Développement de la mini gamma caméra TreCam pour assister le traitement chirurgical du cancer du sein

The Tumor Resection Camera, an imaging probe for radio-guided surgery in breast cancer

• Auteur / Autrice : Estelle Netter
• Direction : Yves Charon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Champs, particules, matières (Physique, Imagerie)
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 7
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Particules, Noyaux, Cosmos (Paris ; 2009-2015)
• Jury : Président / Présidente : Florence Gazeau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florence Gazeau, Sébastien Jan, Emmanuel Barranger, David Brasse, Françoise Kraeber-Bodéré
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : David Brasse, Françoise Kraeber-Bodéré

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sein -- Chirurgie

Caméras à rayons gamma

Détecteurs de photons

Radiochirurgie

Mots clés libres

Radio-imageur TReCam

Imaging probe TReCam

Imagerie per-opératoire

Intraoperative imaging

Résumé

Lors du traitement chirurgical du cancer, comme la qualité de l'exérèse conditionne directement le résultat thérapeutique et esthétique de la procédure, la localisation précise des foyers tumoraux est un enjeu majeur pour le chirurgien. L'avènement de la chirurgie radioguidée s'inscrit dans ce contexte. Elle permet l'introduction en bloc opératoire de compteurs de radioactivité destinés à aller au contact des sites d'incision pour repérer les lésions d'intérêt préalablement radio-marquées. Mon travail de doctorat porte sur le développement d'un radio-imageur TReCam (Tumor Resection Camera), qui vient renforcer la capacité de détection de ces compteurs dont les performances sont insuffisantes dans certaines situations cliniques complexes. En vue de l'application clinique visée, et après une caractérisation instrumentale extensive de chacun des composants, notre choix s'est tourné pour TReCam vers la combinaison d'un collimateur à trous parallèles, d'un scintillateur continu à haut rendement lumineux (LaBr3(Ce)) et d'unphotomultiplicateur multi-anodes lu par une électronique multi-voies. Cette stratégie instrumentale a permis, à travers la connaissance de la morphologie de l'événement lumineux, d'optimiser les performances en imagerie à 140 keV expérimentalement et par simulations Monte — Carlo. Enfin, ce travail inclut également les résultats préliminaires de l'étude clinique observationnelle actuellement en cours avec TReCam dans un hôpital de l'assistance publique Lariboisière, sur un effectif de 30 patientes atteintes de tumeurs non palpables du sein et nécessitant une procédure de ganglion sentinelle.

As surgical management of cancer relies on a complete excision of tumors, surgeons need to know the precise location and size of tumoral lesions. In that context, radio-guided surgery procedures are based on the combined use of radiotracers for tumor labelling and intra-operative hand-held detection probes. In order to reinforce their detection efficiency in the operating room, this work aims at setting up a new compact imaging probe TReCam (Tumor Resection Camera) to assist in perfornning surgical excision procedures. This new camera takes advantage of both rccent progress in multi-channel photodetector read-outs (MAPMT) and the development of new scintillating crystals with high luminous yield (LaBr3(Ce)). The use of these particular devices allowed us to optimize the imaging performances of TreCam at 140 keV on experimental and Monte - Carlo simulated data, through the knowledge of the spatial distribution of light on the MAPMT. We also presents preliminary results of the clinical trial led with TreCam at Lariboisière hospital including 30 patients with nonpalpable breast cancers who need sentinel node biopsy.