Analyse automatisée d’images IRM ciné et flux 4D (3D+t) pour une meilleure quantification des fuites des valves cardiaques chez l’Humain - Thèses de Sorbonne Université Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2024

Automated analysis of 4D flow (3D+t) and cine MRI images for a better quantification of heart valve regurgitation in human

Analyse automatisée d’images IRM ciné et flux 4D (3D+t) pour une meilleure quantification des fuites des valves cardiaques chez l’Humain

Perrine Marsac
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1382072
  • IdRef : 277510937

Résumé

The heart valves, which enable our heart to behave like a pump alternating flow exchange along with perfect sealing between the different chambers, can be targeted by disease inducing regurgitation, which can at its turn be deleterious to the heart. Regurgitation assessment, currently achieved using echocardiography in clinical routine, can be inaccurate in case of complex or eccentric regurgitant jets. In such cases, patients can be referred to Magnetic Resonance Imaging (MRI) to help for patient management and surgical decision making. Among contributive MRI sequences, 4D flow MRI, which enables visualizing the velocities in the cardiac volume according to the 3 space directions and during the entire cardiac cycle, can help in estimating both straightforward indices such as velocities as well as advanced hemodynamic indices such as pressure gradients. Of note, such 4D flow data are acquired with relevant anatomical cine images within the same exam.This thesis aims to develop dedicated methods to process both 2D and 4D MRI images and extract quantitative indices of mitral regurgitation. In such context, we sought to calculate quantitative MRI indices such as: : 1) the surface and the volume of the regurgitant jet, 2) velocities distribution and the orientation of the main and regurgitant jet to potentially identify the area of flow impact where mechanical stresses might be exerted on the myocardium, 3) a pressure gradients map within the left atrium in the areas surrounding the regurgitant jet, and 4) the temporal persistence of vortices created by the regurgitant jet.These flow data were estimated in conjunction with functional and geometric parameters such as myocardial deformation and atrioventricular angulation, derived from cine MRI images and then compared with echocardiographic measurements as well as with patient exercise capacity.
Les valves cardiaques, permettant à notre cœur de fonctionner comme une pompe rythmée alternant écoulement et étanchéité parfaite entre les différentes cavités, peuvent être cibles de maladies induisant des fuites néfastes pour le cœur. L'évaluation des fuites valvulaires, actuellement réalisée par échocardiographie en routine clinique, peut être peu précise dans le cas de jets régurgitants complexes ou excentrées. L'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) peut alors être sollicitée par les échographistes, notamment l'IRM de flux 4D qui permet de visualiser les vitesses dans le volume cardiaque selon les 3 dimensions de l'espace, pour faire face à leur difficulté récurrente à imager les fuites valvulaires complexes et à prendre une décision chirurgicale.Ces données de flux 4D d'une grande richesse nous permettent de reconstruire une visualisation en 3D et au cours du cycle cardiaque de l'écoulement du sang dans les cavités cardiaques et les vaisseaux ainsi que de mesurer des indices quantitatifs de l'hémodynamique, tels que la vitesse, le débit ou des paramètres plus avancés tels que les gradients de pression. De plus, elles sont acquises conjointement avec les images ciné anatomiques au cours d'un même examen d'IRM.Cette thèse a pour objectif de mettre au point des méthodes de traitement d'images IRM 2D et 4D pour extraire des indices quantitatifs de la régurgitation mitrale. Ainsi, nous avons calculé divers paramètres à partir des images de flux 4D : 1) la surface et le volume de la fuite, 2) la distribution des vitesses et l'orientation du jet principal et fuyant pour identifier les potentiels points d'impact où des contraintes mécaniques pourraient être exercées sur le myocarde, 3) une cartographie des gradients de pression dans l'oreillette gauche, au voisinage de la fuite ainsi que, 4) la persistance temporelle des vortex (tourbillons) créés par le jet fuyant. Ces données d'écoulement sont estimées de pair avec des paramètres de fonction et de géométrie tels que la déformation myocardique et l'angulation atrio-ventriculaire, dérivés à partir des images ciné IRM, puis confrontés aux mesures échocardiographiques ainsi qu'à la capacité d'effort des patients.
Fichier principal
Vignette du fichier
140225_MARSAC_2024_archivage.pdf (3.66 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04573925 , version 1 (13-05-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04573925 , version 1

Citer

Perrine Marsac. Analyse automatisée d’images IRM ciné et flux 4D (3D+t) pour une meilleure quantification des fuites des valves cardiaques chez l’Humain. Imagerie médicale. Sorbonne Université, 2024. Français. ⟨NNT : 2024SORUS031⟩. ⟨tel-04573925⟩
0 Consultations
0 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More