La perfusion intestinale est un facteur clé dans la guérison des anastomoses digestives. L'évaluation clinique de la perfusion demeure subjective et s’avère insuffisante pour prédire les complications anastomotiques, quelle que soit l'expérience du chirurgien. La vidéographie par fluorescence peut fournir une évaluation en temps réel de la perfusion intestinale. Suite à l'administration systémique d'une substance fluorescente, il est possible d’évaluer les unités de fluorescence, lorsque la zone d'intérêt est illuminée par une source de lumière spécifique. La présence de fluorescence est un marqueur de perfusion tissulaire mais cela reste une donnée subjective. Pour obtenir des données quantitatives, nous avons mis au point une solution d'analyse assistée par ordinateur permettant l'évaluation intraopératoire du site optimal de résection. Le logiciel peut générer une cartographie virtuelle de perfusion et celle-ci peut être superposée aux images laparoscopiques en pour obtenir l'effet de réalité augmentée. Cette thèse décrit le développement progressif de ce concept. / Pre-anastomotic bowel perfusion is a key factor for a successful healing process. Clinical evaluation of bowel perfusion is subjective and not accurate at predicting anastomotic complications, irrespective of the surgeon’s experience. Fluorescence videography analysis can provide real-time evaluation of bowel perfusion. Following the systemic administration of a fluorescent substance, fluorescence videography can compute the units of fluorescence, when the area of interest is illuminated by a specific light source. Fluorescence intensity is a marker of blood supply to the tissue. However, fluorescence intensity alone remains a subjective approach. We have developed a software solution enabling quantitative estimation of bowel perfusion, for intra-operative evaluation of the optimal resection site. The software can generate a “virtual perfusion cartography”, which can be overlapped onto real-time laparoscopic images to obtain the Enhanced Reality effect. This thesis describes the stepwise development of such concept.

Les cancers ovariens se distinguent par leur faible incidence, associée à une mortalité élevée, et représente la cinquième cause de mortalité par cancer pour la population féminine. Cette mortalité est due principalement à l’absence de symptômes aux stades précoces des cancers ovariens, retardant leur diagnostic, majoritairement posé lorsqu’une carcinomatose péritonéale est installée. La cavité abdominale est alors envahie par de nombreuses métastases. Le traitement de référence est la chirurgie de cytoréduction complète et la chimiothérapie par voie intraveineuse. Lors de la chirurgie, le chirurgien doit inspecter la totalité de la surface de la cavité péritonéale, et éliminer des tumeurs de toutes tailles, mêmes submillimétriques. Faute de pouvoir détecter toutes les métastases, la cytoréduction est souvent partielle, avec pour conséquence une diminution des chances de guérison. Afin de guider le chirurgien et améliorer le pourcentage de cytoréduction complète, des sondes fluorescentes, conçues pour marquer spécifiquement les tumeurs, ont été développées. Malgré des résultats encourageants, ces sondes souffrent de nombreuses limitations en termes de brillance, de stabilité, et de modularité. Dans ce contexte, de nombreuses nanoparticules, capables de passer outre ces limitations, suscitent un grand intérêt. Parmi celles-ci, des nanocristaux semi-conducteurs, appelés quantum dots, se distinguent par une brillance exceptionnelle. Notre étude s’est basée sur ces quantum dots, associés à un agent de ciblage de référence pour les cancers ovariens, le folate. D’abord testées sur modèles cellulaires et tumoraux in vitro, ces nanoparticules ont démontré de bonnes capacités d’imagerie. Ces propriétés ont ensuite été expérimentées sur modèle murin de carcinomatose péritonéale. Enfin, la bioaccumulation des quantum dots restant un obstacle à leur application clinique, différentes alternatives ont été appliquées pour tenter d’obtenir leur excrétion / Ovarian cancers have a low incidence but a high mortality rate, making them the fifth cause of death by cancer for female population. This high mortality rate is associated with the absence of symptom at the early stage of ovarian cancer, often delaying the diagnosis to advanced stages, mainly peritoneal carcinomatosis. At this stage, metastases have already invaded the abdominal cavity. The reference treatment combines a complete cytoreduction surgery and intravenous chemotherapy. During the cytoreduction, the surgeon must inspect the whole peritoneal surface, and remove all of all sizes, even sub-millimetric. Because of the difficulty to detect and to remove every cancerous tissue, cytoreduction is frequently incomplete, thus reducing the recovery rate. To guide the surgeon and to increase the percentage of complete cytoreduction, fluorescent probes have been developed to target tumors specifically. Despite encouraging results, these probes suffer from many limitations such as low brightness, weak stability and cumbersome modularity. In this context, nanoparticles, that are able to outpass these limitations, have generated a growing interest. Among these nanoparticles, semiconductor nanocristals, called quantum dots, display an exceptional brightness. We investigated these quantum dots, associated with folate, a reference targeting agent for ovarian cancers. Firstly investigated on in vitro cellular and tumor model, folate targeted nanoparticles show encouraging imaging capabilities. These capabilites were also experimented on peritoneal carcinomatosis murine model. Finally, the main obstacle to quantum dot clinical application remains their bioaccumulation, therefore, different alternatives were explored to achieve excretion

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