Nouvelle approche en imagerie mandibulaire des cancers de la cavité buccale

New approach on mandibular imaging of head and neck cancers

• Auteur / Autrice : Raphaël Lopez
• Direction : Pierre Payoux, Pierre Gantet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Radiophysique et imagerie médicales
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie

Mandibule

Cancer

Bouche

Mots clés libres

Imagerie osseuse

Quantification

Carcinome épidermoide

Mandibule

Résumé

Dans le bilan d'extension des cancers de la cavité buccale, parmi les différentes modalités d'imagerie mandibulaire actuellement utilisées en pratique clinique courante, aucune n'apporte la confirmation de l'atteinte osseuse mandibulaire, et, dans un tel cas, les limites précises de cette atteinte. L'objectif de ce travail de thèse est d'étudier cette problématique, et de proposer au clinicien une méthode de visualisation et de délimitation de ces atteintes osseuses mandibulaires. Ce travail repose sur l'utilisation des images fonctionnelles de tomographie par émission de positons (TEP) couplées aux images anatomiques scanner X (images hybrides TEP/CT). Alors que le radiopharmaceutique à ce jour le plus utilisé dans un bilan d'extension d'un cancer est le 18F-FDG, nous avons proposé dans le cadre de cette thèse d'évaluer un marqueur osseux plus spécifique, le 18F-NaF. Pour l'analyse quantitative des images un logiciel spécifique de visualisation et de traitement des images mandibulaires de TEP/CT au 18F-FDG et au 18F-NaF a été développé puis évalué dans le cadre de cette thèse. Ce logiciel comporte plusieurs paramètres de réglage. L'étude de ces paramètres a nécessité un travail à la fois sur données physiques et sur des données cliniques de patients. La première étape dans l'évaluation du logiciel fut sur pièce osseuse mandibulaire, excluant tout parasitage par une activité radioactive osseuse d'origine non mandibulaire. Nous avons montré que le logiciel est capable de fournir des mesures précises, non déformées, sur une image linéaire de la mandibule. Il a également permis de confirmer que le référentiel spatial utilisé est suffisamment fiable pour pouvoir l'utiliser lors d'une étude clinique. L'évaluation clinique repose sur 15 patients ayant subi une mandibulectomie. La délimitation par le logiciel de l'extension tumorale osseuse, mesurée à partir des images TEP/CT au 18F-FDG et au 18F-NaF de ces patients avant exérèse, a été comparée aux données issues des analyses histologiques des pièces de mandibulectomie. Cette étude a permis, d'une part de comparer les deux radiopharmaceutiques, et d'autre part de proposer les valeurs de réglages du logiciel permettant d'optimiser son fonctionnement en vue d'une utilisation en pratique clinique quotidienne. En conclusion, cette thèse a permis de valider une nouvelle approche en imagerie mandibulaire des cancers de la cavité buccale, en montrant d'une part que le radiopharmaceutique de choix dans la quantification de l'atteinte osseuse mandibulaire d'un cancer de la cavité buccale est le 18F-NaF, et en montrant d'autre part qu'un logiciel bien paramétré est capable de délimiter avec suffisamment de précision les limites de l'exérèse. Enfin, plusieurs perspectives de recherches sont envisagées en conclusion de ce travail.

In the staging of cancers of the oral cavity, including the various mandibular imaging modalities currently used in clinical practice, none provides confirmation of the mandibular bone involvement and in such a case, the precise limits of the infringement. To address this problem, it is proposed to use positron emission tomography: (PET) and the hybrid images produced (PET/CT). If the radiopharmaceutical to date the most widely used is the 18F-FDG, it is proposed to evaluate a specific bone marker 18F-NaF. At the present time no method of accurate quantification has been proposed to assist in head and neck cancer delineation on the PET image. The aims of this work are to propose a new method of quantification of radioactive activity in mandibular PET imaging of squamous cell carcinoma of the oral cavity, with an innovative FDG/NaF image analysis using dedicated software and evaluation thereof by clinical study in order to validate it. First, this research has insisted the different stages in the software. Use and optimal viewing software were made on a phantom (mandibular bone specimen) excluding any interference by bone radioactivity's non-mandibular origin. The use of images from patients has shown the accuracy of quantification by comparison with data from histopathological mandibulectomy specimen. The evaluation software is essential with the aim of validating it. The assessment shows that the software provides precise measurements, undistorted, on a linear image of the mandible. He also confirmed that the spatial reference system used is reliable enough to propose it in a clinical study of 15 patients. This study had several objectives on the one hand provide the radiopharmaceutical of choice for the quantification of radioactivity in mandibular bone with cancer of the oral cavity, on the other hand offer the threshold values quantification and the isocontour value for optimal operation of the software for use in daily clinical practice. The radiopharmaceutical of choice is the 18F-NaF, the best threshold value quantification is 3 and the value of isocontour is 700. By the phantom and the clinical studies, we were able to validate this new approach in mandibular imaging cancers of the oral cavity. This work is in itself a source of research by multiple perspectives considered.