Contexte clinique

1.1.1 Circulation sanguine . . . 8 1.1.2 Microcirculation tissulaire . . . 9 1.1.3 Néo-angiogenèse tumorale . . . 10 1.1.4 Conclusion . . . 11 1.2 Imagerie dynamique 12 1.2.1 Tomodensitométrie. . . 12 1.2.2 Perfusion tomodensitométrique . . . 18 1.3 Conclusion 19

1.1 Contexte clinique

L’objectif de cette thèse est d’étudier les tumeurs solides au niveau abdominal. Elles sont souvent caractérisées par la présence d’une néo-angiogénèse tumorale, qui correspond à l’apparition de nouveaux vaisseaux destinés à répondre aux be-soins métaboliques de la tumeur. Les néovaisseaux ont des caractéristiques mor-phologiques et fonctionnelles différentes de celles des vaisseaux normaux.

Figure 1.1.1: Circulation Sanguine

(source : http ://www.htapquebec.ca/maladie_physiologie.html , consulté le 02/09/2013)

1.1.1 Circulation sanguine

La circulation sanguine est composée de deux circulations parallèles (voir Figure 1.1.1) :

– La première débute par la contraction du ventricule droit du cœur vers les poumons, ce qui permet au sang de se débarrasser de son dioxyde de carbone et de se charger en oxygène. Le sang repart ensuite des poumons vers l’oreillette gauche puis le ventricule gauche du cœur. Il s’agit de la circulation pulmonaire. – La deuxième débute par la contraction du ventricule gauche qui expulse le sang oxygéné dans l’aorte, ce qui permet l’oxygénation de tous les tissus. Le sang devenu riche en dioxyde de carbone est conduit dans l’oreillette droite

1.1 Contexte clinique puis le ventricule droit du cœur. Il s’agit de la circulation systémique.

1.1.2 Microcirculation tissulaire

La microcirculation est la partie de la circulation qui assure les échanges entre le sang et les tissus [Robert 04]. Ces échanges s’effectuent au niveau du lit capillaire. Les capillaires sont de petits vaisseaux dont le diamètre est de 6 à 7 µm. Leur paroi, très mince, est formée d’une seule couche de cellules très aplaties, les cellules endothéliales.

Les capillaires sanguins relient artères et veines par l’intermédiaire des arté-rioles et des veinules. Ils forment à l’intérieur des organes un réseau serré, appelé réseau ou lit capillaire. Un schéma du réseau capillaire est présenté Figure 1.1.2. Chaque capillaire présente, du côté artériel, un sphincter précapillaire qui permet la régulation de la circulation.

Même si seulement 5% du sang circule dans les capillaires, la surface totale de leurs parois dépasse chez l’adulte 6300 m2, ce qui facilite considérablement les échanges avec les cellules voisines.

Figure 1.1.2: Circulation vasculaire : schéma d’un réseau capillaire. Le sang en provenance des artérioles traverse le réseau capillaire où les échanges entre le plasma sanguin et les cellules des tissus ont lieu. Le sang est ensuite collecté dans les veinules (source : http ://petersbio-logy.wordpress.com/, site consulté le 02/09/2013)

L’espace extracapillaire est constitué de cellules séparées par la matrice extracel-lulaire formée principalement de fibres protéiques. L’échange entre les cellules tis-sulaires et le plasma sanguin s’effectue par l’intermédiaire de cet espace principa-lement par diffusion et convection.

Pour analyser la microcirculation tissulaire, nous utiliserons par la suite les ca-ractéristiques suivantes :

– la perfusion tissulaire F : débit du sang dans le lit capillaire

– le volume sanguin vs : volume de sang contenu dans le réseau capillaire – la perméabilité tissulaire P : la capacité du tissu à laisser passer les molécules

1.1.3 Néo-angiogenèse tumorale

Une tumeur, comme tout tissu, a besoin d’oxygène et de nutriments pour sa croissance. Cette croissance se traduit par la formation de nouveaux vaisseaux sanguins, processus appelé angiogenèse tumorale [Ravaud 07, Tobelem 08]. Ces vaisseaux facilitent non seulement la croissance de la tumeur, mais aussi la dissé-mination des cellules cancéreuses vers d’autres organes distants (métastases).

Figure 1.1.3: Angiogenèse tumorale. Lorsque les cellules cancéreuses atteignent une certaine taille, elles stimulent l’angiogenèse, et un réseau vas-culaire tumoral se forme. Cela permet à la tumeur de reprendre sa croissance qui est désormais couplée à l’angiogenèse (source : http ://www.gfme.free.fr/connaissances/angiogenese.html/, site consulté le 02/09/2013).

Au tout premier stade de son développement, la tumeur n’a pas besoin de vas-cularisation propre, et puise son oxygène et ses nutriments par simple diffusion

1.1 Contexte clinique

Figure 1.1.4: Vascularisation tumorale. La vascularisation des vaisseaux devient abondante, anarchique et désorganisée lorsqu’une tumeur passe d’une phase latente à une phase dite « active ». La tumeur pro-duit elle-même les facteurs de croissance vasculaire, dont le VEGF, qui assurent son propre développement [Corvol 08].

passive dans des liquides interstitiels avoisinants. Dès qu’elle atteint un certain vo-lume, ce processus ne suffit plus et un « switch angiogénique» se produit. Les néo-vaisseaux se développent à partir des néo-vaisseaux sanguins préexistants. La tumeur sécrète des facteurs de croissance (l’un des principaux est le Vascular Endothelial

Growth Factor ou VEGF) qui permettent l’angiogenèse. Elle développe ainsi sa

vascularisation propre.

Une fois que les tissus sont suffisamment vascularisés, l’angiogenèse cesse. Cette stimulation dérégulée donne naissance à un réseau vasculaire tumoral désorganisé et anarchique (voir Figure 1.1.4).

1.1.4 Conclusion

Nous avons présenté brièvement les phénomènes impliqués dans la croissance tumorale et en particulier le lien avec l’apparition d’un réseau vasculaire désor-ganisé, caractéristique de cette croissance. L’objectif de l’imagerie dynamique est de permettre une analyse de ce type de réseau vasculaire tumoral, et en particu-lier de ses caractéristiques de perfusion tissulaire, volume sanguin et perméabilité tissulaire.

Afin d’analyser ce processus, différentes techniques d’imagerie existent. La sec-tion 1.2 présente le scanner avec injecsec-tion de produit de contraste, modalité d’ima-gerie utilisée dans notre contexte.