Monitoring post-opératoire de la perfusion de lambeaux libres chez le mini-cochon – FLAPS-MONITORING

La reconstruction chirurgicale à l'aide de lambeaux libres est une opération complexe qui consiste à transposer des structures uni ou pluritissulaire avec leur système vasculaire pour couvrir des pertes de substances qui ne peuvent cicatriser spontanément. Cette reconstruction nécessite une restauration microchirurgicale du réseau vasculaire (anastomose entre les vaisseaux du lambeau et ceux du site receveur). Des nécroses (perte de tout ou partie du lambeau) peuvent survenir si la vascularisation du lambeau est compromise. Elles doivent être rapidement détectées pour espérer un rattrapage chirurgical le plus précoce possible, faute de quoi les dommages peuvent être irréversibles avec des conséquences fonctionnelles et esthétiques extrêmement graves.
Nous proposons une solution de monitoring postopératoire basée sur une technique d’imagerie optique qui suit la modification de perfusion des tissus sur une profondeur de 1 à 2 cm. Cette solution comprend un appareil optique (laser, sonde, électronique de détection) ainsi qu’une méthode de traitement des données (2 brevets). Nous avons montré la pertinence des mesures chez le rat, mais ces résultats nous ont également permis de mettre en évidence un problème de quantification de la vascularisation en profondeur. Nous proposons de lever maintenant ce problème en apportant des modifications techniques sur l’instrument et l’algorithme de reconstruction, et surtout en le testant sur un modèle animal de cochon, plus représentatif des situations cliniques que ce que nous avons pu faire sur le rat. Ce sera la dernière étape de validation de cette approche de monitoring de la vascularisation en profondeur avant évaluation chez l'homme.

Le suivi de l’oxygénation des tissus est particulièrement important dans de nombreuses applications cliniques telles que : la transplants tissulaires, en « pied diabétique » ou autres problèmes vasculaires (malformations, thrombose veineuse profonde)… Le projet FLAPS-MONITORING propose une solution technologique pour monitorer l’oxygénation des tissus en surface et en profondeur à l’aide d’une sonde optique laser mesurant jusqu’à une profondeur de 2 cm et en 3D la quantité de sang présent dans les tissus, et déterminant son taux d’oxygénation (rapport oxyhémoglobine/ dé-oxyhémoglobine). Cette mesure in vivo est continue non-invasive, sans injection d’agent de contraste. Il n’existe pas actuellement d’appareil capable de telles performances. L’instrument associe un appareil optique (laser, sonde, électronique de détection) et une méthode de traitement des données (objet de 2 brevets).

La pertinence de ces mesures en surface a été démontrée sur des lambeaux cutanés chez le rat. Cette expérimentation avait mis en évidence un problème de quantification de la vascularisation en profondeur, en partie liée aux petites dimensions du modèle expérimental. L’instrument et l’algorithme de reconstruction ont été modifiés en conséquence.

Le projet FLAPS MONITORING vise à valider ce nouveau prototype en le testant sur des porcs, modèle plus représentatif des situations cliniques que le rat. Ces données seront comparées à celles fournies par la mesure de la pression tissulaire d’oxygène (Pt02) qui servira de référence. Ce travail préclinique vise à adapter l’ergonomie de la sonde optique (géométrie, fixation…) de façon à ce qu’elle soit utilisable en clinique.

Un dépôt de brevet est envisagé à propos du couplage de la mesure DRS et TR.
Le protocole chirurgical associé au modèle cochon a fait l’objet d’un article soumis au 'Journal of stomatology oral and maxillofacial surgery'

Le projet FLAPS-MONITORING consiste à proposer une solution technologique pour le suivi de l’oxygénation des tissus en surface et en profondeur. Cela est obtenu avec une sonde optique laser capable de mesurer en profondeur et en 3D la quantité de sang présent dans les tissus, et d’en déterminer son taux d’oxygénation (rapport oxyhémoglobine/ dé-oxyhémoglobine). Ceci est obtenu de façon non-invasive directement in vivo, sans injection d’agent de contraste. La mesure peut être effectuée en continu pendant plusieurs jours. Il n’existe pas actuellement d’appareil capable de telles performances.

Le suivi de l’oxygénation des tissus et particulièrement important dans nombreuses applications cliniques telles que : la chirurgie des lambeaux notamment la reconstruction mammaire, en diabétologie pour la prise en charge du « pied diabétique », le suivi de l’angiogenèse cutanée ou d’autres problèmes vasculaires (angiomes, fistules et anévrismes artério-veineux, thrombose veineuse profonde)…

Le projet FLAPS MONITORING vise à finaliser un prototype que nous avons déjà fabriqué en le testant sur un problème particulier que sont les lambeaux libres enfouis, dans un modèle de cochon.

La reconstruction chirurgicale à l'aide de lambeaux libres est une opération complexe qui consiste à transposer des structures uni ou pluritissulaire avec leur système vasculaire pour couvrir des pertes de substances qui ne peuvent cicatriser spontanément. Cette reconstruction nécessite une restauration microchirurgicale du réseau vasculaire (anastomose entre les vaisseaux du lambeau et ceux du site receveur). Des nécroses (perte de tout ou partie du lambeau) peuvent survenir si la vascularisation du lambeau est compromise. Elles doivent être rapidement détectées pour espérer un rattrapage chirurgical le plus précoce possible, faute de quoi les dommages peuvent être irréversibles avec des conséquences fonctionnelles et esthétiques extrêmement graves.

Nous proposons une solution de monitoring postopératoire basée sur une technique d’imagerie optique qui suit la modification de perfusion des tissus sur une profondeur de 1 à 2 cm. Cette solution comprend un appareil optique (laser, sonde, électronique de détection) ainsi qu’une méthode de traitement des données (2 brevets). Nous avons montré la pertinence des mesures chez le rat, mais ces résultats nous ont également permis de mettre en évidence un problème de quantification de la vascularisation en profondeur. Nous proposons de lever maintenant ce problème en apportant des modifications techniques sur l’instrument et l’algorithme de reconstruction, et surtout en le testant sur un modèle animal de cochon, plus représentatif des situations cliniques que ce que nous avons pu faire sur le rat. Ce sera la dernière étape de validation de cette approche de monitoring de la vascularisation en profondeur avant évaluation chez l'homme.

Ce projet est réalisé grâce à l’étroite collaboration entre le groupe du CEA-LETI qui développe la technologie, et le groupe de l’INSERM U823 qui la met en œuvre dans des applications pré-cliniques et cliniques. Ces deux groupes ont l’habitude de travailler ensemble sur ce type de projet et plusieurs appareils sont actuellement commercialisés issus de ces collaborations, y compris par la société Fluoptics, co-crée par ces 2 groupes. La partie médicale et chirurgicale est assurée par le Pr Georges Bettega, spécialiste en chirurgie maxillo-faciale, qui est l’initiateur de ce projet qu’il coordonne car cela doit apporter une aide considérable à sa pratique de la chirurgie. Le groupe de VétagroSup Lyon met à notre disposition son plateau chirurgical et leurs compétences en chirurgie, pour la prise en charge des 20 cochons nécessaires à cette étude.