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Proposition de thèse - Mesure de l’élasticité et de la perfusion du cerveau et des tumeurs cérébrales par ultrasons et IRM

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Date(s)

le 13 juin 2019

Bourse de thèse de l'ED Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant de l'Université de Tours

Mesure de l’élasticité et de la perfusion du cerveau et des tumeurs cérébrales par ultrasons et IRM

Contexte

La chirurgie des gliomes cérébraux est habituellement guidée par différentes techniques d'imagerie dont l'IRM de neuronavigation et l'échographie peropératoire. Malheureusement, l'IRM et l'échographie ne permettent pas de visualiser l’infiltration tumorale péri-lésionnelle de faible densité cellulaire présente dans les gliomes et à partir de laquelle la tumeur récidive. La consistance des tumeurs cérébrales est un critère subjectif utilisé lors de la chirurgie des gliomes cérébraux, la zone tumorale étant plus ferme ou plus molle que le cerveau sain adjacent. Une différence significative entre élasticité des gliomes de bas grade et de haut grade a été récemment reportée mais aucune donnée sur l'élasticité en zone d'infiltration péri-lésionnelle n'est disponible. De plus, l’apparition de néo-vaisseaux est une des étapes cruciales dans la vie de ces tumeurs, qui signe le passage à l'anaplasie. Cette néoangiogénèse est diagnostiquée lors de l'analyse anatomopathologique de la pièce opératoire, et peut être suspectée à l'IRM préopératoire sur des séquences de perfusion.

Objectif

L’objectif de ce travail de thèse est de développer les outils d’imagerie par ultrasons (US) permettant de mesurer en peropératoire crane ouvert la viscoélasticité et la perfusion des tumeurs cérébrales, de la zone péritumorale et du cerveau sain proche de la tumeur. L’étudiant(e) participera à un protocole d’essais cliniques au CHRU Bretonneau à Tours sur 50 patients qui subissent une chirurgie du cerveau. Nous disposons au laboratoire d’une séquence spécifique « Shear Wave Elastography » et d’une séquence de Doppler sensible par onde plane qui sont transférées sur l’échographe Aixplorer de SSI grâce au logiciel recherche SonicLab V12. La viscoélasticité tumorale sera étudiée pour différentes région d’intérêt (ROI) par spectroscopie par onde de cisaillement. La méthode de l’élastographie passive par ultrasons sera aussi mise en œuvre dans cette thèse grâce à la séquence de Doppler sensible qui capture en continue pendant une seconde à une cadence de 1KHz (3 ondes planes à 3KHz) les données échographiques cérébrale. Des méthodes de filtrages spatiotemporelles seront développées pour la perfusion (analyse en composantes principales robuste associé à une méthode de déconvolution) et comparées à la méthode SVD (décomposition en valeurs singulières) de référence. En parallèle, une étude crane fermée sera réalisée chez l’animal et chez l’homme. Nous analyserons l’apport des produits de contrastes ultrasonores, sur l’élastographie passive transcrânienne par US pour la mesure de l’élasticité tumorale, et sur la qualité des signaux US obtenus après filtrage Tissus/Crane/Bruit pour la perfusion tumorale.

Rémunération

Bourse de l’ED d’environ 1424€ net/mois.

Début de la thèse

Septembre 2019 (pour 3 ans). Jury de l’ED mi Juin 2019 URGENT

Compétences souhaitées

Ce sujet, demandant rigueur méthodologique et scientifique, s’adresse à un candidat ayant un Master 2 ou diplôme d’ingénieur, idéalement de profil acoustique, vibration, biophysique, traitement du signal motivé par les applications d’imagerie médicale.

Responsables scientifiques

UMR U1253 Imagerie et cerveau « iBrain » Tours
Jean-Pierre Remeniéras & Ilyess Zemmoura
Tel: 02 47 36 62 22 - Email: jean-pierre.remenieras@univ-tours.fr
Contact :
Dr. Jean-Pierre Reménieras :