Modélisation hémodynamique du ventricule gauche à partir d'images échocardiographiques

L’observation et l’étude des flux sanguins dans le coeur, semble être un bon indicateur de la santé cardiaque et pourrait permettre de détecter de manière précoce l’insuffisance cardiaque congestive (ICC) chez des patients à risque. Néanmoins, la pertinence des observations est aujourd’hui limitée par la qualité de l’imagerie médicale fluide. Ce mémoire propose une méthode alternative : la conception d’un nouveau modèle de Mécanique des Fluides Numériques (MFN) permettant la simulation de l’écoulement sanguin à l’intérieur du ventricule cardiaque gauche (VG). Le modèle, basé sur l’échocardiographie (EcG), permet de reconstruire de manière simplifiée et en deux dimensions les flux sanguins, à partir de données facilement accessibles en clinique. Le mémoire s’inscrit dans le cadre du projet PETALE, qui étudie les effets à long terme des traitements contre la leucémie lymphoblastique aiguë chez les enfants. Le modèle proposé vise à observer les flux sanguins à l’intérieur du coeur et à identifier de nouveaux indicateurs mécaniques de la fonction cardiaque personnalisés à chaque patient. A long terme, son but serait de permettre la détection précoce de l’insuffisance cardiaque congestive chez les survivants de cancer pédiatrique. Les objectifs de ce mémoire sont les suivants : développer une méthode de segmentation efficace du VG à partir d’images EcG, proposer un modèle MFN simplifié de simulation numérique (ANSYS Fluent) de l’écoulement sanguin en 2D basé sur une géométrie prescrite issue des données EcG, proposer des éléments de validation du modèle et l’appliquer aux patients du projet PETALE pour évaluer sa capacité à détecter les risques d’ICC. Les travaux réalisés dans ce mémoire sont exploratoires et fournissent une base pour la construction d’un modèle MFN plus complexe, robuste et fiable. Néanmoins, des différences de comportement mécanique du modèle ont été détectées, en fonction de la santé cardiaque des patients. Les résultats présentés semblent indiquer qu’il est possible de trouver à partir d’une reconstruction numérique simplifiée, des indicateurs du risque de développer une ICC. De nombreuses limitations existent et de plus amples travaux de validation sont nécessaires afin de s’assurer de la pertinence du modèle. Des pistes d’amélioration sont également proposées pour de futures recherches. Plus généralement, les travaux réalisés dans ce mémoire soulignent l’importance de la simulation numérique pour la détection précoce de l’insuffisance cardiaque chez les survivants de cancer pédiatrique.