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Advances In Combined Endoscopic Fluorescence Confocal Microscopy And Optical Coherence TomographyRisi, Matthew D. January 2014 (has links)
Confocal microendoscopy provides real-time high resolution cellular level images via a minimally invasive procedure. Results from an ongoing clinical study to detect ovarian cancer with a novel confocal fluorescent microendoscope are presented. As an imaging modality, confocal fluorescence microendoscopy typically requires exogenous fluorophores, has a relatively limited penetration depth (100μm), and often employs specialized aperture configurations to achieve real-time imaging in vivo. Two primary research directions designed to overcome these limitations and improve diagnostic capability are presented. Ideal confocal imaging performance is obtained with a scanning point illumination and confocal aperture, but this approach is often unsuitable for real-time, in vivo biomedical imaging. By scanning a slit aperture in one direction, image acquisition speeds are greatly increased, but at the cost of a reduction in image quality. The design, implementation, and experimental verification of a custom multi-point-scanning modification to a slit-scanning multi-spectral confocal microendoscope is presented. This new design improves the axial resolution while maintaining real-time imaging rates. In addition, the multi-point aperture geometry greatly reduces the effects of tissue scatter on imaging performance. Optical coherence tomography (OCT) has seen wide acceptance and FDA approval as a technique for ophthalmic retinal imaging, and has been adapted for endoscopic use. As a minimally invasive imaging technique, it provides morphological characteristics of tissues at a cellular level without requiring the use of exogenous fluorophores. OCT is capable of imaging deeper into biological tissue (~1-2 mm) than confocal fluorescence microscopy. A theoretical analysis of the use of a fiber-bundle in spectral-domain OCT systems is presented. The fiber-bundle enables a flexible endoscopic design and provides fast, parallelized acquisition of the optical coherence tomography data. However, the multi-mode characteristic of the fibers in the fiber-bundle affects the depth sensitivity of the imaging system. A description of light interference in a multi-mode fiber is presented along with numerical simulations and experimental studies to illustrate the theoretical analysis.
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Visualization of Brain Tumors with Intraoperative Confocal Laser EndomicroscopyJanuary 2020 (has links)
abstract: Intraoperative diagnosis in neurosurgery has traditionally relied on frozen and formalin-fixed, paraffin-embedded section analysis of biopsied tissue samples. Although this technique is considered to be the “gold standard” for establishing a histopathologic diagnosis, it entails a number of significant limitations such as invasiveness and the time required for processing and interpreting the tissue. Rapid intraoperative diagnosis has become possible with a handheld confocal laser endomicroscopy (CLE) system. Combined with appropriate fluorescent stains or labels, CLE provides an imaging technique for real-time intraoperative visualization of histopathologic features of the suspected tumor and healthy tissues.
This thesis scrutinizes CLE technology for its ability to provide real-time intraoperative in vivo and ex vivo visualization of histopathological features of the normal and tumor brain tissues. First, the optimal settings for CLE imaging are studied in an animal model along with a generational comparison of CLE performance. Second, the ability of CLE to discriminate uninjured normal brain, injured normal brain and tumor tissues is demonstrated. Third, CLE was used to investigate cerebral microvasculature and blood flow in normal and pathological conditions. Fourth, the feasibility of CLE for providing optical biopsies of brain tumors was established during the fluorescence-guided neurosurgical procedures. This study established the optimal workflow and confirmed the high specificity of the CLE optical biopsies. Fifth, the feasibility of CLE was established for endoscopic endonasal approaches and interrogation of pituitary tumor tissue. Finally, improved and prolonged near wide-field fluorescent visualization of brain tumor margins was demonstrated with a scanning fiber endoscopy and 5-aminolevulinic acid.
These studies suggested a novel paradigm for neurosurgery-pathology workflow when the noninvasive intraoperative optical biopsies are used to interrogate the tissue and augment intraoperative decision making. Such optical biopsies could shorten the time for obtaining preliminary information on the histological composition of the tissue of interest and may lead to improved diagnostics and tumor resection. This work establishes a basis for future in vivo optical biopsy use in neurosurgery and planning of patient-related outcome studies. Future studies would lead to refinement and development of new confocal scanning technologies making noninvasive optical biopsy faster, convenient and more accurate. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Neuroscience 2020
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Tissue database of autofluorescence response to improve intra-operative diagnosis of primitive brain tumors / Base de données sur le signal d'autofluorescence des tissus pour améliorer le diagnostic per-opératoire des tumeurs cérébralesPoulon, Fanny 26 September 2018 (has links)
Le premier traitement standard pour les tumeurs cérébrales est la résection chirurgicale. Dans cette procédure un enjeu important demeure, l'identification des berges tumorales pour assurer une résection totale et éviter le risque de récidive pour le patient. A ce jour aucune technique d'imagerie peropératoire est capable de résoudre l'infiltration tumorale du tissu sain. La norme pour le diagnostic des berges tumorales est l'analyse histologique des biopsies. Une méthode ex vivo qui requiert un à plusieurs jours pour fournir ler apport pathologique final, un lapse de temps qui peut s'avérer fatal pour le patient. La microscopie optique a récemment été développer vers une utilisation clinique peropératoire pour répondre à cet enjeu. Dans travail, la technique de microscopie à deux-photons a été préférée pouressayer de répondre à cette problématique. Cette méthode donne accès à deux contrastes d'imagerie, la génération de seconde harmonique et l’émission de fluorescence, qui peuvent être combinés à des mesures quantitatives, tel que la spectroscopie et le temps de vie de fluorescence. Combiner ces quatre modalités de détection donnera une information complète sur la structure et le métabolisme de la région observée. Pour soutenir le développement technique vers une sonde endomicroscopique visant une utilisation peropératoire, les données en résultants doivent être fiables, et se montrer d'un intérêt pour le chirurgien. Par conséquent, une base de données sur le signal d'autofluorescence des tissus a été construite et présentée dans ce manuscrit, avec des algorithmes capables de discriminer de façon fiable les régions tumorales des régions saines. Des algorithmes qui ont montré le potentiel d'être automatisé dans une configuration clinique, afin de fournir une réponse en temps-réel au chirurgien. / The first standard approach for brain tumor treatment is the surgical resection. In this protocol an important challenge remains, the identification of tumor margins to ensure a complete resection and avoid risk of tumor recurrence. Nowadays no intra-operative means of contrast are able to resolve infiltrated regions from healthy tissue. The standard for tumor margin diagnosis is the histological analysis of biopsies. An ex vivo method that requires one to several days to issue a final pathological reports, a time lapse that could be fatal to the patient. Optical microscopy have recently been developed towards an intra-operative clinical use to answer this challenge. In this work, the technique of two-photon microscopy based on the autofluorescence of tissue have been favored. This technique gives access to two imaging contrasts, the second-harmonic generation and emission of fluorescence, and can be combined to quantitative measurements, such as spectroscopy and fluorescence lifetime. The combination of these four modalities of detection will give a complete structural and metabolic information on the observed region. To support the technical development towards an endomicroscopic probe, the resulted data have to be reliable and proved to be of interest for the surgeon. Consequently, an extensive database of the autofluorescence response of brain tumor tissue have been constructed and presented in this manuscript, with algorithms able to discriminate with reliability tumoral from healthy regions. Algorithms that have shown potential to be automatized in a clinical setting, in order to give a real-time answer to the surgeons.
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Confocal Laser Endomicroscopy Image Analysis with Deep Convolutional Neural NetworksJanuary 2019 (has links)
abstract: Rapid intraoperative diagnosis of brain tumors is of great importance for planning treatment and guiding the surgeon about the extent of resection. Currently, the standard for the preliminary intraoperative tissue analysis is frozen section biopsy that has major limitations such as tissue freezing and cutting artifacts, sampling errors, lack of immediate interaction between the pathologist and the surgeon, and time consuming.
Handheld, portable confocal laser endomicroscopy (CLE) is being explored in neurosurgery for its ability to image histopathological features of tissue at cellular resolution in real time during brain tumor surgery. Over the course of examination of the surgical tumor resection, hundreds to thousands of images may be collected. The high number of images requires significant time and storage load for subsequent reviewing, which motivated several research groups to employ deep convolutional neural networks (DCNNs) to improve its utility during surgery. DCNNs have proven to be useful in natural and medical image analysis tasks such as classification, object detection, and image segmentation.
This thesis proposes using DCNNs for analyzing CLE images of brain tumors. Particularly, it explores the practicality of DCNNs in three main tasks. First, off-the shelf DCNNs were used to classify images into diagnostic and non-diagnostic. Further experiments showed that both ensemble modeling and transfer learning improved the classifier’s accuracy in evaluating the diagnostic quality of new images at test stage. Second, a weakly-supervised learning pipeline was developed for localizing key features of diagnostic CLE images from gliomas. Third, image style transfer was used to improve the diagnostic quality of CLE images from glioma tumors by transforming the histology patterns in CLE images of fluorescein sodium-stained tissue into the ones in conventional hematoxylin and eosin-stained tissue slides.
These studies suggest that DCNNs are opted for analysis of CLE images. They may assist surgeons in sorting out the non-diagnostic images, highlighting the key regions and enhancing their appearance through pattern transformation in real time. With recent advances in deep learning such as generative adversarial networks and semi-supervised learning, new research directions need to be followed to discover more promises of DCNNs in CLE image analysis. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Neuroscience 2019
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Recalage et Mosaïques d'Images pour la Microscopie Confocale Fibrée Dynamique In VivoVercauteren, Tom 25 January 2008 (has links) (PDF)
La microscopie confocale classique permet d'obtenir des images à haute réso- lution de cellules en culture ou dans un tissu biologique excisé. Cette technologie peut être adaptée aux applications in vivo grâce à l'utilisation de fibres optiques et d'optiques miniaturisées. A terme, la microscopie confocale fibrée devrait permettre aux médecins et biologistes de réaliser des biopsies optiques; c'est à dire un exa- men histologique, en temps réel, des tissus biologiques à l'intérieur d'un organisme vivant et directement au contact de la zone d'intérêt. Le but premier de cette thèse est de dépasser les limites matérielles de ces in- struments d'imagerie en développant des outils de recalage d'images spécifiques et innovants. En particulier, le propos de ce manuscrit est cadré par l'objectif de pro- poser, au travers d'outils de création de mosaïques d'images, des biopsies optiques à grand champ aux médecins. Cette application est considérée, dans cette thèse, comme un système, ou un circuit, qui prendrait en entrée un flot de données brutes et délivrerait en sortie des mosaïques d'images à grand champ. Nous détaillons les éléments critiques de ce système, en particulier la reconstruction d'images en temps réel, le recalage linéaire d'images et le recalage non linéaire, avant de présenter la structure du système complet. Les données brutes produites par la microscopie confocale fibrée sont difficiles à interpréter parce qu'elle sont modulées par la structure en nid d'abeille du réseau de fibres optiques et parce qu'elle sont entachées d'artefacts géométriques. Dans ce contexte, nous montrons qu'une reconstruction en temps réel des images peut être utilisée en pré-traitement afin de produire des séquences vidéos directement interprétables. Comme la microscopie confocale fibrée est une imagerie qui se fait au contact des tissus, le mouvement relatif du tissu par rapport à la sonde optique implique qu'il est parfois difficile d'obtenir de manière robuste certaines mesures quantitatives d'intérêt. Nous avons donc attaqué le problème du recalage linéaire, efficace et robuste de paires d'images. Nous montrons que des outils ré- cents provenant du domaine du contrôle robotique par la vision peuvent surpasser les solutions standards utilisées en analyse d'images biomédicales. L'adéquation de ces outils au problème du recalage linéaire d'images nous a amenés à revisiter le problème du recalage non-linéaire. En interprétant le recalage non-linéaire comme un problème d'optimisation sur un groupe de Lie, nous développons un algorithme rapide de recalage difféomorphe non-paramétrique d'images. En plus d'être dif- féomorphe, notre algorithme produit des résultats qui sont similaires à ceux de l'algorithme des démons de Thirion mais qui sont plus lisses et plus proche de la vérité. Finalement, nous obtenons une boîte à outils de reconstruction et de recalage d'images que nous utilisons pour proposer un algorithme robuste de création de mosaïques d'images qui permette de calculer un alignement globalement cohérent à partir de résultats locaux, de compenser les distorsions liées au mouvement et de retrouver les déformations non-rigides. Par ailleurs, notre algorithme de mosaïques d'images a récemment été incorporé dans un essai clinique multicentrique. Cet essai illustre l'intérêt clinique de nos outils dans le cadre spécifique de la surveillance de l'oesophage de Barrett.
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Fonctions in vivo de la mucine Muc5b : création et caractérisation d'une lignée transgénique rapporteur Muc5b-GFP / In vivo functions of the Muc5b mucin : creation and characterization of a Muc5b‑GFP transgenic mouse reporterPortal, Céline 05 December 2016 (has links)
MUC5B, une des 5 mucines gélifiantes chez les mammifères, constitue la matrice de gels de mucus et est responsable des propriétés visco-élastiques de ces gels. Cette macromolécule est sécrétée par des cellules caliciformes dont la densité reflète l'homéostasie des épithéliums sécrétoires.L'objectif principal de ce travail de thèse était la création et la caractérisation d'une souris transgénique afin de suivre facilement la production in vivo de Muc5b. Le second objectif était de montrer, chez des souris mucoviscidosiques CftrΔF508, qu'une nutrition enrichie en acides gras polyinsaturés à longues chaînes (n-3) module la production de la mucine Muc5b, confirmant des résultats précédemment publiés sur la régulation transcriptionnelle du gène Muc5b chez des souris de type sauvage par ce régime alimentaire.Une souris transgénique Muc5b-GFP a été créée par insertion d'une séquence codant la GFP (pour « Green Fluorescent Protein ») à la place du codon Stop de Muc5b. Le profil d'expression de Muc5b a été déterminé ex vivo sur tissus et chez la souris anesthésiée. Muc5b est produit dans l'oreille moyenne, l’œil, la cavité nasale, la trachée, la vésicule biliaire, le cervix, ainsi que dans le poumon embryonnaire à E12,5. Nous apportons la preuve de concept que Muc5b-GFP est un biomarqueur de la densité des cellules à mucus dans un modèle de syndrome de l’œil sec où nous mesurons, chez la souris anesthésiée, une diminution de la densité en cellules caliciformes qui est restaurée par application topique d'interleukine 13. La souris Muc5b-GFP est donc un modèle pré-clinique pour suivre la production de la mucine et la densité de cellules caliciformes. Dans le modèle murin CftrΔF508, nous montrons qu'une supplémentation à long terme en acides gras polyinsaturés à longues chaînes (n-3) n'influence pas le taux d'expression de Muc5b suite à une inflammation pulmonaire aiguë, mais améliore l'histologie pulmonaire et module la réponse inflammatoire. / MUC5B, one of the 5 gel-forming mucins in mammals, is part of the mucus gels and responsible of the visco-elastic properties of these gels. The density of goblet cells, which secrete this macromolecule, reflects the homeostasis of secretory epitheliums.The main goal of this thesis was the creation and characterization of a transgenic mouse to easily follow in vivo the production of Muc5b. The second goal was to show that, as previously reported by the laboratory in wild-type mice, a (n-3) long chain polyunsaturated fatty acid enriched diet modulates the production of Muc5b in the cystic fibrosis mouse model CftrΔF508.A Muc5b-GFP transgenic mouse was created by replacing the Stop codon of Muc5b with a GFP (Green Fluorescent Protein) coding sequence. Muc5b expression pattern was studied ex vivo in tissues and in anaesthetized mouse. Muc5b is produced in middle ear, eye, nasal cavity, trachea, gallbladder, cervix, and in embryonic lung at E12.5. As a proof-of-concept, we show that Muc5b-GFP is a biomarker of goblet cell density in a dry eye model. In anaesthetized mice, we measured a decreased goblet cell density after dry eye induction, which was restored by interleukin 13 topical application. Muc5b-GFP mouse is a preclinical model to follow the mucin production and goblet cell density. In the cystic fibrosis mouse model CftrΔF508, we show that a long term (n-3) long chain polyunsaturated fatty acid supplementation has no effect after an acute pulmonary inflammation on the Muc5b expression level, but induces an improvement of lung histology and a modulation of the inflammatory response.
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A Novel Technique to Improve Anastomotic Perfusion Prior to Esophageal Surgery: Hybrid Ischemic Preconditioning of the Stomach. Preclinical Efficacy Proof in a Porcine Survival ModelBarberio, Manuel, Felli, Eric, Pop, Raoul, Pizzicannella, Margherita, Geny, Bernard, Lindner, Veronique, Baiocchini, Andrea, Jansen-Winkeln, Boris, Moulla, Yusef, Agnus, Vincent, Marescaux, Jacques, Gockel, Ines, Diana, Michele 13 April 2023 (has links)
Esophagectomy often presents anastomotic leaks (AL), due to tenuous perfusion of gastric conduit fundus (GCF). Hybrid (endovascular/surgical) ischemic gastric preconditioning (IGP), might improve GCF perfusion. Sixteen pigs undergoing IGP were randomized: (1) Max-IGP (n = 6): embolization of left gastric artery (LGA), right gastric artery (RGA), left gastroepiploic artery (LGEA), and laparoscopic division (LapD) of short gastric arteries (SGA); (2) Min-IGP (n = 5): LGA-embolization, SGA-LapD; (3) Sham (n = 5): angiography, laparoscopy. At day 21 gastric tubulation occurred and GCF perfusion was assessed as: (A) Serosal-tissue-oxygenation (StO2) by hyperspectral-imaging; (B) Serosal time-to-peak (TTP) by fluorescence-imaging; (C) Mucosal functional-capillary-density-area (FCD-A) index by confocal-laser-endomicroscopy. Local capillary lactates (LCL) were sampled. Neovascularization was assessed (histology/immunohistochemistry). Sham presented lower StO2 and FCD-A index (41 ± 10.6%; 0.03 ± 0.03 respectively) than min-IGP (66.2 ± 10.2%, p-value = 0.004; 0.22 ± 0.02, p-value < 0.0001 respectively) and max-IGP (63.8 ± 9.4%, p-value = 0.006; 0.2 ± 0.02, p-value < 0.0001 respectively). Sham had higher LCL (9.6 ± 4.8 mL/mol) than min-IGP (4 ± 3.1, p-value = 0.04) and max-IGP (3.4 ± 1.5, p-value = 0.02). For StO2, FCD-A, LCL, max- and min-IGP did not differ. Sham had higher TTP (24.4 ± 4.9 s) than max-IGP (10 ± 1.5 s, p-value = 0.0008) and min-IGP (14 ± 1.7 s, non-significant). Max- and min-IGP did not differ. Neovascularization was confirmed in both IGP groups. Hybrid IGP improves GCF perfusion, potentially reducing post-esophagectomy AL.
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Thérapie cellulaire en endoscopie interventionnelle digestive / Cellular therapy in digestive interventional endoscopyRahmi, Gabriel 27 November 2015 (has links)
Le développement récent de l’endoscopie interventionnelle digestive nous a conduit à prendre en charge deux types de pathologies préoccupantes. Il s’agit d’une part des fistules digestives souvent responsables d’une morbi-mortalité élevée et d’autre part des sténoses œsophagiennes après résection tumorale endoscopique étendue. Dans ces deux situations, des phénomènes inflammatoires chroniques conduisent soit à l’absence de fermeture de la fistule soit à une fibrose importante responsable de sténose de l’œsophage. La thérapie cellulaire a déjà été utilisée pour diminuer ces phénomènes inflammatoires et entrainer une cicatrisation. La thérapie tissulaire par cellules souches organisées en construction 3D représente un avantage important en permettant de cibler le site d’action par dépôt direct du feuillet cellularisé. Notre objectif était d’évaluer l’effet thérapeutique de ces nouveaux outils pour fermer les fistules digestives et pour prévenir la survenue des sténoses œsophagiennes. La première étape a consisté a évaluer l’efficacité du traitement par des cellules souches mésenchymateuses provenant de moelle osseuse humaine, marquées puis organisées en doubles feuillets, dans un modèle de fistule entéro-cutanée post-chirurgicale chez la souris nude. L’évaluation clinique et en imagerie (IRM et microscopie confocale) a montré une meilleure cicatrisation avec une augmentation de la microvascularisation et une accélération de la fermeture de la fistule chez les souris greffées. Les effets observés semblent liés à une augmentation précoce de la synthèse des facteurs de réparation (EGF et le VEGF) et des cytokines anti-inflammatoires (TGF-ß2 et IL-10). Après avoir développé un modèle inédit de fistule oeso-cutanée chez le porc grâce à la mise en place par voie endoscopique et chirurgicale de prothèses plastiques entre la lumière œsophagienne et la peau, nous avons évalué l’efficacité thérapeutique d’un gel contenant des vésicules extracellulaires issues de cellules souches isolées du tissu adipeux de porc. Ce gel injecté dans la fistule par voie endoscopique a permis la fermeture des fistules. Enfin, la troisième partie de notre travail a consisté à évaluer l’efficacité de la greffe allogénique de doubles feuillets de cellules souches mésenchymateuses pour prévenir la survenue des sténoses œsophagiennes dans un modèle porcin après dissection sous muqueuse étendue. Il existait une réduction significative du taux de sténose œsophagienne cicatricielle dans le groupe greffé avec une fibrose moins importante. En conclusion, l’effet paracrine antifibrosant des cellules souches mésenchymateuses organisées en feuillets est efficace à la fois pour fermer les fistules entéro-cutanées chez la souris et pour prévenir les sténoses œsophagiennes chez le porc. Un gel avec des vésicules extracellulaires issues des cellules souches a de la même façon un effet cicatrisant anti-inflammatoire permettant la fermeture des fistules œsophagiennes chez le porc. Ces résultats sont très encourageants et posent la question d’une évaluation future chez l’homme. / Recent developments in digestive interventional endoscopy lead us to manage two types of digestive disease. First, it is digestive fistulas associated in many cases with high morbi-mortality; and second is oesophageal stenosis after extended superficial endoscopic resection. In both situations, chronic inflammatory process resulted in delayed or no fistula healing for the first case or oesophageal stenosis due to fibrosis. Cellular therapy has proved to be successful in reducing the inflammatory process and to promote tissue healing. Tissue therapy with 3D construct stem cells represents a major advantage by allowing a direct adaptation on the right place. Our objective was to evaluate the therapeutic effect of new strategy to close the digestive fistula and to prevent oesophageal stenosis. First step was to evaluate the effect of labelled human bone marrow derived mesenchymal stem cells engraftment in the form of double cellsheet in a post-surgical fistula model in nude mice. Clinical and radiological (MRI and probe based confocal microscopy) evaluation showed a better fistula healing with higher microvascularization and a faster fistula closing in grafted mice. These effects appear to be related to an increase production of factors involved in tissue repair (EGF et le VEGF) and anti-inflammatory cytokines (TGF-ß2 et IL-10). We developed an unpublished eso-cutaneous fistula in a porcine model after plastic catheters placement by surgical and endoscopic way between the oesophageal lumen and the skin. We evaluated the therapeutic effect of a hydrogel with extracellular vesicles extracted from porcine adipose derived stem cells. The hydrogel with vesicles was injected into the fistula by endoscopy. Radiological and histological evaluation 15 days after injection showed a fistula tract closure in treated group.The third part of this work was to evaluate the effect of allograft of adipose derived stem cells 3D construct to prevent the stenosis after extended endoscopic submucosal dissection in a porcine model. There was a significant reduction of number and degree of stenosis with decrease fibrosis infiltration in the grafted group.In summary, thanks to their paracrine and antifibrotic effect, the mesenchymal stem cells organised as 3D construct allowed fistula closure in an entero-cutaneous model in mice and prevention of stenosis after extended oesophageal submucosal dissection in a porcine model. Moreover, endoscopic hydrogel and extracellular vesicles injection allowed oesophageal fistula healing in a porcine model. These promising results pose the challenge of future clinical studies.
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Imagerie endoluminale multimodale IRM-optique pour la caractérisation et la stadification in vivo des anomalies tissulaires colorectales / Multimodal imaging combining MRI and optics for in vivo assessment of colorectal abnormalitiesDorez, Hugo 28 November 2016 (has links)
Le diagnostic des pathologies du tube digestif pouvant favoriser la survenue du cancer colorectal(CCR) telle que les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) est un enjeu majeur de santé public. Un meilleur suivi du patient – impactant notamment le pronostic vital – et une meilleure compréhension de la physiopathologie de ces maladies reposent en partie sur l'émergence de nouvelles techniques diagnostiques. Dans ce contexte, ce manuscrit décrit les développements instrumentaux et méthodologiques combinant séquentiellement au sein d'un même protocole un examen par IRM endoluminale avec un examen associant l'endoscopie conventionnelle, la spectrophotométrie optique et l'endomicroscopie confocale. Les capteurs et procédures développés ont été caractérisés in vitro sur des modèles organiques puis évalués au cours de deux suivis longitudinaux sur un modèle de colite induite chimiquement chez le petit animal. Cette démarche s'inscrit dans les développements récents de techniques multimodales applicables chez des modèles animaux pour des études méthodologiques ou chez l'Homme. La première partie du manuscrit décrit un panorama de l'anatomie rectocolique ainsi que des MICI et du CCR. Les moyens diagnostics actuels utilisés de manière régulière en clinique sont également présentés. La seconde partie décrit précisément les développements instrumentaux et méthodologiques réalisés en IRM et en optique ainsi que les différentes études in vivo qui ont été menées afin d'évaluer le potentiel de la multimodalité IRM – optique. Enfin, la troisième partie de ce manuscrit présente et discute les résultats obtenus au cours de ces différentes études pour les différentes modalités. En conclusion, l'apport de nouveaux outils diagnostiques tels que présentés dans ce manuscrit permettant d'accroître la sensibilité de détection et de caractérisation des lésions tissulaires colorectales est démontré / The diagnosis of gut-inflammatory conditions such as inflammatory bowel disease (IBD), that may lead into colorectal cancer (CRC), is a major public health issue. The emergence of novel imaging-based diagnosis technics helps to improve patients’ following-up but also the growth mechanisms of such conditions. In this context, the present manuscript describes a protocol that includes sequentially endoluminal MRI examination with conventional endoscopy, optical spectroscopy and confocal endomicroscopy. The dedicated developed instrumentation has been first characterized on organic models and then evaluated in vivo on a mouse model of colitis during two longitudinal studies. This project aims to propose methodological developments offering new ways of investigating complex mechanisms on mouse models and that could be further transposed to Human. The first part of this manuscript describes an overview of the colon and rectum anatomy as well as the main characteristics of IBD and CRC. The diagnostic imaging tools that are mainly use in clinical environment for the detection, description and staging of colorectal abnormalities are then presented. The second part describes the development of endoluminal MRI with dedicated coils and the development of optical modalities. In order to assess the potential of the proposed protocol, the different in vivo studies carried out during this project are detailed. Finally, the last part of the document shows and discusses the results obtained for each and cross modalities in this context. In conclusion, bringing new ways of imaging gut diseases to increase the sensitivity of the diagnosis and enhance the morphological description of colorectal abnormalities was demonstrated
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