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Communication brève

Mesure par �TDM et dilution de nanocolloïdes-99mTc de la surfacepéritonéale chez le rat insuffisant rénal au cours d’une

expérience de dialyse péritonéale

Peritoneal surface area measurement with �CT and nanocolloids-99mTc dilution during aperitoneal dialysis procedure in renal failure rats

G. Aubertin a, C. Dheu b, C. Goetz a, M. Fischbach b, A. Constantinesco a, P. Choquet a,∗a Service de biophysique et de medecine nucléaire, université de Strasbourg, hôpital de Hautepierre, CHRU de Strasbourg,

institut de mécanique des fluides et des solides, 1, avenue Molière, Strasbourg, Franceb Service de pédiatrie 1, CHRU de Strasbourg, hôpital de Hautepierre, Strasbourg, France

Recu le 21 avril 2009 ; accepté le 26 mai 2009Disponible sur Internet le 30 juillet 2009

ésumé

La dialyse péritonéale occupe une place importante dans la prise en charge de l’insuffisance rénale au stade terminal, notamment chez le jeunenfant. L’optimisation de son efficacité nécessite l’emploi de solutions de dialyse biocompatibles mais aussi l’amélioration du recrutement de laurface péritonéale d’échange (SPE). Les modèles expérimentaux animaux sont une étape essentielle pour mesurer la SPE. Nous proposons uneéthode, rapide, de mesure in vivo de la SPE chez le rat à l’aide de données de microtomodensitométrie (�TDM) et à partir de la mesure du

olume de dialysat obtenu par dilution isotopique de nanocolloïdes-99mTc.2009 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

ots clés : Dialyse péritonéale ; Dilution isotopique ; Péritoine ; rat ; �TDM

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Peritoneal dialysis takes an important place for the management of patients with end-stage renal failure, especially for young children. Theptimization of its efficiency needs to use biocompatible dialysis solutions but also to improve peritoneal surface area (PSA) recruitment. Smallnimals experimental models are an essential step for PSA measurements. We propose a fast method using in vivo microcomputerized tomography�CT) and isotopic dilution method to evaluate the PSA.

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2009 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

eywords: Peritoneal dialysis; Isotopic dilution; Peritoneum; rat; �CT

. Introduction

La dialyse péritonéale occupe une place importante dansa prise en charge de l’insuffisance rénale terminale, notam-

ent chez l’enfant [1]. L’optimisation de son efficacité impose

’utiliser des solutions de dialyse biocompatibles mais aussi’améliorer le recrutement de la surface péritonéale d’échangeSPE) [2–5] et donc de la mesurer chez l’homme. La mesure

∗ Auteur correspondant.Adresse e-mail : philippe.choquet@chru-strasbourg.fr (P. Choquet).

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959-0318/$ – see front matter © 2009 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.oi:10.1016/j.irbm.2009.05.010

e la SPE par imagerie TDM in vivo chez l’enfant est délicatear elle entraîne une irradiation non négligeable et n’est de touteacon pas validée. Pour ces raisons, l’étape expérimentale sur’animal de laboratoire (rat) s’avère essentielle.

Jusque récemment, les études [6–8] de cette SPE chez leat utilisaient des méthodes ex vivo conduisant à l’obtention’une surface dite « surface anatomique totale ». Toutefois, ceséthodes ex vivo négligent les propriétés élastiques du péri-

oine dont la surface, in vivo, varie sous l’action de nombreusesontraintes [9,10], notamment en dialyse péritonéale où l’ajout’un liquide dans l’abdomen entraîne mécaniquement une aug-entation de surface.

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Nous proposons de combiner une mesure surfaciquear microtomodensitométrie (�TDM) précédemment décrite11,12], avec une mesure du volume de dialysat par dilution iso-opique au cours d’une dialyse péritonéale réalisée chez des ratsnsuffisants rénaux, afin de pouvoir calculer la SPE à n’importeuel temps.

. Matériels et méthodes

Toutes les expériences ont été conduites en accord avec laéglementation francaise sur l’expérimentation animale (numéro’agrément A67-482-20).

Dix rats mâles Wistar (masse : 367–510 g) ont été 5/6e

éphrectomisés afin d’induire une insuffisance rénale chro-ique. Après six semaines, une dialyse péritonéale a étééalisée.

.1. Protocole

Les rats sont maintenus sous anesthésie gazeuse (Minerve,sternay, France) à l’isoflurane (2–2,5 %) véhiculé par l’air etlacés en décubitus dorsal sur une table chauffante à 37 ◦C. Unremier cathéter est placé dans une veine caudale afin de réaliseres prélèvements de sang tandis qu’un second cathéter est inséréu travers de la paroi abdominale dans l’angle ventrocaudal droitfin de réaliser l’infusion et les prélèvements de dialysat au coursu temps.

Le dialysat est constitué d’une solution de dialyseommerciale additionnée de 10 % (v/v) d’un produit de contrasteodé (Visipaque320, GE Healthcare) et de nanocolloïdes-99mTcNanocol, Amersham). Ce dialysat est chauffé à 37 ◦C avant’être infusé dans la cavité abdominale du rat à raison de 10 mLar 100 g de masse de l’animal.

Un prélèvement de sang a été effectué à 30 et 90 minutesprès l’infusion pour évaluer le passage du radiotraceur dans leang.

Des prélèvements de dialysat ont été réalisés au bout de trois,0, 60 et 90 minutes de dialyse afin de mesurer la radioactivité1480 Wizard3, Wallac) et d’obtenir le volume de dialysat pré-ent dans la cavité péritonéale. Parallèlement, une acquisition

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ig. 2. Exemple des étapes du traitement des volumes microtomodensitométriques. Axemples illustrant à différents niveaux sur les coupes axiales correspondantes (thoraegmentant les parties squelettiques permettant de ne conserver que la cavité abdominu résultat obtenu sur la coupe frontale initiale. E. Étape de segmentation de la veséritonéale d’échange.

ig. 1. �TEMP–�TDM (�SPECT–�CT) eXplore speCZT Vision 120, GE,aukesha, Etats-Unis. 1 : lit sur lequel repose l’animal ; 2 : �TEMP (speCZT) ;: �TDM (Vision 120) seule utilisée dans le cadre de ce travail.

TDM (eXplore speCZT Vision 120, GE, Waukesha, États-nis) (Fig. 1) de la totalité de l’abdomen a été réalisée afin’obtenir des volumes reconstruits composés de voxels isotropes186 �m3 × 186 �m3 × 186 �m3).

À la fin de l’expérience, les rats ont été sacrifiés par injectione pentobarbital concentré.

.2. Traitement des images microtomodensitométriques

Une segmentation manuelle est nécessaire afin d’élimineres os, la vessie et le rein et de ne conserver que l’abdomenFig. 2A–E). Ensuite le dialysat, qui du fait de l’adjonctione produit de contraste iodé présente une atténuation, en uni-és Hounsfield, de l’ordre de celle des os, est sélectionné pareuillage et ce volume est représenté par un rendu isosurfaciquerâce à un algorithme du marching cubes [13]. Cet algorithme

ermet de donner une valeur de la surface rendue ainsi que duolume (Fig. 2F) (Microview, GE, Waukesha, États-Unis). Laaleur du seuil est adaptée de manière à ce que le volume obtenuar application de l’algorithme soit égal au volume de dialysat

. Exemple d’une coupe frontale de l’abdomen issue du volume TDM initial. B.cique, rénale et testiculaire) les tracés des régions d’intérêt bidimensionnelles

ale. C. Généralisation tridimensionnelle des régions précédentes. D. Illustrationsie illustrée sur la même coupe frontale. F. Rendu isosurfacique de la surface

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Fig. 3. Tableau illustrant les résultats à 90 minutes uniquement.

esuré par dilution isotopique. Le résultat exploité est alors laaleur de la surface rendue par l’algorithme.

. Résultats

.1. Calcul de la SPE

Dans un premier temps, le traitement des images micro-omodensitométriques nous a permis d’obtenir la SPE pour lesix rats étudiés. L’ensemble des résultats obtenus à 90 minutesst présenté dans le tableau de la Fig. 3. La surface trouvée até normalisée au poids du rat afin de permettre une compa-aison entre les animaux. En moyenne, la SPE obtenue est de,05 ± 0,10 cm2/g pour une infusion de dialysat de 10 mL par00 g.

Dans un second temps, les volumes obtenus par dilution iso-opique aux différents temps (3, 30, 60 et 90 minutes) ont ététudiés indépendamment les uns des autres de facon à explorer’existence d’une corrélation entre un volume mesuré et la sur-ace correspondante obtenue. Le résultat (Fig. 4) montre qu’il

xiste une corrélation linéaire (r2 = 0,70) entre le volume deialysat et la SPE.

ig. 4. Corrélation linéaire entre volume de dialysat et surface péritonéale’échange (SPE).

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.2. Prélèvements sanguins

La mesure de la radioactivité sanguine après infusion du dia-ysat contenant des nanocolloïdes-99mTc montre un passageégligeable de ceux-ci : 21,88 ± 15,50 Bq/mL à t = 30 minutest 82,88 ± 73,63 Bq/mL à t = 90 minutes.

. Discussion

Les résultats obtenus in vivo sur la mesure de la SPE chezes rats insuffisants rénaux sont du même ordre de grandeurue ceux obtenus par Bergua et al. [12] sur des rats ayant uneonction rénale normale (1,74 ± 0,08 cm2/g pour une infusion de0 mL par 100 g). La différence majeure entre leur expérience eta nôtre réside dans l’estimation du volume de dialysat. En effet,’utilisation de rats normaux pour une expérience de dialyseéritonéale n’induit pas, ou peu, de changements du volume deialysat au cours du temps. De plus, dans ce travail la mesurear �TDM a été effectuée juste après l’infusion du dialysat,onsidérant que son volume n’a pas varié entre le moment de sonnfusion et le moment de la mesure : la méthode ne permet doncas la mesure de la SPE tout au long du déroulement de la dialyse12].

En revanche, chez le rat insuffisant rénal, le volume du dialy-at est sujet à des variations importantes au cours de la dialyse.’utilisation des nanocolloïdes-99mTc et le calcul de dilutionsotopique permet de connaître, à n’importe quel temps, leolume de dialysat présent dans la cavité péritonéale. Ce volumeeut alors être utilisé comme donnée préliminaire nécessaire aualcul de la surface par �TDM.

La droite de corrélation surface–volume obtenue présentene ordonnée à l’origine non nulle (SPE correspondant à50,35 cm2). L’hypothèse proposée pour expliquer cette valeurepose sur le fait que le péritoine n’est pas une surfacective. En effet, cette membrane existe dans l’organisme à

out moment, qu’un volume de dialysat soit infusé ou nonans la cavité péritonéale. Ainsi, la valeur de la SPE à’origine correspondrait à la valeur minimum « naturelle » dea SPE.

La méthode de calcul du volume par dilution isotopique n’estoutefois valable que si les nanocolloïdes restent confinés à’intérieur de la cavité péritonéale au cours de l’expérience. Ceernier point a pu être vérifié grâce aux prélèvements sanguinsettant en évidence l’absence de passage de nanocolloïdes dans

e sang.

. Conclusion et perspectives

L’utilisation d’un microtomodensitomètre comme approchee mesure in vivo [11,12] combinée à celle du volume de dialysatar dilution isotopique permet la mesure de la SPE à n’importeuel temps de la procédure de dialyse. Ces mesures de surfaceont essentielles lors des calculs ultérieurs d’échanges de solutésu cours de la dialyse.

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emerciements

Les auteurs remercient les Dr Jean-Jacques Helwig etariette Barthelmebs de l’unité Inserm U727 de l’université

e Strasbourg pour la réalisation des néphrectomies 5/6e ainsiue GE Healthcare pour son soutien.

éférences

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