Evaluation of visceral and anastomotic perfusion by means of fluorescence-based enhanced reality

Évaluation de la perfusion viscérale et anastomotique par réalité augmentée basée sur la fluorescence

• Auteur / Autrice : Barbara Seeliger
• Direction : Michele Diana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences médicales
• Date : Soutenance le 10/09/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mitochondrie, stress oxydant et protection musculaire (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Diemunsch
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michele Diana, Pierre Diemunsch, Luigi Boni, Ronan Cahill
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Luigi Boni, Ronan Cahill

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ischémie intestinale

Conception assistée par ordinateur

Perfusion

Réalité augmentée

Angiographie en fluorescence

Mots clés libres

Angiographie par fluorescence

Réalité augmentée basée sur la fluorescence

Évaluation de la perfusion assistée par ordinateur

Imagerie quantitative par fluorescence

Chirurgie guidée par fluorescence

Vert d’indocyanine

Perfusion tissulaire

Ischémie du côlon

Apprentissage automatique

Surrénalectomie postérieure

Rétropéritonéoscopique

Surrénalectomie mini-invasive

Modèle de formation

Fluorescence angiography

Fluorescence-based enhanced reality

Computer-assisted perfusion assessment

Quantitative fluorescence imaging

Fluorescence-guided surgery

Indocyanine green (ICG)

Tissue perfusion

Colon ischemia

Machine learning

Posterior retroperitoneoscopic adrenalectomy

Minimally invasive adrenalectomy

Training model

Résumé

La technique de réalité augmentée basée sur la fluorescence permet de quantifier la dynamique d’un signal fluorescent et de superposer une cartographie de perfusion aux images laparoscopiques en temps réel. Un modèle d’ischémie colique a été choisi afin de différencier différents types d’ischémie et l’extension d’une zone ischémique dans les différentes couches de la paroi. L’évaluation de la dynamique de fluorescence assistée par logiciel et couplée à une approche d’apprentissage automatique a permis de faire la distinction entre une ischémie d’origine artérielle et d’origine veineuse avec un bon taux de prédiction. Dans la seconde étude colique, les cartographies de perfusion ont clairement mis en évidence que l’étendue d’ischémie était significativement plus large du côté muqueux et risquait d’être sous-estimée avec une analyse exclusive du côté séreux. Deux études ont démontré que la technique d’imagerie par fluorescence permet de guider le chirurgien en temps réel au cours d’une chirurgie mini-invasive des glandes surrénales et que l’analyse quantitative effectuée avec le logiciel facilite la distinction entre les segments vascularisés et ischémiques.

The fluorescence-based enhanced reality approach is used to quantify fluorescent signal dynamics and superimpose the perfusion cartography onto laparoscopic images in real time. A colonic ischemia model was chosen to differentiate between different types of ischemia and determine the extension of an ischemic zone in the different layers of the colonic wall. The evaluation of fluorescence dynamics associated with a machine learning approach made it possible to distinguish between arterial and venous ischemia with a good prediction rate. In the second study, quantitative perfusion assessment showed that the extent of ischemia was significantly larger on the mucosal side, and may be underestimated with an exclusive analysis of the serosal side. Two further studies have revealed that fluorescence imaging can guide the surgeon in real time during minimally invasive adrenal surgery, and that quantitative software fluorescence analysis facilitates the distinction between vascularized and ischemic segments.