Discussion – Conclusion

Nous avons développé un dispositif d’OCT Plein Champ optimisé pour un transfert en contexte clinique, dans le but d’évaluer la capacité de la technique à effectuer un diagnostic peropératoire du cancer sur biopsies de manière non-invasive. Un effort tout particulier, outre l’obtention de performances d’imagerie au niveau de l’état de l’art en OCT Plein Champ, a été porté sur l’ergonomie du dispositif, de manière à être compatible avec les contraintes de l’application visée : le système permet de réaliser des images grand champ, dans un laps de temps compatible avec les procédures peropératoires actuelles, sans modification de l’échantillon, et en garantissant un maintien des performances au cours du temps. Ce dispositif a par ailleurs été à la base de nombreux travaux de recherche, matérialisés en particulier par 3 thèses à l’Institut Langevin (thèse A. Burcheri soutenue en 2012, thèse O. Assayag soutenue en 2014, thèse A. Nahas soutenue en 2014) et une thèse en cours (C. Apélian) que je co-encadre.

Pour illustrer ces performances et situer l’OCT Plein Champ parmi les autres méthodes d’imagerie optique des tissus existantes, nous avons effectué une imagerie du même échantillon avec plusieurs techniques. Tout d’abord nous avons imagé un échantillon de tissu mammaire avec le système développé et avec un système d’OCT du commerce (Thorlabs swept-source OCT OC1300SS @ 1300nm). Ce dernier annonce 25µm de résolution transverse, 12µm de résolution axiale et une profondeur d’imagerie de 1mm.

Figure 35 : image OCT (Thorlabs – à gauche) et FFOCT (à droite) d’un échantillon de sein, en face (C-scan). Profondeur 40µm.

La Figure 35 montre 2 images de la même zone d’un échantillon de sein, environ à la même profondeur, prises par les 2 systèmes. L’obtention d’une image en face (C-scan) par le système d’OCT swept-source requiert l’acquisition d’un volume 3D. Avec la résolution du système Thorlabs, il est impossible de distinguer les détails architecturaux du tissu mammaire,

alors que la bonne résolution du système FFOCT permet de distinguer des structures telles que les lobules, adipocytes, fibres de collagène, a priori nécessaires à l’obtention d’un diagnostic.

La Figure 36 montre une coupe transverse (B-scan) du même échantillon acquise par les 2 systèmes, l’image FFOCT selon Z étant reconstruite à partir de l’acquisition d’une pile d’images en face sur 250µm.

Figure 36 : image transverse (B-scan) d’un échantillon de sein par OCT (Thorlabs – en haut) et FFOCT (en bas)

L’image OCT complète (en haut à gauche) montre ainsi que même si la profondeur d’imagerie annoncée (et acquise) est de 1mm, la perte de signal est totale à environ 500µm, conformément à notre remarque précédente. En faisant un zoom sur une petite zone, on visualise là encore l’influence de la résolution du système FFOCT sur la capacité à distinguer des structures fines. Même si le signal disparaît plus rapidement en profondeur pour l’image FFOCT, il semble difficile de baser un diagnostic sur une image aussi peu résolue que celle donnée par le système Thorlabs.

Nous avons ensuite imagé un échantillon de peau, au niveau du derme, à l’aide du dispositif FFOCT développé et à l’aide d’un microscope multiphotonique (Leica TCS SP5, excitation @810nm, SHG @410-415nm, autofluorescence @500-550nm, autofluorescence @ 595-645nm, résolution transverse 0,2µm, résolution axiale 1µm).

Figure 37 : images en microscopie multiphotonique (à gauche) et FFOCT (à droite) d’un échantillon de peau (derme)

La Figure 37 présente à la fois une image en face et une reconstruction verticale d’une zone du derme à l’aide des 2 méthodes. Même si l’image FFOCT est suffisamment résolue pour distinguer les fibres de collagène très fines, la capacité de la microscopie multiphotonique à être sensible à des émissions de fluorescence sur plusieurs bandes spectrales permet d’ajouter aux images produites une spécificité difficile à obtenir à la simple lecture de l’image FFOCT. Selon l’axe vertical, l’image FFOCT reste supérieure en termes de définition. On voit cependant ici apparaître une possible limitation de l’OCT en général lorsqu’on cherche à appliquer la technique au diagnostic, à savoir une modalité de contraste unique qui laisse entrevoir une possible limitation de la spécificité du diagnostic. Nous allons développer ces points à la fois au Chapitre 2, où nous faisons une première évaluation des performances de diagnostic de l’OCT Plein Champ sur plusieurs cas cliniques, et au Chapitre 3 où nous allons apporter des améliorations à la méthode, en particulier en termes de spécificité du diagnostic, par adjonction de modalités de contraste complémentaires.

2

Vers un diagnostic peropératoire par OCT plein

champ : évaluations précliniques

2.1

Evaluation des performances de diagnostic sur biopsies de cerveau

Le diagnostic peropératoire du tissu de cerveau constitue sans doute le meilleur exemple de cas clinique pour lequel une technique d’imagerie optique à haute résolution et contraste endogène fait actuellement cruellement défaut. Il est en effet crucial dans le cas de la chirurgie du cerveau de pouvoir optimiser la résection tissulaire, tout prélèvement de tissu sain pouvant conduire à une altération irréversible de certaines fonctions neuronales. L’identification, à l’échelle des microstructures du tissu nerveux, de la limite entre une zone saine et une zone pathologique dans ce cadre peropératoire présente un intérêt clinique indiscutable. Il est de plus hautement préférable de disposer d’une méthode d’imagerie à contraste endogène ne présentant aucun risque de modification et/ou dégradation du tissu nerveux. L’OCT Plein Champ est donc une technique particulièrement adaptée à ce besoin clinique.

Même s’il semble évidemment plus pertinent de pouvoir effectuer une telle identification in situ, par exemple en disposant d’un instrument endoscopique, le contrôle peropératoire rapide des résections, et en particulier des marges d’exérèse, est une première étape pouvant néanmoins réduire le taux de ré-opération et permettre d’envisager une chirurgie conservatrice par résection/contrôle itératif.