Méthodes d'imagerie de la diffusion inélastique pour guider les chirurgies mammaires conservatrices

Les chirurgies mammaires conservatrices sont généralement recommandées pour les patientes atteintes d’un cancer du sein de stade précoce, car, combinées à la radiothérapie, elles offrent un pronostic similaire aux mastectomies – l’ablation du sein – tout en minimisant le changement d’apparence et limitant les risques de complication. Cependant, l’évaluation du succès de cette chirurgie repose sur des analyses microscopiques du spécimen de chirurgie faites quelques jours après l’opération. Ce délai fait en sorte que pour un grand nombre de patientes une seconde chirurgie est nécessaire. Cette thèse vise à proposer des techniques de détection peropératoires du cancer du sein permettant d’évaluer le succès des chirurgies en temps réel et ainsi réduire le stress et les coûts associés à une seconde opération. Le premier objectif était de valider l’utilisation de la spectroscopie Raman pour détecter le cancer à l’aide d’algorithmes d’apprentissage automatique basés sur un petit nombre de bandes spectrales. Deux études cliniques ont démontré qu’il était possible de détecter avec une grande sensibilité et spécificité le cancer de l’ovaire et de l’utérus ainsi que le cancer du sein invasif avec une sonde de spectroscopie Raman et ont permis d’identifier des biomarqueurs associés à ces cancers. Cependant, un système de sonde de spectroscopie est insuffisant pour l’utilisation clinique, car il ne permet que des mesures ponctuelles. Le second objectif était donc de valider l’utilisation d’un système d’imagerie Raman hyperspectrale à balayage par ligne. Une étude clinique menée sur 6 patientes a démontré que ce système permet de détecter des tumeurs mammaires invasives sur une surface de 1 centimètre carré. Un tel système pourrait être utilisé pour la détection de cancer du sein invasif ex vivo et ainsi complémenter l’évaluation macroscopique des pathologistes. Finalement, une analyse d’études antérieures a révélé des biomarqueurs communs à plusieurs cancers. Ces biomarqueurs peuvent être utilisés pour différencier les tissus cancéreux des tissus sains avec seulement trois bandes spectrales. Cette découverte a mené à la réalisation du dernier objectif de cette thèse qui était la conception d’un système d’imagerie multispectrale permettant d’imager une bande spectrale sur 1,7 centimètre carré en quelques secondes. Une validation à partir d’un modèle animal a été effectuée. Ce système pourrait ouvrir la voie vers un examen en temps réel de la cavité chirurgical pour la détection de cellules cancéreuses résiduelles durant les chirurgies mammaires conservatrices.