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POCI : une caméra haute résolution pour le traitement chirurgical du cancer S. Pitre, E. Barranger, S. Bonzom, MA. Duval, R. Siebert, L. Ménard, Y. Charon.

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1 POCI : une caméra haute résolution pour le traitement chirurgical du cancer S. Pitre, E. Barranger, S. Bonzom, MA. Duval, R. Siebert, L. Ménard, Y. Charon. Journées Jeunes Chercheurs décembre 2003 Aussois JJC Aussois, Décembre 2003 Groupe Interfaces Physique Biologie

2 Les différentes thérapies en cancérologie Chimiothérapie Chirurgie Radiothérapie JJC Aussois, Décembre 2003

3 Traitement chirurgical du cancer assisté par radio-guidage : Principes Marquage de la lésion tumorale Détection Traceurs métaboliques Anticorps monoclonaux -caméra, tomographes TEP -caméra, tomographes TEP Émetteurs ou + Tumeur Injection dun produit radiopharmaceutique sensible au fonctionnement physiologique ou métabolique de la lésion en service de médecine nucléaire Cartographie de la distribution spatiale des radio-émetteurs Molécule traceuse + Radio-isotope en bloc opératoire JJC Aussois, Décembre 2003

4 - Systèmes de radio-détection miniaturisés - Efficacité de détection adaptée pour optimiser le temps dexploration du foyer opératoire - Résolution énergétique élevée pour améliorer le rapport signal/bruit du processus de détection - Résolution spatiale millimétrique JJC Aussois, Décembre 2003 Traitement chirurgical du cancer assisté par radio-guidage : Contraintes instrumentales

5 Cône de sensibilité Tissus non spécifiques Lésion tumorale Sonde Avantages : - compacité - sensibilité élevée au contact Limites : - sélectivité spatiale Cartographie radioactive du foyer opératoire - sensibilité 1 / d 2 Foie Estomac Tumeur Les sondes mono-pixel JJC Aussois, Décembre 2003

6 POCI : Per-Operative Compact Imageur (I) JJC Aussois, Décembre 2003

7 PSDCollimateur Scintillateur Électronique de lecture (4 voies) PSD Collimateur Scintillateur Galettes de microcanaux Écran de phosphore Électronique de lecture (4 voies) POCI : Per-Operative Compact Imageur (II) 1 cm JJC Aussois, Décembre 2003

8 Performances et caractéristiques de la caméra POCI Image dune matrice de trous de 1 mm de diamètre espacés de 6 mm - Efficacité : 280 cps/MBq - Résolution spatiale : 3.2 mm - Résolution énergétique : 32 % A 140 keV dans la version haute sensibilité - Champ de vue : 40 mm - Radio-isotopes : 99m Tc, 111 In, 125 I - Dimensions (H x F) : 9 x 9.5 cm - Poids : 1.2 kg Caractéristiques générales JJC Aussois, Décembre 2003

9 Le traitement chirurgical du cancer assisté par limageur POCI Enjeux :Évaluer lintérêt de limagerie per-opératoire Protocole : Biopsie du ganglion sentinelle Mélanomes malins; cancers du sein; poumon; colon … Méthode : Étude comparative des détecteurs per-opératoires Évaluation clinique Évaluation clinique JJC Aussois, Décembre 2003

10 Protocole de biopsie du ganglion sentinelle pour le cancer du sein JJC Aussois, Décembre 2003 Points dinjection du traceur Ganglion Sentinelle

11 Étude comparative : Simulation Monte Carlo GSSI 40 cm 15 cm 40 cmDSG 2 cm 0.8 cm détecteur Fantôme Paramètres Profondeur du GS dans les tissus Rapport dactivité entre le SI et le GS Activité injectée dans le SI POCI est capable de détecter les GS même lorsque ceux-ci sont situés profondément dans les tissus ou placés à proximité du SI Distance Sonde - SI Cps / MBq Profondeur 3 cm GS Distance Sonde - SI Cps / MBq Profondeur 5 cm Profil dactivité et image dun GS avec un rapport dactivité de 1/100, et une injection de 50 MBq. JJC Aussois, Décembre 2003

12 Positions du GS (1 µCi) Site dinjection (100 µCi) Fantôme anthropomorphique Étude comparative sur fantôme anthropomorphique (I) Méthode : SI Utilisation de POCI et de la sonde CsI(Tl) 2 types dexploration : exploration locale exploration complète du torse - - JJC Aussois, Décembre 2003

13 Tous les ganglions sont détectés avec la caméra POCI Étude comparative sur fantôme anthropomorphique (II) Les temps dexploration sont comparables avec la sonde et limageur Exploration locale Position du ganglion sentinelle Temps d'exploration (s) sonde CsI(Tl) imageur POCI Exploration complète Position du ganglion sentinelle Temps d'exploration (s) sonde CsI(Tl) imageur POCI Non détecté avec la sonde JJC Aussois, Décembre 2003

14 Évaluation clinique de la caméra POCI Patientes : Méthode : Lévaluation clinique inclut 16 patientes présentant un cancer du sein T1 N0 M0 Injection péritumorale de 50 MBq de Tc 99m effectuée 18 heures avant lopération Le chirurgien utilise la caméra POCI et la sonde CsI(Tl) pour la localisation transcutanée du GS Les performances de détection de limageur POCI et de la sonde sont déterminées pour les deux types de protocoles : avec et sans lymphoscintigraphie préliminaire. En collaboration avec lInstitut Gustave Roussy (Villejuif ) JJC Aussois, Décembre 2003

15 12 cas avec Lymphoscintigraphie Tous les GS ont été identifiés avec des temps comparables pour la caméra POCI et la sonde Ganglions sentinelles Bruit issu du site dinjection JJC Aussois, Décembre 2003

16 La caméra POCI est capable de prédire le nombre de GS et de les localiser Patiente Détection du GS POCI / Sonde POCI (s) POCI (s) sonde (s) sonde (s) 1 POS (1) / POS POS (2) / POS POS (2) / NEG NEG / NEG -- 4 cas sans Lymphoscintigraphie Ganglions sentinelles JJC Aussois, Décembre 2003

17 Conclusion - Perspectives Autres protocoles cliniques Protocole du GS pour le cancer du sein Étude comparative : sonde / POCI Étude comparative : -caméra / POCI Évaluation en service de Médecine Nucléaire Évaluation en bloc-opératoire Cancer de la prostate Cancer gastro-entéro-pancréatique Létude comparative (simulations et fantôme) a permis de définir les configurations cliniques pour lesquelles limagerie en bloc opératoire est complémentaire aux sondes : GS proche du site dinjection ou situé profondément dans les tissus Lévaluation clinique de POCI a confirmé les résultats de létude comparative et a souligné le potentiel de POCI en cas dabsence de lymphoscintigraphie préliminaire JJC Aussois, Décembre 2003

18 Conclusion et Perspectives (II) Étendre la détection per-opératoire pour la chirurgie des glioblastomes (S. Bonzom) Participer à la mise au point dun nouveau radiopharmaceutique dédié au diagnostic des tumeurs cérébrales (SHFJ) Développement dun autre dispositif dédié à la chirurgie assistée par radio-guidage des tumeurs cérébrales (Hôpital Henri Mondor) JJC Aussois, Décembre 2003


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