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Midulla, Marco. Application de la mécanique des fluides numérique à l'imagerie de la pathologie de l'aorte thoracique et des traitements endovasculaires modernes par pose d'endoprothèse

Midulla, Marco (2013). Application de la mécanique des fluides numérique à l'imagerie de la pathologie de l'aorte thoracique et des traitements endovasculaires modernes par pose d'endoprothèse.

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Résumé en francais

La prise en charge des malades porteurs de maladie de l'aorte thoracique a été révolutionnée pendant ces dernières années par l'introduction du traitement endovasculaire par implantation d'endoprothèse, présenté à la communauté scientifique sur le New England Journal of Medicine en 1994. Depuis ce temps, une multitude d'études ont alimenté la littérature scientifique spécialisée. Cependant, même si les résultats cliniques ont étés encourageants au point de proposer la nouvelle thérapie comme référence dans certaines indications, notamment en cas d'urgence, moins d'attention a été réservée aux conséquences fonctionnelles liées à la pose du dispositif à l'intérieur du vaisseau. A partir de l'état vasculaire natif, quelles sont les modifications induites par l'endoprothèse sur l'anatomie et l'hémodynamique de l'aorte ? Cette question est le fil conducteur de mon projet de recherche. J'aborde dans cette thèse l'ensemble des problèmes liés au rôle de l'imagerie vasculaire fonctionnelle dans la prise en charge du patient aux différentes étapes de la méthodologie développée. Les simulations hémodynamiques par application de la mécanique des fluides numérique (MFN) sont, à ce jour, la seule méthode proposée pour obtenir une imagerie fonctionnelle de l'aorte thoracique pour l'évaluation des endoprothèses. En comptant sur une solide expérience au sein du laboratoire OCFIA avec la fusion des techniques d'imagerie classiques et la MFN, l'objectif des travaux de cette thèse de science est le développement de la filière de recherche dédiée à l'application de la mécanique des fluides numérique pour l'exploration hémodynamique de l'aorte thoracique et des conséquences des nouveaux traitements endovasculaires par implantation d'endoprothèse. Le projet a été structuré en deux axes : le premier a été focalisé sur l'évaluation d'une méthode d'imagerie fonctionnelle visant la reconstruction de conditions réalistes et spécifiques à l'aide du couplage entre l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et la MFN. La méthodologie, mise au point au sein du laboratoire OCFIA, permet d'obtenir des vraies cartographies hémodynamiques centrées sur des paramètres différents, notamment la vitesse, la vorticité du flux et la force de cisaillement pariétal. La participation des médecins de l'équipe a permis de vérifier la faisabilité de la méthode in vivo et de comparer les études fonctionnelles aux données anatomiques pour en évaluer la fiabilité. Le deuxième axe du projet a été conçu pour développer l'application de la MFN à la recherche clinique. Dans ce but, le code Xflow a été choisi pour le couplage avec le scanner afin de réaliser une analyse quantitative de deux paramètres (le WSS et la vorticité), sur une série de 30 patients pour mettre en évidence les éventuelles modifications de l'état fonctionnel aortique avant et après mise en place d'endoprothèse. Le développement de la méthode scanner-MFN a permis d'évaluer, dans un premier temps, l'impact anatomique de l'implantation sur 60 géométries aortiques, un travail original dans le cadre de la littérature spécialisée. Ensuite, la base des données a été exploitée pour obtenir les simulations numériques à l'aide de différents outils à l'intérieur du logiciel solveur. Une extraction ponctuelle a été réalisée sur les zones d'implantation, permettant de confirmer l'hypothèse concernant les conséquences fonctionnelles du traitement sur le vaisseau natif. La publication des travaux dans des revues internationales incite les futurs développements pour optimiser l'application de nouvelles méthodes à la recherche clinique afin d'individualiser le rôle des facteurs fonctionnels soit dans le contexte du suivi des patients, soit dans l'évaluation de l'efficacité des dispositifs.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Rousseau, Hervé
Moreno, Ramiro
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), INSERM UMR 1048
Mots-clés libres :Mécanique des fluides numérique - MFN - Imagerie vasculaire fonctionnelle - Endoprothèses - Traitement endovasculaire - Hemodynamique
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :31 Mar 2014 11:47