Vieillissement vasculaire, Radiomique carotidienne, Rigidité artérielle, Caractéristiques radiomiques radiofréquence, Apprentissage automatique, Vieillissement vasculaire précoce

Le vieillissement vasculaire représente un processus complexe et multifactoriel au cours duquel les vaisseaux sanguins subissent un remodelage structurel progressif et un déclin fonctionnel, augmentant ainsi le risque d'événements cardiovasculaires. Dans ce projet doctoral, nous avons développé et validé un nouveau cadre radiomique appliqué à l'échographie pour détecter et quantifier les changements précoces et précliniques de la paroi carotidienne au niveau de l'intima-média (IM). Bien que les biomarqueurs établis de l'athérosclérose et de l'artériosclérose soient efficaces, ils reposent sur des modalités d'imagerie avancées (IRM et scanner), coûteuses, complexes et peu accessibles, ce qui les rend mal adaptées aux évaluations préventives de routine. L'échographie carotidienne (US), en revanche, est peu coûteuse, non invasive, largement disponible, et elle permet de capturer à la fois des biomarqueurs athérosclérotiques et artériosclérotiques, en faisant un outil optimal pour la prévention cardiovasculaire. Toutefois, certains biomarqueurs échographiques conventionnels, tels que l'épaisseur intima-média (IMT), présentent une valeur prédictive additionnelle discutée. Ainsi, cette thèse explore l'application de la radiomique, une technique qui transforme les données d'imagerie en ensembles de caractéristiques quantitatives de texture, de forme et d'intensité, appliquée aux signaux radiofréquence (RF) ainsi qu'aux images B-mode recueillies sur un cycle cardiaque complet. L'objectif était de détecter des désorganisations texturales et structurelles sub-pixelliques de l'IM, signatures d'un remodelage vasculaire précoce, et de développer un outil radiomique capable de traduire ces biomarqueurs en un score quantitatif personnalisé de risque cardiovasculaire préclinique. Dans la première étude, nous avons conçu une interface graphique permettant l'extraction des caractéristiques radiomiques issues à la fois des images B-mode et des signaux RF de la paroi carotidienne. La faisabilité a été testée via une analyse de stabilité, en évaluant l'impact de la sélection des images du cycle cardiaque et de la taille de la région d'intérêt (ROI) sur la reproductibilité. Nos résultats confirment qu'il est possible d'extraire des caractéristiques radiomiques stables de l'IM, à condition que la taille de la ROI soit choisie avec soin. Dans la deuxième étude, nous avons entraîné un classifieur d'apprentissage automatique basé sur ces caractéristiques pour distinguer les motifs échogènes anormaux de la paroi carotidienne, avec un succès modéré en discrimination. Dans la troisième étude, nous avons développé un modèle prédictif entraîné sur les caractéristiques radiomiques pour différencier les individus normotendus des hypertendus, puis appliqué ce modèle à des participants présentant une pression artérielle élevée et un risque cardiovasculaire intermédiaire. Un profil radiomique 'de type hypertendu' a été fréquemment observé dans ce groupe et associé à un profil de risque plus défavorable. Enfin, nous avons étendu notre approche aux artères de moyen calibre en appliquant l'interface développée à l'échographie haute résolution de l'artère radiale chez des patients atteints de sclérodermie systémique et chez des témoins sains ; les caractéristiques radiomiques ont permis une discrimination modérée entre les deux groupes. Dans l'ensemble, nos résultats confirment que la radiomique met en évidence des irrégularités texturales et structurelles sub-pixelliques de la paroi artérielle qui s'alignent avec les biomarqueurs établis du vieillissement vasculaire, de l'hypertension et au-delà. Les performances des classifieurs, bien que modérées, suggèrent la pertinence clinique de ces biomarqueurs à haute dimension. Une validation plus large, des efforts de standardisation et des perfectionnements méthodologiques seront nécessaires pour faire évoluer l'échographie radiomique au-delà de la preuve de concept vers une évaluation clinique.