Développement des traitements HIFU guidés par IRM de température en temps réel : étude sur le foie et le rein

Development of HIFU ablation guided by real time MR temperature : study in liver and kidney

• Auteur / Autrice : Christophe Laurent
• Direction : Hervé Trillaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et médicales. Biologie cellulaire et physiopathologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Bordeaux 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rein

Ablation percutanée

Ultrasons en médecine

Thermothérapie

Tumeurs

Foie

Résumé

Le but de ce travail était de proposer une amélioration de l'efficacité et de la sécurité des HIFU sur des organes hypervascularisés et mobiles, en utilisant un monitorage de la température par IRM rapide et volumique. Une première étude a proposé une méthode quantitative pour estimer les coefficients thermiques sur rein de porc ex vivo traité par HIFU, avec modulation du débit artériel. L'excellente correspondance entre les résultats de la thermo-IRM rapide et le modèle de transfert de chaleur suggère que ce modèle est applicable pour décrire l'évolution spatio-temporelle de la température au sein d'organe hypervascularisé. Secondairement, un monitoring temps réel par thermo-IRM de la température au cours de chauffage HIFU sur des reins et des foies de porcs in vivo a été testé. Ce monitoring était réalisable avec une excellente résolution spatio-temporelle et le calcul des doses thermiques a confirmé que la dose létale pouvait être atteinte dans un organe hypervascularisé et mobile. Par ailleurs, il a été possible d'induire des lésions de nécrose dans le rein et le foie sans aucune brûlure cutanée. Enfin, une sonication volumétrique continue, utilisant la diffusion thermique tissulaire, a permis d'augmenter le volume de destruction tissulaire tout en diminuant la durée du traitement. Les développements en imagerie rapide et l'optimisation de la correction des mouvements devraient permettre d'améliorer les performances des ablathermies par HIFU et autoriser prochainement son utilisation en pratique clinique.

The aim of this work was to propose an improvement of HIFU efficacy and safety in highly perfused and mobile organs, using rapid and volumetric MRI thermometry. A first study proposed a quantitative estimation of thermal parameters in pig kidney ex vivo, treated by HIFU, under different arterial flow condition. The excellent correspondence between rapid thermo-MRI and the BHT showed that this model is applicable for describing the spatio-temporal evolution of temperature in highly perfused organ. Secondarily, the possibility to perform rapid and volumetric temperature monitoring, in real time, of HIFU ablations in the kidney and liver was tested. This monitoring was feasible with an excellent spatio-temporal resolution and calculation of thermal dose confirmed that the letal value could be reached in highly perfused and mobile organs. Moreover, it was possible to create necrotic area in kidney and liver without skin bun. Finally, continue volumetric sonication, using thermal diffusivity, allowed an increasing of ablated tissue volume in a limited time. Recent improvements in rapid imaging techniques and optimization of the motion correction might significantly improve the performances of HIFU ablation and allow its use soon in clinical practice.