Validation et apports de la vélocimétrie 4D par IRM et des mesures de pressions centrales pour l'analyse de la fonction aortique et du couplage ventriculo-artériel
Validation and contributions of 4D velocimetry by MRI and central pressure measurements for aortic function and ventricular-arterial coupling analysis
par Gilles SOULAT sous la direction de Elie MOUSSEAUX
Thèse de doctorat en Imagerie (ima)
ED 563 Médicament, Toxicologie, Chimie, Imageries

Soutenue le vendredi 16 novembre 2018 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Aorte
  • Imagerie par résonance magnétique
  • Maladies
  • Remodelage ventriculaire
  • Résistance vasculaire
  • Sténose
  • Valve de l'aorte
  • Ventricule gauche
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Mots clés
Post charge, Couplage ventriculo-artériel, Sténose valvulaire aortique, Remodelage ventriculaire, Rigidité aortique, Vitesse de l'onde de pouls, Imagerie par résonance magnétique, Contraste de phase, Flux 4D
Resumé
Objectifs : La post charge du ventricule gauche est la résultante de contraintes pulsatiles (impédance) et continues (résistances) secondaire à des modifications des résistances vasculaires systémique, de la fonction aortique ou à des maladies valvulaires aortiques. L'IRM autorise des mesures précises à la fois de biomarqueurs de la fonction aortique comme la distensibilité aortique ou la vitesse de l'onde de pouls (VOP) de l'arche aortique, mais également du remodelage ventriculaire. Cette méthode est donc particulièrement adaptée pour l'étude du couplage ventriculo-artériel. Nous proposerons dans ce travail de nouvelles approches pour l'étude de la fonction aortique en associant des mesures simultanées de la pression centrale aortique aux mesures de vélocité obtenues par IRM afin d'estimer l'impédance valvuloartérielle) et d'améliorer les mesures de distensibilité. De plus, nous proposons aussi une validation des mesures de vitesse d'une nouvelle séquence de contraste de phase 4D (Flux 4D) et son application dans le calcul de la Vitesse de l'onde de pouls segmentaire et globale de l'aorte thoracique. Méthodes : Différentes populations ont été incluses : une cohorte de sujets porteur de rétrécissement aortique ; deux cohortes de sujets sains, dont l'une étudiée avant la disponibilité des séquences de flux 4D. Une cohorte de patients porteurs de cardiopathie congénitale pour l'étude de la reproductibilité du flux 4D. Résultats : L'impédance valvuloartérielle, estimée à partir d'une tonométrie d'aplanation pour recueillir des courbes de pression couplée à du contraste de phase en IRM, est un indice mieux lié à fonction diastolique de patients atteints de sténose valvulaire aortique que les paramètres de sévérité usuels comme la surface valvulaire aortique. L'ajout d'une mesure de pression pulsée centrale, estimée directement lors des acquisitions l'IRM à partir d'un système Sphygmocor Xcel, dans le calcul de la distensibilité aortique permet une meilleure discrimination entre sujet jeunes et plus âgé sur une cohorte de 60 sujets sains. Cependant la prolongation du système pour être compatible IRM le rend impropre à la mesure d'autres indices estimés à partir des courbes temporelles de pression. Les mesures de débits estimés à partir des séquences de contraste de phase 4D sont conditionnées par l'expérience de l'utilisateur et la correction des erreurs de phase d'arrière-plan. Une méthode de correction automatique de ces erreurs en utilisant un model surfacique de 3ème ordre a été testée et validée. Avec ces précautions il est possible d'obtenir des données particulièrement robustes pour estimer les débits en tout point du volume. L'utilisation d'une séquence de flux 4D avec une bonne résolution temporelle permet le calcul de VOP segmentaire de l'aorte thoracique avec ses variations régionales liées à l'âge et au remodelage ventriculaire. La VOP de l'aorte ascendante est ainsi mieux liée à l'hypertrophie et au remodelage ventriculaire que la VOP de l'aorte descendante. Conclusions : L'utilisation simultanée des courbes de pression et de débit permet le calcul de l'impédance valvulo-artérielle dans le rétrécissement aortique, mais également l'amélioration de l'estimation de la distensibilité aortique. Après prise en compte des possibles erreurs de quantification des débits, la mesure de VOP en flux 4D apparait performante pour l'étude de la rigidité de l'aorte ascendante. Des travaux futurs seront nécessaires afin d'adapter cette technique sur des sujets porteurs de pathologies aortique.