Les techniques d’ablations percutanées sont des procédés de radiologie interventionnelle ayant pour objectif la prise en charge mini invasive des pathologies tumorales. La technique la plus répandue est la radiofréquence. De nouvelles techniques (micro-ondes et la cryothérapie) ont fait leur apparition récemment élargissent le champ des possibles. A travers ce travail nous avons mis en avant différentes innovations significatives dans la prise en charge des patients tout au long de leur parcours. Nous avons tenté de montrer que les techniques émergentes telle que les micro-ondes sont des techniques fiables et reproductibles à condition que les volumes d'ablation soient déterminés in vivo. La sécurisation des procédures et la diminution des taux de complications constitue un point important permettant de renforcer le caractère mini invasif des ce techniques. Nous avons réussi à étudier la physiopathologie des pneumothorax survenus aux décours des radiofréquences pulmonaires, montré que la simple visualisation d'un trajet de RF après retrait de l'aiguille constituait un facteur de risque indépendant de pneumothorax et de mise en place de drain thoracique. Nous avons proposé une méthode originale permettant de combler ces trajets et montré le bénéfice significatif pour le patient en termes de survenue de pneumothorax et de mise en place de drain thoracique. Nous nous sommes enfin intéressés aux nouvelles modalités de suivi des patients, et notamment à l'émergence du scanner double énergie dans le suivi de ces patients pour lesquels il n'existe aucune modalité d'imagerie permettant de dépister les récidives précoces. / Percutaneous ablative techniques are interventional radiology procedures aimed at minimally invasive management of tumors. The most common technique is radiofrequency. New techniques (microwaves and cryotherapy) have emerged recently. Through this work we have put forward various significant innovations in the care of patients. We have tried to show that emerging techniques such as microwaves are reliable and reproducible techniques. The safety of procedures and the reduction of complication rates is an important point to reinforce the minimal invasiveness of these techniques. We have successfully studied the pathophysiology of pneumothoraxes occurring during pulmonary radiofrequency defects and showed that the simple visualization of an RF path after removal of the needle constituted an independent risk factor for pneumothorax and the placement of a thoracic drain. We proposed an original method to fill these pathways and showed significant benefit for the patient in terms of pneumothorax and chest tube placement. Finally, we were interested in the new ways of monitoring patients, and role of dual energy scanner in the follow-up of those patients for whom there is no imaging modality to detect early recurrences

Thèse de doctorat : Sciences pour l'Ingénieur. Robotique : Strasbourg 1 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 169-179.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine. Radiodiagnostic et imagerie médicale : Nantes : 2008. / Bibliogr.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine vétérinaire : Toulouse 3 : 2008. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p. 107-128.

Conformément au constat de l’OMS, il existe en France, comme ailleurs, des différences de santé entre différents groupes de population, qui découlent des conditions sociales dans lesquelles les gens naissent, grandissent, vivent, travaillent et vieillissent».En France, la réduction des inégalités sociales de santé est une priorité politique affichée, au travers notamment, des plans cancers successifs, les cancers étant les principales pathologies pourvoyeuses d’inégalités. Ces plans ont permis la mise en place du dépistage organisé du cancer colorectal et du cancer du sein, pour lesquels les inégalités sociales et territoriales de participation ainsi que les facteurs de non adhésion sont bien documentés et constituent autant de cibles potentielles pour des interventions. Cette thèse a pour objectif d’apporter des connaissances et des preuves nouvelles afin d’orienter les politiques et l’organisation du dépistage des cancers en se basant sur des éléments fondés, en particulier pour la réduction des inégalités sociales et territoriales. Elle présente deux études. PRADO est une étude d’intervention à unité de randomisation collective (Ilots Regroupés pour l’Information Statistique (IRIS)) multicentrique, stratifiée sur le caractère urbain/rural et la précarité des IRIS et conduite en deux groupes parallèles (Intervention vs Témoin), de 2011 à 2013 en Picardie. Dans le bras intervention, en complément des modalités usuelles du dépistage organisé du cancer colorectal un accompagnateur au dépistage a contacté par téléphone les sujets n’ayant pas réalisé le test de dépistage sur les deux campagnes précédentes. L’étude a montré que cette intervention a permis d’augmenter la participation et a identifié les conditions dans lesquelles ce type d’intervention pourrait réduire les inégalités sociales. La deuxième étude évalue l’intérêt d’un sénographe mobile (le mammobile) dans le cadre du dépistage organisé du cancer du sein. Une analyse rétrospective du mammobile de l’Orne sur 5 campagnes de dépistage montre que ce dispositif permet de réduire les inégalités sociales et territoriales de participation au dépistage. Le principe d’universalisme proportionné, le caractère multiniveau et intersectoriel de l’intervention, l’application du principe de littéracie et le respect du choix éclairé apparaissent comme les fondements d’une politique de santé publique visant à réduire les inégalités sociales dans le domaine du cancer. Le mode optimal d’évaluation de ces interventions dites complexes reste un enjeu de recherche majeur. / In accordance with the WHO's observation, there are differences in health between different population groups in France, as elsewhere, which result from the social conditions in which people are born, grow, live, work and age.In France, the reduction of social inequalities in health is a political priority, notably through successive cancer plans, with cancers being the main pathologies that provide inequalities. These plans have led to the introduction of organized screening for colorectal cancer and breast cancer, for which social and territorial inequalities of participation as well as non-adherence factors are well documented and constitute potential targets for interventions. This thesis aims to provide new knowledge and evidence to guide the policies and organization of cancer screening based on evidence, particularly for the reduction of social inequalities and territorial. She presents two studies. PRADO is an interventional study with a collective randomization unit (Grouped Islets for Statistical Information (IRIS)) multicentric, stratified on the urban / rural character and precariousness of IRIS and conducted in two parallel groups (Intervention vs Control), from 2011 to 2013 in Picardy. In the intervention arm, in addition to the usual modalities of organized screening for colorectal cancer, a screening assistant contacted by telephone those who did not carry out the screening test in the two previous round. The study showed that this intervention has increased participation and identified the conditions under which this type of intervention could reduce social inequalities. The second study evaluates the interest of a mobile radiography (the mammobile) in organized breast cancer screening. A retrospective analysis of the Orne device on five screening rounds shows that this device makes it possible to reduce the social and territorial inequalities of participation in screening. The principle of proportional universalism, the multilevel and intersectorial nature of intervention, the application of the principle of literacy and respect for informed choice appear as the foundations of a public health policy aimed at reducing social inequalities in the cancer field. The optimal mode of evaluation of these so-called complex interventions remains a major research issue.

La prévention des effets biologiques radio-induits en radiologie interventionnelle nécessite une estimation complète de l’exposition à la peau et aux organes du patient. Dans ce contexte, un logiciel permettant une reconstruction post-opératoire précise et rapide de la dosimétrie du patient par méthode Monte Carlo, a été développé. L’utilisation de techniques de réduction de variance et de navigation voxélisée avancées permet une amélioration significative du temps de calcul. Des fantômes anthropomorphes de dernière génération, couplés à la lecture des paramètres d’irradiation, permettent une prise en compte réaliste de l’anatomie du patient et de la géométrie de la machine. La précision de la modélisation Monte Carlo associée à un temps d’exécution réduit ainsi qu’à une complète automatisation rend cet outil particulièrement adapté à un calcul systématique en radiologie interventionnelle. / The prevention of the radio-induced biological effects in interventional radiology require a complete estimation of the patient skin and organs exposition. In this context, a software allowing a precise and fast postoperative reconstruction of the patient’s dosimetry using the Monte Carlo method was developed. The use of advanced methods of variance reduction and voxelized navigation allows a significant improvement in computing time. Last generation anthropomorphic phantoms, coupled with the reading of the irradiation parameters, allow to take realistic account of the patient's anatomy and the geometry of the machine. The precision of the Monte Carlo modelization associated with a reduced execution time as well as a complete automation makes this tool particularly suitable for a systematic calculation in interventional radiology.

Thèse de doctorat : Productique, automatique et informatique industrielle : Lille 1 : 2001. / Résumé en français et en anglais. Bibliogr. f. 129-148.

Ce mémoire présente des algorithmes de reconstruction conçus pour le développement de nouveaux systèmes d'imagerie par rayons X adaptés aux contraintes du bloc opératoire, notamment pour guider des interventions orthopédiques telles que le vissage pédiculaire. Après une présentation du contexte médical et technologique, nous rassemblons les principaux résultats de tomographie 2D permettant de comprendre les spécificités des problèmes de tomographie à données tronquées ; le comportement souvent très satisfaisant de la méthode de rétroprojection filtrée, d'ordinaire ignoré en tomographie locale, est notamment souligné. Un état de l'art sur l'utilisation des ondelettes en tomographie 2D est ensuite dressé, dans lequel nous mettons en évidence l'existence de liens forts entre des travaux adaptés de la méthode de rétroprojection filtrée et les approches de type ondelettes-vaguelettes. Une nouvelle méthode d'inversion de la transformée de Radon par ondelettes est ensuite proposée, bâtie à partir de résultats théoriques établis par M. Holschneider : nous montrons que cette nouvelle méthode se prête très bien au traitement de données locales (aussi bien pour le problème intérieur que pour le problème à angle limité). Nous présentons enfin une approche totalement différente, dans laquelle est reconstruite la surface d'une vertèbre à partir de deux images fluoroscopiques et d'un modèle statistique de surface de vertèbre; nous utilisons différents détecteurs de contours pour traiter les images fluoroscopiques (par ondelettes, ou avec des contours actifs), et montrons qu'ils conduisent à des résultats de reconstruction satisfaisants sur un fantôme numérique.

La maladie coronarienne athérosclérotique constitue la principale cause de mortalité au monde. Les interventions coronariennes percutanées occupent une place de choix parmi les modalités diagnostiques et thérapeutiques offertes aux patients et nécessitent à ces fins l’utilisation de rayons X. Or, les effets délétères résultant d’une exposition aux rayons X comptent parmi les risques auxquels sont exposés les patients et le personnel médical lors d’une intervention coronarienne percutanée. Dans le but de minimiser ces risques, il convient de s’intéresser à l’identification, puis à l’optimisation des facteurs influençant l’exposition à la radiation. Parmi ceux-ci, un accès vasculaire via l’artère radiale a été associé de façon inconstante à une exposition accrue, bien qu’il soit de plus en plus adopté à l’échelle mondiale. D’autres facteurs ont également été décrits, mais il n’existe pas à ce jour de classification pratique axée sur les facteurs modifiables par l’hémodynamicien au chevet du patient. Cette thèse avait donc pour objectif l’identification de facteurs techniques modifiables influençant l’exposition à la radiation des patients en cardiologie interventionnelle ainsi que la formulation de recommandations cliniques visant leur optimisation dans une perspective de réduction des risques. Quatre volets indépendants et complémentaires, correspondant à autant d’études publiées dans des journaux scientifiques avec comité de pairs, ont été entrepris à l’Institut universitaire de cardiologie et de pneumologie de Québec afin d’étudier l’influence de la séquence d’intervention, du nombre et du type de cathéters, de la cadence d’images et de la voie d’accès artérielle sur l’exposition à la radiation. Le temps de fluoroscopie et le produit dose-surface ont été utilisés comme principales mesures de l’exposition à la radiation. Les résultats obtenus suggèrent que la séquence d’intervention n’influence pas l’exposition des patients à la radiation, mais que l’usage de cathéters spécifiques et d’une cadence d’images en fluoroscopie à 7,5 images par seconde sont associés à une réduction de l’exposition des patients. La voie d’accès transradiale est quant à elle associée à une légère hausse de l’exposition à la radiation comparativement à la voie transfémorale, mais les répercussions cliniques de ce surplus semblent peu significatives pour le patient. En conclusion, l’optimisation de facteurs techniques modifiables permet de réduire l’exposition à la radiation des patients en cardiologie interventionnelle et réitère l’importance de l’adoption de bonnes pratiques de radioprotection. / Coronary artery disease is the leading cause of mortality throughout the world. Percutaneous coronary interventions are increasingly used as diagnostic and therapeutic tools applied to patient care. The use of X-rays is mandatory to perform these procedures. The side effects of radiation exposure are amongst the risks to which patients undergoing a percutaneous coronary intervention are exposed. In order to minimize these risks, one must identify and optimize factors influencing radiation exposure. Amongst them, the radial vascular access site has been inconsistently associated with an increased exposure, even if it is increasingly adopted worldwide as the primary access site. Other factors have also been identified, yet a clinical classification based on their optimization potential by the physician at patient’s bedside remains to be described. The aims of this thesis were identification of technical factors that could be modified at patient’s bedside and formulation of clinical recommendations influencing patient’s radiation exposure. Four independent and complementary projects have been proposed targeting revascularization strategy, catheters number and type, fluoroscopy acquisition rate and vascular access site as potential factors influencing radiation exposure. All studies were lead at Institut universitaire de cardiologie et de pneumologie de Québec. Fluoroscopy time and dose-area product were used as surrogate indicators of radiation exposure. Our results imply that the revascularization strategy did not influence radiation exposure, but that the use of a multiple catheters approach and a 7.5 images per second low-rate fluoroscopy were associated with a reduction of patient’s radiation exposure. Transradial access was associated with a modest increase in radiation exposure when compared with transfemoral access, but the clinical significance of this small increase is uncertain and unlikely to outweigh the clinical benefits of transradial access. In conclusion, identification of technical factors associated with a reduction in radiation exposure enables the formulation of clinical recommendations aiming at risk minimization for the patient and encourages good radiation protection practices.

L'ablation des tissus par hyperthermie locale guidée par IRM est une technique prometteuse pour le traitement du cancer et des arythmies cardiaques. L'IRM permet d'extraire en temps réel des informations anatomiques et thermiques des tissus. Cette thèse a pour objectif d'améliorer et d'étendre la méthodologie existante pour des interventions sur des organes mobiles comme le rein, le foie et le coeur. La première partie a été consacrée à l'introduction de l'imagerie rapide (jusqu'à 10-15 Hz) pour le guidage de l'intervention par IRM en temps réel. L'utilisation de cartes graphiques (GPGPU) a permis une accélération des calculs afin de satisfaire la contrainte de temps réel. Une précision, de l'ordre de 1°C dans les organes abdominaux et de 2-3°C dans le coeur, a été obtenue. Basé sur ces avancées, de nouveaux développements méthodologiques ont été proposés dans une seconde partie de cette thèse. L'estimation du mouvement basée sur une approche variationnelle a été améliorée pour gérer la présence de structures non persistantes et de fortes variations d'intensité dans les images. Un critère pour évaluer la qualité du mouvement estimé a été proposé et utilisé pour auto-calibrer notre algorithme d'estimation du mouvement. La méthode de correction des artefacts de thermométrie liés au mouvement, jusqu'ici restreinte aux mouvements périodiques, a été étendue à la gestion de mouvements spontanés. Enfin, un nouveau filtre temporel a été développé pour la réduction du bruit sur les cartographies de température. La procédure interventionnelle apparaît maintenant suffisamment mature pour le traitement des organes abdominaux et pour le transfert vers la clinique. Concernant le traitement des arythmies cardiaques, les méthodes ont été évaluées sur des sujets sains et dans le ventricule gauche. Par conséquent, la faisabilité de l'intervention dans les oreillettes mais aussi en présence d'arythmie devra être abordée. / MR-guided thermal ablation is a promising technique for the treatment of cancer and atrial fibrillation. MRI provides both anatomical and temperature information. The objective of this thesis is to extend and improve existing techniques for such interventions in mobile organs such as the kidney, the liver and the heart. A first part of this work focuses on the use of fast MRI (up to 10-15 Hz) for guiding the intervention in real time. This study demonstrated the potential of GPGPU programming as a solution to guarantee the real time condition for both MR-reconstruction and MR-thermometry. A precision in the range of 1°C and 2-3°C was obtained in abdominal organs and in the heart, respectively. Based on these advances, new methodological developments have been carried out in a second part of this thesis. New variational approaches have proposed to address the problem of motion estimation in presence of structures appearing transient and high intensity variations in images. A novel quality criterion to assess the motion estimation is proposed and used to autocalibrate our motion estimation algorithm. The correction of motion related magnetic susceptibility variation was extended to treat the special case of spontaneous motion. Finally, a novel temporal filter is proposed to reduce the noise of MR-thermometry measurements while controlling the bias introduced by the filtering process. As a conclusion, all main obstacles for MR-guided HIFU-ablation of abdominal organs have been addressed in in-vivo and ex-vivo studies, therefore clinical studies will now be realized. However, although promising results have been obtained for MR-guided RF-ablation in the heart, its feasibility in the atrium and in presence of arrhythmia still remains to be investigated.