Système spectroscopique multimodal pour la caractérisation intra-opératoire des tissus cérébraux

La précision de l'excision complète d'une tumeur est un bon indicateur du pronostic du patient. En effet, des traces de cellules cancéreuses restantes peuvent compromettre la rémission du patient ou encore augmenter les risques de récurrence du cancer. Particulièrement en neurochirurgie, il faut donc retirer complètement la tumeur sans toutefois toucher au tissu sain qui l'entoure pour éviter le risque de dommages irréversibles. Les techniques utilisées actuellement pour guider les résections de tumeurs au cerveau comportent plusieurs lacunes : manque de précision, aucun suivi en temps-réel durant la chirurgie, complexité d'utilisation et/ou emploi d'agents de contraste externes. Un système optique jumelant spectroscopie Raman, fluorescence et réflectance diffuse est développé, caractérisé et testé. La conception du système est faite en vue d'une utilisation en salle d'opération, avec une sonde maniable permettant une acquisition de données ponctuelle à la surface du tissu. Sa caractérisation détaillée démontre que son utilisation est pertinente avec des tissus biologiques. De plus, son efficacité de détection spécifique des marges des tumeurs cérébrales durant une chirurgie de résection est vérifiée en salle d'opération. Pour ce faire, des mesures spectrales sont prises dans la cavité chirurgicale afin d'obtenir cinq spectres, dont un de diffusion inélastique (Raman, excitation à 785 nm), un de réflectance diffuse et trois de fluorescence (excitations à 365, 405 et 455 nm). Ces spectres sont combinés dans un algorithme de classification par apprentissage machine afin de déterminer la nature cancéreuse ou non du tissu biologique étudié de manière automatique. Les résultats obtenus avec 12 patients (142 mesures et échantillons de biopsie) démontrent que la technique de spectroscopie combinée (exactitude, sensibilité et spécificité de 98,6 %, 100 % et 97,2 % respectivement) est supérieure à la spectroscopie Raman seule (89,4 %, 97,2 % et 81,7 % respectivement), et de loin supérieure au seul diagnostic du neurochirurgien (83,1 %, 84,3 % et 81,9 % respectivement). La nouvelle technologie contenue dans la sonde en tant que telle procure déjà plusieurs avantages : en effet, elle est maniable, peu encombrante, simple d'utilisation et n'utilise que des marqueurs intrinsèques au tissu. Le fait de combiner l'autofluorescence, la réflectance diffuse et la spectroscopie Raman dans un même système utilisable en salle d'opération est innovateur, cela n'ayant jamais été fait à ce jour. À long terme, ce projet a donc le potentiel d'améliorer de manière significative le pronostic de patients atteints de cancer au cerveau.