Добірка наукової літератури з теми "Transducteur torique"

Les ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) sont reconnus et couramment utilisés dans le domaine médical pour le traitement des tumeurs solides. Cette technique permet une destruction localisée des tissus biologiques par élévation de la température. Ce manuscrit décrit la conception et l’utilisation d’un système thérapeutique et d’une nouvelle solution de focalisation brevetée, ayant pour objectif principal le traitement non invasif des adénocarcinomes mammaires. Dans un premier temps, un dispositif existant destiné au traitement surfacique des métastases hépatiques et en cours d’évaluation clinique a été utilisé. Une étude ex vivo sur échantillons humains de tissu mammaire a permis de montrer la possibilité de déposer de la pression en profondeur de façon non invasive. Basé sur cette étude, le développement d’une nouvelle modalité de focalisation a été entrepris dans le but d’élargir le volume traité sans impliquer des temps de traitement supérieur à la minute et des déplacements mécaniques du dispositif. Cette modalité a permis d’augmenter de 30 % le volume traité par le dispositif existant sans augmenter le temps de traitement. Compte tenu des limites du dispositif existant et de la nouvelle solution à intégrer, un nouveau dispositif a été conçu et fabriqué dans le but de répondre aux besoins des traitements des adénocarcinomes mammaires. La focalisation naturelle de ce transducteur permet de déposer de la pression en profondeur. Si la nouvelle modalité de focalisation électronique est utilisée, un champ de pression élargi est émis, permettant ainsi d’augmenter le volume de traitement. Les performances de cette sonde de traitement ont été évaluées numériquement puis validées lors d’expérimentations préliminaires in vitro sur des tissus hépatiques et lors d’une étude ex vivo sur des échantillons humains de tissu mammaire. Ces travaux représentent la première étape de l’élaboration d’un traitement HIFU pour traiter les adénocarcinomes mammaires avec un dispositif HIFU non-invasif, guidé par échographie et utilisable manuellement
High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) is a technique commonly used in the medical field for the treatment of solid tumors. This therapeutic strategy allows for the localized destruction of biological tissue by temperature elevation. This manuscript describes the design and utilization of a therapeutic system and a novel, patented focalization technique for non-invasive treatment of mammary adenocarcinomas. In a first instance, an existing device that has been previously used for intraoperative treatment of hepatic metastases, and one that is currently undergoing clinical trials, was used. An ex vivo study on human mammary samples demonstrated the possibility of applying pressures on deep tissue layers in a non-invasive manner. Based on this study, the development of a new focalization modality was developed to provide larger treated volumes while yielding treatment times under a minute and eliminating the need for mechanical steering of the device. This new modality provided treated volumes 30% larger than those produced by the existing device with no changes to treatment time. Given the limitations of the existing device, in addition to the need of integrating the new focalization strategy, a new device was designed and specifically fabricated to meet the demands for treating mammary adenocarcinomas. The natural focalization of this novel transducer allows for depositing pressure deep in tissue. When the new focalization modality is used, a larger pressure field produces increased treated volumes. The performance provided by the novel probe was first characterized through modeling studies. These results were then validated through preliminary in vitro studies on hepatic tissues as well as in ex vivo studies on human mammary tissue samples. This work represents the first stage of development of a HIFU treatment for mammary adenocarcinomas using a novel, non-invasive and image-guided HIFU device that can be used manually

Une sonde médicale peropératoire de thérapie ultrasonore dédiée à l’ablation thermique des métastases hépatiques de cancers colorectaux (MHCCR) a été développée et validée au stade préclinique sur le modèle porcin. L’objectif de ces travaux était de proposer un nouvel outil complémentaire à la résection chirurgicale. Un transducteur HIFU torique à imagerie intégrée a été mis au point pour générer des lésions volumineuses (7cm3, 40s). Les caractéristiques de ces lésions ont été étudiées en modélisation et lors d’essais précliniques in vivo. Des études de ciblage ont fait intervenir un modèle pseudotumoral implanté dans le foie. Ses caractéristiques acoustiques ont été validées comme compatibles avec l’ablation par HIFU. La stratégie thérapeutique mise en place (paramètre de tirs, approche peropératoire, guidage échographique) a permis de traiter les pseudotumeurs avec des marges négatives. Des ablations homogènes ont également été réalisées au contact de vaisseaux de 8 mm de diamètre dans des régions peu accessibles (confluent cavo-sus-hépatique). Puis, la sonde torique a été utilisée comme outil pour la résection chirurgicale assistée par HIFU (RA-HIFU). La RA-HIFU apporte des améliorations significatives en terme de contrôle vasculaire. Enfin, les effets des mouvements du foie in vivo sur les traitements HIFU ont été étudiés dans une méthode combinée de modélisation et d’images échographiques enregistrées sur animaux. Une étude in vivo a montré que le traitement HIFU réalisé avec la sonde torique était peu influencé par ce type de mouvements. Une étude clinique va être entreprise au Centre Léon Bérard en utilisant la stratégie de tir déterminée par ces travaux
An ultrasound therapeutic medical device dedicated for the thermal ablation of liver metastases from colorectal cancers (LMCC) during an open procedure was developed and validated at a preclinical stage in a pig model. The aim of this study was to propose a HIFU device complementary to surgical liver resection. A toroïdial-shaped HIFU transducer with integrated ultrasound imaging was developed for creating large single lesions (7cm3, 40s). The characteristics of these lesions were studied numerically, during in vivo preclinical evaluations. Ballistic studies introduced a model of tumor-mimic embedded in the liver. Its acoustical characteristics were found to be adequate for HIFU ablation. The therapeutic strategy (open procedure, HIFU exposures parameters, ultrasound guidance) allowed the treatment of the tumor-mimics with negative margins. Homogeneous ablations were also performed in the vicinity of vessels up to 8 mm in diameter in less accessible regions (cavo-hepatic junction). Then, the toroïdial-shaped HIFU device was used for assisting surgical resection. The method enhances significantly vascular control during resection. Finally, in vivo liver motion effects on HIFU treatments were studied in a combined method included modeling and acquisition of preclinical ultrasound images in animals. An in vivo study has demonstrated that using this HIFU device during an open procedure allows creating ablations that are identical to those created during apnea. On the basis of these results, a clinical study will be started at the cancer center Léon Bérard with the toroïdial-shaped HIFU medical system by using the HIFU exposure strategy determined in this work

Les ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) permettent la destruction de tissus biologiques par élévation de la température. Cette technique reconnue est utilisée actuellement dans le monde médical afin de traiter certaines masses tumorales. Le projet décrit dans ce document détaille la mise au point et l'utilisation de deux systèmes thérapeutiques indépendants, ayant pour objectif principal le traitement peropératoire puis extracorporel des tumeurs hépatiques. Dans un premier temps, un système chirurgical existant, destiné au traitement des métastases hépatiques et en cours d'évaluation clinique, a été utilisé. La mise en place d'une modalité de traitement par focalisation électronique a permis d'augmenter le volume de coagulation initial et ainsi faciliter la procédure opératoire. Basée sur les conclusions de cette première étude, une seconde version de sonde peropératoire a été modélisée puis développée. La géométrie du transducteur utilisé a permis une modification de la forme des lésions produites. Les performances de cette sonde de traitement ont été évaluées numériquement puis validées lors d'expérience in vitro et in vivo. L'efficacité, la simplicité et la reproductibilité des traitements réalisés sur le foie ont conduit à une possible application du dispositif aux cancers du pancréas. Après étude numérique et évaluation de la faisabilité in vitro, une validation sur modèle animal a été entreprise. L'ensemble des résultats obtenus au cours de ces différents traitements peropératoires a permis d'envisager la faisabilité d'un dispositif de traitement par voie extracorporelle. Une étude théorique a donné lieu à la réalisation d'un prototype expérimental. Après calibrations et étalonnages, des résultats in vitro préliminaires ont été obtenus
High intensity focused ultrasound (HIFU) allows the destruction of biological tissue by temperature increase. This technique is commonly used in the medical world for treating certain types of tumor masses. The project described in this document details the development and use of two independent therapy systems, with the main objective to treat intraoperatively and extracorporeally liver tumors. As a first step, an existing surgical system, intended to treat liver metastases and under clinical evaluation, was used. The establishment of a treatment modality based on electronic focusing has contributed to increase the coagulation volume and thus simplify the operative procedure. Based upon the findings of this first study, a second version of intraoperative probe was modeled and developed. The geometry of this new transducer allowed to change the shape of produced ablations. The performance of this probe were evaluated numerically and then validated with in vitro and in vivo studies. The effectiveness, simplicity and reproducibility of the treatments performed in the liver led to a possible application of the device to pancreatic cancer. After numerical study and in vitro feasibility assessment, animal model validation was also undertaken. All the results obtained during the peroperative treatments was used to study the feasibility of an extracorporeal treatment. A theoretical study has led to the development of an experimental prototype. After calibration, preliminary in vitro results were obtained

Les ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) permettent la destruction de tissus biologiques par élévation de la température. Cette technique reconnue est utilisée actuellement dans le monde médical afin de traiter certaines masses tumorales. Le projet décrit dans ce document détaille la mise au point et l'utilisation de deux systèmes thérapeutiques indépendants, ayant pour objectif principal le traitement peropératoire puis extracorporel des tumeurs hépatiques. Dans un premier temps, un système chirurgical existant, destiné au traitement des métastases hépatiques et en cours d'évaluation clinique, a été utilisé. La mise en place d'une modalité de traitement par focalisation électronique a permis d'augmenter le volume de coagulation initial et ainsi faciliter la procédure opératoire. Basée sur les conclusions de cette première étude, une seconde version de sonde peropératoire a été modélisée puis développée. La géométrie du transducteur utilisé a permis une modification de la forme des lésions produites. Les performances de cette sonde de traitement ont été évaluées numériquement puis validées lors d'expérience in vitro et in vivo. L'efficacité, la simplicité et la reproductibilité des traitements réalisés sur le foie ont conduit à une possible application du dispositif aux cancers du pancréas. Après étude numérique et évaluation de la faisabilité in vitro, une validation sur modèle animal a été entreprise. L'ensemble des résultats obtenus au cours de ces différents traitements peropératoires a permis d'envisager la faisabilité d'un dispositif de traitement par voie extracorporelle. Une étude théorique a donné lieu à la réalisation d'un prototype expérimental. Après calibrations et étalonnages, des résultats in vitro préliminaires ont été obtenus
High intensity focused ultrasound (HIFU) allows the destruction of biological tissue by temperature increase. This technique is commonly used in the medical world for treating certain types of tumor masses. The project described in this document details the development and use of two independent therapy systems, with the main objective to treat intraoperatively and extracorporeally liver tumors. As a first step, an existing surgical system, intended to treat liver metastases and under clinical evaluation, was used. The establishment of a treatment modality based on electronic focusing has contributed to increase the coagulation volume and thus simplify the operative procedure. Based upon the findings of this first study, a second version of intraoperative probe was modeled and developed. The geometry of this new transducer allowed to change the shape of produced ablations. The performance of this probe were evaluated numerically and then validated with in vitro and in vivo studies. The effectiveness, simplicity and reproducibility of the treatments performed in the liver led to a possible application of the device to pancreatic cancer. After numerical study and in vitro feasibility assessment, animal model validation was also undertaken. All the results obtained during the peroperative treatments was used to study the feasibility of an extracorporeal treatment. A theoretical study has led to the development of an experimental prototype. After calibration, preliminary in vitro results were obtained

Les ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) sont une modalité de traitement non invasive des tumeurs solides qui permet une destruction tissulaire localisée et en profondeur des tissus. Les travaux de ce manuscrit décrivent le développement de stratégies de traitement et la conception d’un transducteur de géométrie torique dédié au traitement non invasif des tumeurs hépatiques. Dans un premier temps, un dispositif HIFU torique existant et conçu pour le traitement peropératoire des tumeurs hépatiques a été utilisé afin d’élargir les perspectives de traitement peropératoire pour les tumeurs localisées au confluent cavo-sus-hépatique. Cette approche de traitement a été évaluée sur une étude préclinique et a montré la faisabilité de la procédure et la tolérance à moyen du traitement. Ce même dispositif a ensuite été utilisé pour déterminer la faisabilité d’un traitement HIFU complètement non invasif avec un transducteur de géométrie torique. La faisabilité et l’innocuité de ce traitement non invasif a été démontré sur une étude préclinique chez le modèle porcin. Ces travaux ont mis en lumière la nécessité d’une personnalisation des traitements HIFU non invasif afin d’épargner les tissus intermédiaires sains. Sur la base de ces expériences, un nouveau système de ciblage a été développer afin d’assurer un ciblage précis des traitements HIFU non invasifs réalisés proches de structures à risques. Les performances de nouveau système ont été démontré sur deux protocoles in vivo pour le traitement du STT (Syndrome Transfuseur Transfusé) et des tumeurs du trigone vésical. Un nouveau dispositif de traitement HIFU a ensuite été conçu et développé pour le traitement non invasif des tumeurs hépatiques. La découpe spécifique de ce transducteur torique tronqué permet un élargissement du volume traité sans déplacement mécanique du transducteur. Les performances thérapeutiques de ce dispositif ont été évaluées sur des essais in vitro et in vivo chez le modèle porcin. Ces travaux représentent la première brique d’un traitement non invasif des tumeurs hépatiques avec un transducteur HIFU torique
High-intensity focused ultrasound (HIFU) is a non-invasive treatment modality for solid tumors that provides a localized destruction of deep tissues. The work in this manuscript describes the development of treatment strategies and the design of a toroidal HIFU transducer dedicated to the non-invasive treatment of liver tumors. First, an existing toroidal HIFU device designed for an intraoperative treatment of liver tumors was used to expand the prospects for intraoperative treatment of tumors localized at the hepato-caval confluence. This treatment approach was evaluated in a preclinical study and showed the feasibility of the procedure and the tolerance of the treatment. This same device was then used to evaluate the feasibility of a completely non-invasive HIFU treatment with a toroidal transducer. The feasibility and safety of this non-invasive treatment was demonstrated in a preclinical study in the porcine model. This work highlighted the need for personalized non-invasive HIFU treatments to spare healthy intermediate tissues. Based on these experiences, a new targeting system was developed to ensure an accurate targeting of non-invasive HIFU treatments performed near risky structures. The performance of the new system has been demonstrated on two in vivo protocols for the treatment of the TTTS (Twin to Twin Transfusion Syndrome) and bladder trigone tumors. A new HIFU treatment device was then designed and developed for the non-invasive treatment of liver tumors. The specific cut of this truncated toroidal transducer allows an enlargement of the treated volume without mechanical displacement of the transducer. The therapeutic performance of this device has been evaluated on in vitro and in vivo experiments in the porcine model. This work represents the first step of a non-invasive treatment of hepatic tumors with a toroidal HIFU transducer