Caméra hyperspectrale d'imagerie en fluorescence pour guider l'exérèse de tumeurs du cerveau

Les biomarqueurs ayant la capacité de s'accumuler spécifiquement dans une tumeur et d'être imagés durant la chirurgie ouvrent plusieurs avenues de traitement pour différents types de cancer. Dans le cas du cancer du cerveau, la protoporphyrine IX (PpIX) a montré une accumulation spécifique dans les gliomes de haut grade (HGG) et ce en assez grande quantité pour être facilement détectée durant la chirurgie. L'utilisation de ce marqueur durant la chirurgie a augmenté l'efficacité de l'exérèse de ces tumeurs, ce qui augmente le pronostic et la qualité de vie des patients. Cependant, les méthodes de détection qualitatives (vFI) utilisées durant la chirurgie manquent de sensibilité pour détecter les marges des tumeurs et les gliomes de bas grades, même avec l'utilisation de marqueurs fluorescents. De façon à guider plus efficacement l'exérèse, une sonde spectroscopique a été développée par le Dr. Brian Wilson de manière à détecter de façon plus sensible et plus spécifique le signal fluorescent accumulé dans les tumeurs du cerveau durant la chirurgie. Cette sonde s'est montrée plus efficace que l'utilisation seule d'un microscope neurochirurgical pour la classification de tissus cancéreux lors de l'exérèse. Cependant, une telle sonde peut venir déranger le plan de travail du chirurgien et a un champ de vue très limité. Pour ces raisons, un système en champ large pour la quantification de la fluorescence (qFI) durant la chirurgie a été développé au Darthmouth College avec le prof. Frederic Leblond. Un tel système vient se connecter au microscope neurochirurgical utilisé en salle d'opération (OR) et permet la détection hyperspectrale de l'entièreté du champ de vue imagé par le microscope. Ainsi, on peut obtenir en quelques secondes durant la chirurgie un spectre de fluorescence corrigé par rapport aux propriétés optiques du tissu pour chacun des pixels de l'image associée au champ de vue. Les spectres de fluorescence obtenus peuvent ensuite être associés à une concentration de biomarqueur dans le tissu imagé. Bien qu'un tel système se montre plus sensible que la simple utilisation d'un microscope neurochirurgical et ce sans venir déranger le plan de travail du chirurgien, sa sensibilité est moindre que celle de la sonde décrite plus haut. Ainsi, dans le cadre de cette maîtrise, un système hyperspectral pour la quantification de la fluorescence en neurochirurgie a été développé pour imager l'entièreté du champ de vue du chirurgien tout en ayant une sensibilité semblable à celle de la sonde spectroscopique présentée précédemment. Pour ce faire, le système a été conçu, développé et caractérisé à Polytechnique