Virtual approaches dedicated to the technology of Tissue Micro-Arrays "TMA " : Application to the study of the tumoral transformation of the colorectal tissue.
Approches virtuelles dédiées à la technologie des puces à tissus "Tissue MicroArrays " TMA : Application à l'étude de la transformation tumorale du tissu colorectal
Résumé
The recent technique of Tissue Micro Arrays "TMA" seams an essential way to investigate about the precise knowledge of tumour markers expression and their relation with the tissue architecture dynamic in the tumour development process. Briefly, this technology allows gathering, in a single block of paraffin, several hundreds of small cylindrical-shaped tissue-samples from different blocks of conventional tumour biopsies. This thesis focuses on different aspects of image processing and quality control related to TMA technology. The work is realized according to two main sections in agreement with chronological sequence of operations: design of TMA and automated analysis of TMA sections. As a first step, the concept of virtual TMA is introduced to simulate the protocols of core sampling to evaluate the TMA technology. In the second step, an original colour model associated with the chromaticity diagram xy is proposed for automatic detection of tumour markers in numerical TMA slides. The concept of sociology cell, modelled by Voronoï diagram, is finally adopted to illustrate the dynamics of the spatial distribution of cancer cells in the process of tumour development. The different methods developed in this work are applied to study the tumour markers of colorectal cancer.
La technique récente des puces à tissus " Tissue Micro Arrays " TMA apparaît comme un moyen indispensable d'investigation pour la validation des profils d'expression des marqueurs tumoraux en relation avec la dynamique de l'architecture tissulaire lors de la transformation tumorale. Brièvement, cette technologie consiste à regrouper, dans un seul bloc de paraffine, plusieurs centaines de petits échantillons tissulaires sous forme de carottes cylindriques prélevées à partir de différents blocs de biopsies classiques. Le sujet de thèse s'intéresse aux différents aspects de traitement d'images et de contrôle qualité liés à la technologie TMA. Les travaux de thèse sont réalisés selon deux grands axes qui retracent l'enchaînement chronologique des opérations : conception des blocs TMA, puis analyse automatique des coupes TMA. Dans un premier temps, le concept de TMA virtuel est introduit pour simuler les protocoles de prélèvement de carottes afin d'évaluer la technologie TMA. En deuxième temps, une modélisation originale de la couleur associée au diagramme de chromaticité xy, est proposée pour la détection automatique des marqueurs tumoraux au niveau des coupes TMA. Le concept de sociologie cellulaire, modélisé par le diagramme de Voronoï, est finalement adopté pour illustrer la dynamique de la distribution spatiale des cellules cancéreuses au cours de la transformation tumorale. Les méthodes développées sont appliquées à l'étude des marqueurs tumoraux du cancer colorectal.
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