Evaluation tomodensitométrique quantitative du remodelage des voies aériennes proximales et distales lié à l'âge

Quantitative assessment of large and small airway remodeling using comuted tomography

• Auteur / Autrice : Sébastien Bommart
• Direction : Jacques Mercier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 27/11/2013
• Etablissement(s) : Montpellier 1
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; ....-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : U 1046 - Physiologie et Médecine Expérimentale du Coeur et des Muscles
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Mercier, Arnaud Bourdin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Laurent, Guy Moulin

Mots clés

Mots clés libres

Imagerie pulmonaire

Tomodensitométrie

Vieillissement

Segmentation

Lung imaging

Ct

Aging

Segmentation

Résumé

Le développement récent de nouveaux algorithmes de post-traitement en tomodensitométrie thoracique a ouvert la voie vers la caractérisation in vivo du remodelage des bronchopathies chroniques dans le but d'améliorer la caractérisation et le suivi de ces patients. Il convient des lors de déterminer les limites de cette approche quantitative entre normalité et pathologie. L'objectif de ce travail a été de rechercher et quantifier les altérations structurales bronchiques proximales et distales, liées au vieillissement normal à partir d'une analyse morphométrique corrélée à la fonction. Cent un volontaires de 60 à 90 ans, indemne de facteur de risque ou de pathologie pulmonaire ont réalisés un examen tomodensitométrique inspiratoire et expiratoire à volume contrôlé et des explorations fonctionnelles respiratoires. La première partie de cette étude est consacrée à l'analyse de la robustesse des outils de segmentation appliquées à la quantification des voies aériennes. Les différentes mesures de trappages ont permis de définir le meilleur indice tomodensitométrique d'obstruction des voies aériennes distales à partir de corrélations structure-fonction. Dans un deuxième temps, ces mêmes outils ont été appliqués pour mettre en évidence les sites électifs du remodelage proximal et distal au cours du vieillissement autorisant des lors à préciser les modifications structurales physiologiques et proposer une équation de prédiction du trappage en fonction de l'âge. Nous nous sommes intéressés dans la troisième et dernière partie de ce travail à l'identification des facteurs anthropologiques susceptible d'influer sur le remodelage des voies aériennes.

Thanks to novel applications of technological improvements such as automated software, chest computed tomography quantification has opened the way towards in vivo remodeling characterization in order to improve patient care. Therefore, the limits of using this quantitative approach to differentiate between a normal and pathological state needed to be determined. The aim of this work was to research and quantify both proximal and distal bronchial structural changes linked to the normal aging process by using morphometric analysis correlated to pulmonary function. One hundred and one volunteers aged 60 to 90, without a risk factor or pulmonary pathology underwent inspiratory and expiratory-gated computed tomography as well as pulmonary function tests. The first part of this study analyzed the capacity of dedicated sofwares to quantify the airways. The different air trapping measurements allowed for the definition of the best tomodensitometric indicator of distal airway obstruction using structure-function correlations. In the second part of the study, these same tools were used to highlight the most likely sites for both proximal and distal remodeling during the aging process, thereby pinpointing the structural, physiological modifications and allowing for the development of an equation to predict trapping as a function of age. In the third and final phase of this research, we focused on identifying the anthropological factors, which could possibly influence airway remodeling.