................................................................... 78 11.2 ANLAGE 2: ABLAUFPLAN ................................................................................................................... 79 11.3 ANLAGE 3: FRAGEBOGEN ................................................................................................................... 80 11.4 ANLAGE 4: PHANTOMPROTOKOLL ...................................................................................................... 81 11.5 ANLAGE 5: PROTOKOLL KLINISCHE INTERVENTIONEN ....................................................................... 82 11.6 ANLAGE 6: PUNKTION AM BIOPSIEPHANTOM ..................................................................................... 83 11.7 ANLAGE 7: DESKRIPTIVE AUSWERTUNG ............................................................................................ 84 11.8 ANLAGE 8: AUFKLÄRUNGSBOGEN...................................................................................................... 87 11.9 ANLAGE 9 EINWILLIGUNGSERKLÄRUNG............................................................................................. 91 12 ANHANG.................................................................................................................................................. 94 12.1 ERKLÄRUNG ÜBER DIE EIGENSTÄNDIGE ABFASSUNG DER ARBEIT...................................................... 94 12.2 LEBENSLAUF...................................................................................................................................... 95 12.3 VERÖFFENTLICHUNGEN UND WISSENSCHAFTLICHE PRÄSENTATIONEN............................................... 96 12.4 DANKSAGUNG ................................................................................................................................... 97

Le retard de croissance intra-utérin (RCIU) se définit comme étant un échec dans la croissance du fœtus à atteindre son potentiel de croissance génétiquement déterminé. Il touche entre 7 à 10 % des grossesses. Alors que le dépistage commence seulement à partir de la vingtième semaine de grossesse, cette complication pourrait être détectable dès le premier trimestre. Un dépistage précoce des femmes à risque élevé permettrait de débuter un traitement préventif. L’échographie 3D Doppler de puissance a démontré des résultats encourageants pour le dépistage précoce de la pré-éclampsie. La biopsie virtuelle du placenta et ses indices de vascularisation pourraient possiblement permettre la détection précoce de cas de RCIU dès le premier trimestre. Les objectifs de l’étude étaient d’évaluer la valeur de la biopsie virtuelle, du volume placentaire et des indices de vascularisation placentaires au 1er trimestre dans la prédiction du RCIU stratifié selon la sévérité. Nous avons observé que le volume placentaire est un bon prédicteur du RCIU. Cependant, la biopsie virtuelle du placenta et les indices de vascularisation placentaire ne prédisent pas bien le RCIU. En conclusion, la biopsie placentaire et sa vascularisation déterminées par échographie 3D Doppler de puissance ne sont pas des modalités utiles en clinique pour le dépistage précoce du RCIU au premier trimestre de la grossesse. / Fetal growth restriction (FGR) is a pathological process defined as the failure of the fetus to reach its biologically determined growth potential. It affects 7 to 10% pregnancies. Screening for FGR begins only at the 20th weeks of pregnancy but this complication could be detectable during the first-trimester of gestation. Early detection of high-risk pregnancies could allow to start a preventive treatment as soon as possible. Threedimensional Power Doppler ultrasound has shown some encouraging results for early identification of women at high risk of preeclampsia. Placental volume and ultrasonographic sphere biopsy (USSB) with their vascularization indices could possibly detect FGR fetuses during the first-trimester. Our objective was to estimate the performance of the whole placental volume and USSB vascularization in the prediction of severe and non-severe FGR fetuses in the first-trimester. Our results showed that placental volume was a good predictor of severe and non-severe FGR. However, USSB displayed a poor predictive ability. Therefore, first-trimester USSB and its vascularization indices are not good modalities for clinical practice for the early screening of FGR pregnancies.

Objectives: We compared the transperineal MRI/ultrasoundfusion biopsy (fusPbx) to transrectal systematic biopsy (sys-Pbx) in patients with previously negative biopsy and investigated the prediction of tumour aggressiveness with regard to radical prostatectomy (RP) specimen. Material and Methods: A total of 710 patients underwent multiparametric magnetic resonance imaging (mpMRI), which was evaluated in accordance with Prostate Imaging Reporting and Data System (PI-RADS). The maximum PI-RADS (maxPI-RADS) was defined as the highest PI-RADS of all lesions detected in mpMRI. In case of proven prostate cancer (PCa) and performed RP, tumour grading of the biopsy specimen was compared to that of the RP. Significant PCa (csPCa) was defined according to Epstein criteria. Results: Overall, scPCa was detected in 40% of patients. The detection rate of scPCa was 33% for fusPbx and 25% for sysPbx alone (p < 0.005). Patients with a maxPI-RADS ≥3 and a prostate specific antigen (PSA)-density ≥0.2 ng/mL2 harboured more csPCa than those with a PSA-density < 0.2 ng/mL2 (41% [33/81] vs. 20% [48/248]; p < 0.001). Compared to the RP specimen (n = 140), the concordance of tumour grading was 48% (γ = 0.57), 36% (γ = 0.31) and 54% (γ = 0.6) in fusPbx, sysPbx and comPbx, respectively. Conclusions: The combination of fusPbx and sysPbx outperforms both biopsy modalities in patients with re-biopsy. Additionally, the PSA-density may represent a predictor for csPCa in patients with maxPI-RADS ≥3.

Prostate cancer diagnostic algorithm Aim: The aim of the study is to implement the latest scientific knowledge in the diagnosis of prostate cancer (PC). We focused on tumor markers, imaging methods, prostate biopsy methodology and we created a diagnostic algorithm based on a review of current literature in combination with our own experience. Material and methods: The algorithm is divided into several branches, which have been individually subjected to clinical studies. Due to the low sensitivity and specificity of PSA, prostate health index (PHI) was added to the first line of patient stratification. 787 patients were primarily examined and these subsequently underwent radical prostatectomy. PHI levels were compared with definitive staging and grading. Cut-off values for PC detection and high-risk stratification, including locally advanced PC were determined. Next, 320 patients underwent prostate biopsy followed by radical prostatectomy. The cohort was further divided into two subgroups, patients with GS = 6 and patients with GS > 6. The ability of PHI to distinguish between insignificant and significant prostate cancer was evaluated. In a multicentric study with 395 patients, PHI with additional markers (tPSA, PSAD) and multiparametric magnetic resonance imaging of prostate (mpMRI) was assessed....

Hintergrund und Zielsetzung: Jährlich erkranken in Westeuropa 4% der Gesamtbevölkerung an Akutem Nierenversagen (ANV). Zudem leiden 8,5% der Bevölkerung an einer Chronischen Niereninsuffizienz (CNI). Valide epidemiologische Daten über Erkrankungen der Niere existierten für Deutschland jedoch nicht, da zu diesem Zeitpunkt Erkrankungsfälle noch nicht flächendeckend systematisch erfasst wurden und das Deutsche Nierenregister noch im Aufbau war. Die vorliegende retrospektive Analyse untersucht und dokumentiert räumliche und zeitliche Veränderungen des histomorphologischen Befundspektrums aus Eigennierenbiopsien im Großraum Leipzig über den Zeitraum 1993-2012. Methoden: Als Grundlage der Arbeit dient ein zeitlich und geographisch strukturiertes Nierenbiopsieregister, welches für die vorliegende Arbeit aus den gesammelten histologischen Eigennierenbiopsiebefunden erstellt wurde. Zu jedem Fall wurde zur räumlichen Zuordnung, wenn ermittelbar, die Postleitzahl (PLZ) des Wohnortes des jeweiligen Patienten eingetragen. Bei einer annähernd vollständigen Erfassung der PLZ wurde für den jeweiligen Zeitraum für das Stadtgebiet Leipzig eine Inzidenzberechnung durchgeführt. Für das Leipziger Umland war dies nicht vorgesehen, da von einer unvollständigen Erfassung auszugehen war. Die statistische Auswertung erfolgte über Kontingenztafeln per Chi-Quadrat-Test oder per Varianzanalyse. Ergebnisse: In die Analyse des erstellten Biopsieregisters wurden n=943 Erstbiopsien eingeschlossen, unter vorherigem Ausschluss pädiatrischer Fälle und Folgebiopsien. Die IgA-Nephropathie (IgANP) war mit 19,5% die häufigste gestellte Diagnose, gefolgt von der Hypertensiven Nephropathie (HZNP) bzw. der Fokal-Segmentalen Glomerulosklerose (FSGS) und der Granulomatose mit Polyangiitis (GPA). Die räumliche Verteilung innerhalb der Untersuchungsregion unterlag teilweise großen Schwankungen. Die IgANP wurde im Leipziger Umland 36% häufiger beobachtet als im Leipziger Stadtgebiet. Auch im Zeitverlauf waren Schwankungen zu beobachten. Im Zeitraum 2009-2012 war die HTNP/FSGS mit 18.9% die häufigste Diagnose, gefolgt von der GPA mit 17,8% und der IgANP mit 15,6%. Zudem nahm die Häufigkeit der Glomerulopathie der dünnen Basalmembran (TBMD) bzw. des Alport-Syndroms stark ab. Auch die regionale Verteilung schwankte im Zeitverlauf stark. Auf Basis der ermittelten Postleitzahlen wurden für den Leipziger Stadtraum für den Zeitraum 2001-2009 jährliche Inzidenzen berechnet. Am Häufigsten trat dabei die GPA mit 0,9 (0,0-2,2) Fällen pro 100.000 Einwohner auf, gefolgt von der HTNP/FSGS mit 0,8 (0,2-2,2) und der IgANP mit 0,8 (0,2-1,4). Schlussfolgerung: Das Nephropathiespektrum im Großraum Leipzigs deckt sich, soweit konsolidierte Vergleichszahlen existieren, mit der bestehenden Literatur. In den Vergleichsstudien zeigte sich eine große Heterogenität. Einige Schwankungen, wie bei der HTNP/Alport-Syndrom oder bei der diabetischen Nephropathie (DNP) beobachtet, sind klar auf Variabilitäten in der Indikationsstellung zurückzuführen. Andere mögliche Einflussfaktoren wurden diskutiert. / Background and Objectives: Annually, 4% of Western Europe\'s population fall ill with acute kidney injury (AKI). Furthermore, 8.5% of the same population are affected by chronic kidney disease (CKD). In Germany, valid nationwide epidemiological data on renal pathology didn\'t exist at the time of this study, although progress has been made with creating the German kidney biopsy register. This study analyzes temporal and spatial variances in the histomorphological spectrum of renal diseases of native kidney biopsies in the metropolitan area of Leipzig, Germany, from 1993 through 2012. Methods: For this study, a temporally and spatially structured kidney biopsy register was created from nephro-pathologic biopsy results. Spatial analysis was implemented by giving every entry its corresponding postal code. Unidentifiable entries were omitted. If the postal code was determined for every case within a timeframe, incidences for the city of Leipzig were calculated for the timeframe. Incidence for the surrounding areas were not calculated, because coverage was expected to be incomplete. Statistical analysis was done via Chi-Squared-Test or analysis of variances. Results: For this study n=943 cases were analyzed, omitting pediatric and follow-up biopsies. The leading diagnosis was IgA nephropathy (IgANP) with 19.5% (male: 22.1%, female: 15.4%), followed by hypertensive nephropathy (HTNP) resp. focal-segmental glomerulosclerosis (FSGS) and granulomatosis with polyangiitis (GPA). Spatial variance between the analyzed regions was high. Compared to the city of Leipzig, IgANP was observed one third more frequently in the surrounding regions. High temporal variance was also observed. From 2009 through 2012, HTNP/FSGS became leading diagnosis with 18.9%, followed by GPA with 17.8% and IgANP with 15.6%. Furthermore, frequency of thin base membrane disease (TBMD) resp. Alport\'s syndrome decreased sharply. Variance in spatial distribution was also observed over time. On the basis of determined postal codes, incidences for the city of Leipzig were calculated for the years 2001 through 2009. Highest annual incidence was observed in GPA with 0.9 (0.0-2.2) cases per 100 000 people, followed by HTNP/FSGS with 0.8 (0.2-2.2), IgANP with 0.8 (0.2-1.4). Conclusions: The spectrum of kidney pathology for the metropolitan area of Leipzig is in accordance with the data in literature, as far as consolidated figures were available. Results in compared studies were highly heterogenous. Some differences, e.g. decrease in TBMD resp. Alport\'s Syndrome or fluctuation of DNP, can be attributed to variance in indication for biopsy. External factors were discussed.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Ce travail de thèse s'est axé autour de deux approches technologiques issues du domaine de la microfabrication pour la sélection et la capture de biomarqueurs circulants dans le sang. A l'échelle moléculaire, un module d'assemblage capillaire dirigé a été implémenté dans un automate de tamponnage moléculaire puis validé en utilisant un modèle simple, permettant l'isolement et l'étirement de biomolécules individuelles de manière entièrement contrôlée et automatisée à large échelle. Nous avons ensuite appliqué cette technologie à des biomarqueurs moléculaires d'intérêt tels que les ADN libres contenus dans du sang complet, démontrant la capacité de la technique à isoler des acides nucléiques dans un fluide complexe contenant de nombreux éléments cellulaires . A l'échelle cellulaire, une approche innovante pour la sélection et la capture de Cellules Tumorales Circulantes a été développée. Le microdispositif mis au point est fabriqué par écriture laser à 3 dimensions et permet le piégeage physique de ces cellules dans du sang complet non traité tout en les préservant pour une récupération et analyse ultérieure. Après adaptation du microdispositif pour maximiser son efficacité de capture in vitro, une première preuve de concept de capture sélective de cellules cancéreuses dans du sang complet non traité a été réalisée. U n premier prototype pour une utilisation in vivo a été mi s au point et validé in vitro sur la capture de cellules cancéreuses dans du milieu de culture. / This research project focused on two technological approaches emerging from microfabrication for the selection and capture of circulating biomarkers from blood. At the molecular scale, this work was based on the automation of a directed capillary assembly protocol. A dedicated module was implemented into an automate for molecular stampin g and validated using a simple molecular model, allowing the elongation and large-scale assembly of single biomolecules in a controlled and automatized manner. The developed technology was then used for the assembly of relevant molecular biomarkers such as cell -free DNA (cf DNA) from untreated whole blood , evidencing the capabilities of this technology to single out nucleic acids from complex fluids composed of other cellular elements. At the cellular scale, an innovative concept for Circulating Tumor Cell s (CTCs) selection and capture was developed . The developed microdevice is fabricated using 30 direct laser writing and allows for a physical capture of cell s from untreated whole blood while preserving them for further recovery and analysis. After having optimized the design in vitro to maximize the capture efficiency of the system, a selective capture of cancer cell s from untreated whole blood was achieved . A first prototype for the in vivo use of this system was also developed and validated in vitro with cancer cells spiked into culture medium.

Introduction:Un des problèmes du cancer du Pancréas (CP) est le temps de latence entre la suspicion du CP et la mise en place des traitements. Les méthodes de biopsie liquide pourraient accélérer la mise en évidence d’éléments tumoraux et le diagnostic.Objectif :L’objectif principal de l’étude était de comparer la performance diagnostique de plusieurs techniques de biopsie liquide chez des patients atteint d’un CP résécable d’emblé. L’objectif secondaire était la corrélation avec le taux de récidive post-opératoire.Méthodes:Tout d'abord, nous avons testé 2 méthodes d'enrichissement CTC pour estimer la sensibilité de la détection CTC avec des expériences de cell-spiking de deux lignées de cellules tumorales pancréatiques dans des échantillons de sang de 24 volontaires sains en utilisant la méthode en gradient de densité OncoQuick® et la méthode de sélection négative RosetteSep™. De plus, les mutations KRAS ont été quantifiées dans l'ADN génomique de cellules purifiées par digital droplet PCR (dd-PCR) avec des amorces spécifiques des allèles.Nous avons conçu un essai clinique prospectif (NCT03032913) visant à détecter les cellules tumorales circulantes (CTC), l’ADN tumoral circulant (ADNct) et les onco-exosomes chez les patients atteint de CP et chez les patients d’un groupe témoin. Pour les CTCs : enrichissement et détection de CTCs par la méthode CellSearch©, méthode d’enrichissement de CTCs RosetteSep® et OncoQuick® puis quantification de l’ADN tumoral par dd-PCR. Les exosomes ont été isolés puis caractérisés avec le taux d’expression de Glypican-1. Tous les patients de l’étude ont eu un prélèvement de sang périphérique, les patients du groupe CP ont eu un prélèvement de sang portal peropératoire.Résultats:La sensibilité analytique était de 100 % pour OncoQuick®, quelle que soit la lignée cellulaire, et se situait entre 70 et 100 % pour RosetteSep™. Le taux moyen de récupération des cellules était de 56±23% pour OncoQuick® contre 39±27% pour RosetteSep™ (p<0,001). Les cellules tumorales de la population de cellules sanguines enrichies ont été détectées par dd-PCR après enrichissement par RosetteSep™ et OncoQuick® La détection des allèles K-RAS mutants par ddPCR après enrichissement de RosetteSepTM était 3 à 4 fois plus sensible qu'après OncoQuick®. Ainsi, RosetteSep™ est plus fiable en termes d'efficacité de récupération et de détection des mutants KRAS que OncoQuick®.De février à novembre 2017, 22 patients atteints de CP résécable et 28 patients témoins ont été inclus. Tous les patients ont été détectés positifs par au moins une méthode. Les CTCs ont été détectées chez 9 patients avec la méthode cellsearch (70% dans le sang portal exclusif) et 13 avec la méthode Rosettesep (60%). Les onco-exosomes ont été détecté chez 14 patients sur 22. L’ADNct n’a été détecté que chez deux patients métastatiques. La détection combinée des CTCs et des onco-exosomes était significativement corrélée à la survie sans récidive.Conclusion:Cette étude suggère que la biopsie liquide combinée peut être un outil prometteur à fois diagnostique et pronostique dans le CP à un stade précoce. / Introduction:One of the problems of pancreatic ductal adenocarcinoma (PC) is the latency time between the suspicion of PC and the initiation of treatments, especially neo-adjuvants that require histological evidence. Liquid biopsy methods could be a companion test for diagnosis.Objective :The main objective of the study was to compare the diagnostic performance of several liquid biopsy techniques in patients with resectable pancreatic without neo-adjuvant therapy cancer. The secondary objective was the correlation between the quantification of liquid biopsy parameters and clinic-pathologic features.Methods:First, we tested 2 CTC enrichment methods to estimate the sensitivity of CTC detection with cell spiking experiments of two pancreatic tumour cell lines in blood samples from 24 healthy volunteers using the onco-specific density gradient OncoQuick® and the negative selection enrichment method RosetteSep™. Additionally, KRAS mutations were quantified in genomic DNA of purified cells by digital droplet Q-PCR (dd-PCR) with allele specific primers.We designed a prospective clinical trial (PANC-CTC# NCT03032913) to detect circulating tumour cells (CTC), circulating tumour DNA (ADNct) and onco-exosomes in patients with pancreatic cancer and in patients in a control group using different methods. For CTCs, it was the enrichment and detection of CTCs by the CellSearch© method (reference method), the RosetteSep® and OncoQuick® CTC enrichment method and the quantification of tumor DNA by dd-PCR. Exosomes were isolated and characterized with the expression rate of Glypican-1. All patients in the study had a peripheral blood sample, patients in the PDAC group had a portal blood sample during surgery.Results:Analytical sensitivity was 100% for OncoQuick®, regardless of the cell line, and ranged between 70 and 100% for RosetteSep™. Mean recovery rate of cells was 56±23% for OncoQuick® versus 39±27% for RosetteSep™ (p<0.001). Molecular detection of mutant K-RAS alleles by ddPCR after RosetteSepTM enrichment was 3- to 4-fold more sensitive than after OncoQuick®. Thus, RosetteSep™ is more reliable in terms of recovery efficiency and KRAS mutant detection than OncoQuick®.From February to November 2017, 22 patients with resectable pancreatic cancer and 28 control patients were included. All patients were positive by at least one method. CTCs were detected in 9 patients with the cellsearch method (70% in the exclusive portal blood) and 13 with the Rosettesep method (59%), Onco-exosomes were detected in 14 out of 22(64%) patients in peripheral and/or portal blood. DNAct was detected in only two metastatic patients. The combined detection of CTCs with cellsearch and onco-exosomes was significantly correlated with progression free survival and overall survival when CTC cluster were found.Conclusion: This study suggests that combined liquid biopsy can be a promising tool for both diagnosis and prognosis in early pancreatic cancer.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Dans le cadre de procédures médicales ou chirurgicales minimalement invasives, l'assistance aux cliniciens pour la planification et la réalisation de leurs gestes joue un rôle important dans la réussite des interventions. Cette thèse s'inscrit dans ce contexte des gestes médico-chirurgicaux assistés par ordinateur et s'intéresse plus particulièrement à la modélisation et à la simulation de structures anatomiques de manière précise et réaliste. Une méthode de modélisation est proposée afin d'obtenir des simulations qui prennent en compte à la fois l'environnement naturel d'un organe donné et l'influence des instruments chirugicaux. Le travail de modélisation est appliqué à la simulation de procédures médicales pour le diagnostic et le traitement du cancer de la prostate (biopsies et curiethérapies).<br /><br />Le modèle développé est un modèle physique discret qui permet notamment de simuler le comportement de tissus mous en interaction avec d'autres structures anatomiques. Une formulation basée sur un principe de mémoire de forme locale est proposée et permet de modéliser l'élasticité d'un matériau grâce à une mesure géométrique de la déformation locale.<br />Une modélisation de l'insertion d'aiguilles dans des tissus mous complète le modèle de l'environnement anatomique.<br /><br />Afin de valider le comportement de la méthode de modélisation développée, une démarche expérimentale est proposée pour comparer les simulations obtenues avec d'une part différentes méthodes de modélisation des tissus mous telles que la méthode des éléments finis ou la méthode des masses-ressorts et d'autre part des données réelles provenant de fantômes et d'images médicales. La méthode a ensuite été appliquée à la simulation des deux procédures médicales étudiées afin de modéliser dynamiquement le comportement de la prostate dans son environnement anatomique et médical.