POCI : une POCI : une caméra haute résolution pour le caméra haute résolution pour le traitement chirurgical du cancertraitement chirurgical du cancer

S. PitreS. Pitre, E. Barranger, S. Bonzom, MA. Duval, R. Siebert, L. Ménard, Y. Charon., E. Barranger, S. Bonzom, MA. Duval, R. Siebert, L. Ménard, Y. Charon.

Journées Jeunes Chercheurs 2003

1-5 décembre 2003 Aussois

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

Groupe Interfaces Physique Biologie

Les différentes thérapies en cancérologieLes différentes thérapies en cancérologie

Chimiothérapie

Chirurgie

Radiothérapie

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

Traitement chirurgical du cancer assisté par radio-guidage : Traitement chirurgical du cancer assisté par radio-guidage : PrincipesPrincipes

Marquage de la lésion tumoraleMarquage de la lésion tumorale DétectionDétection

Traceurs métaboliquesTraceurs métaboliques

Anticorps monoclonauxAnticorps monoclonaux

-caméra, tomographes TEP-caméra, tomographes TEPÉmetteurs Émetteurs ou ou++

Tumeur

Injection d’un produit radiopharmaceutique sensible au fonctionnement physiologique ou

métabolique de la lésion

en service de médecine nucléaireen service de médecine nucléaire

Cartographie de la distribution spatiale des radio-émetteurs

Molécule traceuse + Radio-isotopeMolécule traceuse + Radio-isotope

en bloc opératoireen bloc opératoire

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

- Systèmes de radio-détection miniaturisésSystèmes de radio-détection miniaturisés

- Efficacité de détection adaptée pour optimiser le temps d’exploration du Efficacité de détection adaptée pour optimiser le temps d’exploration du

foyer opératoirefoyer opératoire

- Résolution énergétique élevée pour améliorer le rapport signal/bruit du Résolution énergétique élevée pour améliorer le rapport signal/bruit du

processus de détectionprocessus de détection

- Résolution spatiale millimétriqueRésolution spatiale millimétrique

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

Traitement chirurgical du cancer assisté par radio-guidage : Traitement chirurgical du cancer assisté par radio-guidage : Contraintes instrumentales Contraintes instrumentales

Cône de sensibilité

Tissus non spécifiques

Lésion tumorale

Sonde

Avantages : - compacité

- sensibilité élevée au contact

Limites : Limites :

- sélectivité spatiale- sélectivité spatiale

Cartographie radioactive du foyer opératoireCartographie radioactive du foyer opératoire

- sensibilité 1 / d2

Foie

Estomac

Tumeur

Les sondes mono-pixelLes sondes mono-pixel

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

POCI : Per-Operative Compact Imageur (I)POCI : Per-Operative Compact Imageur (I)

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

PSD PSD

CollimateurCollimateur

ScintillateurScintillateur

Électronique de lecture (4 voies)

PSD PSD

CollimateurCollimateur

ScintillateurScintillateur

Galettes deGalettes demicrocanauxmicrocanaux

Écran de Écran de phosphorephosphore

Électronique de lecture (4 voies)

POCI : Per-Operative Compact Imageur (II)POCI : Per-Operative Compact Imageur (II)

1 cm

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

Performances et caractéristiques de la caméra POCIPerformances et caractéristiques de la caméra POCI

Image d’une matrice de trous de 1 Image d’une matrice de trous de 1 mm de diamètre espacés de 6 mmmm de diamètre espacés de 6 mm

- Efficacité : 280 cps/MBqEfficacité : 280 cps/MBq

- Résolution spatiale : 3.2 mm- Résolution spatiale : 3.2 mm

- Résolution énergétique : 32 %Résolution énergétique : 32 %

A 140 keV dans la version haute sensibilitéA 140 keV dans la version haute sensibilité

- - Champ de vueChamp de vue : 40 mm : 40 mm

- - Radio-isotopesRadio-isotopes : : 99m99mTc, Tc, 111111In, In, 125125II

- Dimensions (H x F) : 9 x 9.5 cm- Dimensions (H x F) : 9 x 9.5 cm

- - PoidsPoids : 1.2 kg : 1.2 kg

Caractéristiques généralesCaractéristiques générales

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

Le traitement chirurgical du cancer assisté Le traitement chirurgical du cancer assisté par l’imageur POCIpar l’imageur POCI

EnjeuxEnjeux : : Évaluer l’intérêt de l’imagerie per-opératoireÉvaluer l’intérêt de l’imagerie per-opératoire

ProtocoleProtocole : Biopsie du ganglion sentinelle : Biopsie du ganglion sentinelle

Mélanomes malins; cancers du sein; poumon; colon …Mélanomes malins; cancers du sein; poumon; colon …

MéthodeMéthode : Étude comparative des détecteurs per-opératoires : Étude comparative des détecteurs per-opératoires

Évaluation cliniqueÉvaluation clinique

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

Protocole de biopsie du ganglion sentinelle Protocole de biopsie du ganglion sentinelle pour le cancer du seinpour le cancer du sein

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

Points d’injection du traceur

Ganglion Sentinelle

Étude comparative : Simulation Monte CarloÉtude comparative : Simulation Monte Carlo

GSGSSISI

40 cm

15 c

m

40 cm

DSGDSG

2 cm 0.8 cm

détecteur

Fantôme Fantôme

ParamètresParamètres

Profondeur du GS dans les tissusProfondeur du GS dans les tissus

Rapport d’activité entre le SI et le GSRapport d’activité entre le SI et le GS

Activité injectée dans le SIActivité injectée dans le SI

POCI est capable de détecter les GS même lorsque ceux-ci sont situés profondément POCI est capable de détecter les GS même lorsque ceux-ci sont situés profondément

dans les tissus ou placés à proximité du SI dans les tissus ou placés à proximité du SI

0

10

20

30

40

0 4 8 12 16

Distance Sonde - SI

Cps

/ M

Bq

Profondeur 3 cm

GS

0

10

20

30

40

0 4 8 12 16

Distance Sonde - SI

Cps

/ M

Bq

Profondeur 5 cm

Profil d’activité et image d’un GS avec un rapport d’activité de 1/100, et une injection de 50 MBq.

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

Positions du GS (1 µCi)Positions du GS (1 µCi)

Site d’injection (100 µCi)Site d’injection (100 µCi)

Fantôme anthropomorphique

Étude comparative sur fantôme anthropomorphique (I)Étude comparative sur fantôme anthropomorphique (I)

Méthode :Méthode :

SISI

1122

3344

55

66

1 130 15

2 95 16

3 85 5

4 63 36

5 76 24

6 81 12

PositionDistance site

d'injection - GS (mm) profondeur du GS depth (mm)

Utilisation de POCI et de la sonde CsI(Tl)Utilisation de POCI et de la sonde CsI(Tl)

2 types d’exploration : 2 types d’exploration :

exploration localeexploration locale

exploration complète du torseexploration complète du torse

-

-

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

Tous les ganglions sont détectés avec la caméra POCITous les ganglions sont détectés avec la caméra POCI

Étude comparative sur fantôme anthropomorphique (II)Étude comparative sur fantôme anthropomorphique (II)

Les temps d’exploration sont comparables avec la sonde et l’imageurLes temps d’exploration sont comparables avec la sonde et l’imageur

Exploration locale

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5 6Position du ganglion sentinelle

Tem

ps

d'e

xplo

rati

on

(s)

sonde CsI(Tl)

imageur POCI

Exploration complète

0

40

80

120

160

200

0 1 2 3 4 5 6Position du ganglion sentinelle

Tem

ps

d'e

xplo

rati

on

(s)

sonde CsI(Tl)

imageur POCI

Non détecté avec la sonde

Non détecté avec la sonde

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

Évaluation clinique de la caméra POCIÉvaluation clinique de la caméra POCI

PatientesPatientes ::

Méthode :Méthode :

L’évaluation clinique inclut 16 patientes L’évaluation clinique inclut 16 patientes présentant un cancer du sein T1 N0 M0présentant un cancer du sein T1 N0 M0

Injection péritumorale de 50 Injection péritumorale de 50 MBq de TcMBq de Tc99m99m effectuée 18 effectuée 18 heures avant l’opérationheures avant l’opération

Le chirurgien utilise la caméra POCI et la sonde CsI(Tl) pour la Le chirurgien utilise la caméra POCI et la sonde CsI(Tl) pour la localisation localisation transcutanée du GStranscutanée du GS

Les performances de détection de l’imageur POCI et de la sonde sont Les performances de détection de l’imageur POCI et de la sonde sont déterminées pour les deux types de protocoles : déterminées pour les deux types de protocoles : avec et sans lymphoscintigraphie préliminaire.avec et sans lymphoscintigraphie préliminaire.

En collaboration avec l’Institut Gustave Roussy (En collaboration avec l’Institut Gustave Roussy (Villejuif Villejuif ))

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

12 cas avec Lymphoscintigraphie12 cas avec Lymphoscintigraphie

Tous les GS ont été identifiés avec des temps comparables pour Tous les GS ont été identifiés avec des temps comparables pour la caméra POCI et la sondela caméra POCI et la sonde

Temps d'exploration

0

1

2

3

4

5

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 180

temps (s)

nu

mb

re d

e p

atie

nte

s

POCI

sonde CsI(Tl)

Ganglions sentinelles

Bruit issu du site d’injection

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

La caméra POCI est capable de prédire le nombre de GS et de les localiserLa caméra POCI est capable de prédire le nombre de GS et de les localiser

PatientePatienteDétection du GS Détection du GS POCI / POCI /

SondeSonde POCI (s)POCI (s) sonde (s)sonde (s)

11 POS (1) / POSPOS (1) / POS 110110 5656

22 POS (2) / POSPOS (2) / POS 1212 6060

33 POS (2) / NEGPOS (2) / NEG 3131 --

44 NEG / NEG NEG / NEG -- --

4 cas sans Lymphoscintigraphie4 cas sans Lymphoscintigraphie

Ganglions sentinelles

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

Conclusion - PerspectivesConclusion - Perspectives

Autres protocoles Autres protocoles cliniquescliniques

Protocole du GS pour le Protocole du GS pour le cancer du seincancer du sein

Étude comparative : sonde / POCIÉtude comparative : sonde / POCI

Étude comparative : Étude comparative : -caméra / POCI-caméra / POCI

Évaluation en service de Évaluation en service de Médecine NucléaireMédecine Nucléaire

Évaluation en bloc-opératoireÉvaluation en bloc-opératoire

Cancer de la prostateCancer de la prostate

Cancer gastro-entéro-pancréatiqueCancer gastro-entéro-pancréatique

L’étude comparative (simulations et fantôme) a permis de définir les configurations L’étude comparative (simulations et fantôme) a permis de définir les configurations cliniques pour lesquelles l’imagerie en bloc opératoire est complémentaire aux sondes : cliniques pour lesquelles l’imagerie en bloc opératoire est complémentaire aux sondes : GS proche du site d’injection ou situé profondément dans les tissusGS proche du site d’injection ou situé profondément dans les tissus

L’évaluation clinique de POCI a confirmé les résultats de l’étude comparative et a L’évaluation clinique de POCI a confirmé les résultats de l’étude comparative et a souligné le potentiel de POCI souligné le potentiel de POCI en cas d’absence de lymphoscintigraphie préliminaireen cas d’absence de lymphoscintigraphie préliminaire

JJC Aussois, DJJC Aussois, Décembre 2003écembre 2003

Conclusion et Perspectives (II)Conclusion et Perspectives (II)

Étendre la détection per-opératoire pour la chirurgie des glioblastomes (Étendre la détection per-opératoire pour la chirurgie des glioblastomes (S. BonzomS. Bonzom) )

Participer à la mise au point d’un nouveau Participer à la mise au point d’un nouveau radiopharmaceutique dédié au diagnostic des radiopharmaceutique dédié au diagnostic des tumeurs cérébrales (SHFJ)tumeurs cérébrales (SHFJ)

Développement d’un autre dispositif dédié à Développement d’un autre dispositif dédié à la chirurgie assistée par radio-guidage des la chirurgie assistée par radio-guidage des tumeurs cérébrales (Hôpital Henri Mondor)tumeurs cérébrales (Hôpital Henri Mondor)

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