Sonde de biopsie optique afin d'améliorer la sécurité et la précision de diagnostic des biopsies neurochirurgicales

L'évolution de la médecine moderne tend de plus en plus vers une approche personnalisée, nécessitant l'échantillonnage des tumeurs par biopsie pour des analyses histologiques, moléculaires et génomiques menant à un diagnostic précis. Les limites de sensibilité des techniques d'imagerie, les erreurs de ciblage et l'hétérogénéité des lésions sont des limitations importantes à cette approche conduisant souvent à des échantillons de mauvaise qualité, et au besoin de biopsies répétées. Cette thèse vise à la conception d'une aiguille de biopsie guidée par spectroscopie Raman pour améliorer la sécurité et l'efficacité de la procédure de biopsie du cerveau. Le premier objectif consiste à valider l'utilisation de la spectroscopie Raman pour fins de caractérisation de tissus cérébraux. L'intégration d'un système de sonde Raman peropératoire au flux de travail chirurgical et son optimisation pour utilisation en salle d'opération a été effectuée. Une preuve de concept au cours de résections de tumeurs cérébrales sur 10 patients a démontré que le système peut distinguer les tissus vitaux et nécrotiques avec une sensibilité de 84% et une spécificité de 89%. Le second objectif vise à intégrer cette technique dans une aiguille de biopsie commerciale. Ceci impose des contraintes techniques importantes qui ont nécessité l'utilisation d'une différente plage spectrale, le high wavenumber. L'utilisation du high wavenumber a d'abord été validée en utilisant la sonde peropératoire. Cette étude a été effectuée sur 17 patients, démontrant une détection de régions denses en cellules cancéreuses (> 60%) avec une sensibilité de 80% et une spécificité de 90%. L'intégration a ensuite été effectuée sur un premier prototype d'aiguille Raman, et nous démontrons pour la première fois l'utilisation de ce système in vivo dans un modèle de biopsie cérébrale porcine. Finalement, un deuxième prototype utilisant plus d'information spectrale a été développé. Nous présentons une preuve de concept effectuée pour la première fois sur 3 patients humains pendant des procédures de biopsies cérébrales. L'utilisation de ce prototype est prévue dans le cadre d'une étude clinique multicentrique. Les résultats de cette thèse doctorale préparent le terrain pour la traduction clinique de cette méthode de caractérisation moléculaire optique en temps réel pour une biopsie sécuritaire et efficace.