Utilisation de l'IRM cardiovasculaire pour le développement d'outils d'aide à la décision clinique

par Clément Acquitter

Thèse de doctorat en Instrumentation et informatique de l'image

Sous la direction de Alain Lalande et de Stéphanie Bricq.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de SPIM - Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques , en partenariat avec LE2I - Laboratoire d'Electronique, d'Informatique et de l'Image (laboratoire) et de Pôle 7 - Imagerie médicale et Santé (equipe de recherche) depuis le 04-12-2014 .


  • Résumé

    Dans ce travail, on s’intéresse à l’utilisation de l’imagerie par résonance magnétique pour le développement d’outils d’aide à la décision en cardiologie. On se focalise en particulier sur deux problématiques cliniques pouvant profiter des apports des méthodes computationnelles basées sur les images médicales. La première concerne le diagnostic de l’infarctus du myocarde par l’IRM de rehaussement tardif. Cette méthode d’imagerie produit des images à fort contraste entre les zones normales et pathologiques du myocarde. Cette propriété des images est utilisée pour développer des algorithmes de traitement permettant d’automatiser la détection et la quantification des zones infarcies. On passe ici en revue différentes méthodes que l’on évalue sur une base de données d’examens de patients souffrant d’un infarctus du myocarde. Dans la seconde partie, on s’intéresse à la modélisation patient-spécifique de l’aorte thoracique dans le cas d’une bicuspidie valvulaire aortique. Par l’utilisation conjointe de la mécanique des fluides numérique et de l’imagerie de flux, on réalise des simulations personnalisées de l’écoulement du flux sanguin dans des conditions physiologiques (morphologiques et fonctionnelles) dérivées des mesures IRM. Une étude paramétrique permet de quantifier certains phénomènes hémodynamiques liés à la bicuspidie et pouvant impacter le risque de formation d’une pathologie de l’aorte ascendante.

  • Titre traduit

    The use of cardiovascular magnetic resonance imaging for the development of computer-based clinical decision support tools


  • Résumé

    In this work, we are concerned at using magnetic resonance (MRI) imaging to develop computer-aided decision making tools in cardiology. Two specific clinical problems that can benefit from the use of image-based computational methods are investigated. The first one concerns myocardial infarction diagnosis from late-gadolinium enhancement MRI. This imaging technique produces images with high contrast between normal and pathologic myocardium areas. This property can be used to develop algorithmic method to automate the segmentation process and the quantification of infarcted areas. Different segmentation methods are reviewed and evaluated on a database of patients suffering from myocardial infarction. The second part focused on the problem of aneurysm rupture risk in the thoracic aorta. A Patient-specific modeling of the thoracic aorta in the case of a bicuspid valve. The joint use of computational fluid dynamics and 4D Flow MRI allow to perform personalized simulation of blood flow in various conditions (both morphologic and functional) derived from MRI measurements. A parametric study is used to quantify abnormal hemodynamic patterns caused by bicuspid aortic valve that can be associated with aortic pathologies.