Angiographie myocardique par localisation ultrasonore tridimensionnelle

 

Jean Provost

Polytechnique Montréal

 

Domaine : techniques, mesures et systèmes

Programme : établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2019-2020

Chez les patients présentant des maladies coronariennes connues ou suspectées, les examens d'imagerie cardiaque constituent souvent la première étape du diagnostic et de la planification du traitement. L'approche la plus typique de la caractérisation de la maladie coronarienne est centrée sur l'anatomie en déterminant quelles artères coronaires subissent un rétrécissement ou une obstruction. Toutefois, le rétrécissement ne correspond pas bien au débit sanguin dans les artères coronaires et à la fonction de pompage du coeur, ou plus important encore, aux symptômes et au pronostic du patient. Bien que de nombreuses approches d'imagerie aient été développées pour obtenir ces informations de manière non invasive, elles souffrent d'une sensibilité et d'une spécificité insuffisantes causées par une résolution et/ou un contraste limités et par l'utilisation de rayonnements ionisants ou d'un coût élevé de grandes infrastructures. Cette situation peut conduire, d'une part, à une angiographie coronarienne à haut risque inutile ou, d'autre part, à des affections potentiellement mortelles non traitées.

L'imagerie par ultrasons a récemment subi une transformation sans précédent avec l'avènement des scanners programmables ultrarapides. En utilisant la capacité d'acquérir des images à très haut débit (jusqu'à 20 000 images/s) et en accumulant des ensembles de données de grande taille, de nouveaux modes d'imagerie ont été développés pour permettre l'imagerie de structures inaccessibles avec d'autres modalités d'imagerie non invasives. Par exemple, il a récemment été démontré que la vascularisation intramyocardique, c'est-à-dire les vaisseaux sanguins plongeant dans la paroi cardiaque, peut être cartographiée de manière non invasive avec une résolution de 300 μm en 2D. Bien que prometteuse, cette approche dépend fortement de la qualité de l'image qui dépend du sujet et se limite à des vaisseaux relativement gros. Récemment, un autre mode d'imagerie par ultrasons appelé microscopie de localisation ultra-rapide par ultrasons (uULM) a permis de cartographier, pour la toute première fois, des vaisseaux sanguins à l'échelle capillaire (< 10 um) en profondeur. Cependant, uULM est très sensible au mouvement et ne peut pas être appliqué dans le myocarde qui bat. Les deux techniques sont également limitées à l'imagerie 2D, ce qui limite leur potentiel de diagnostic compte tenu du nombre limité de fenêtres échocardiographiques disponibles chez l'humain. L'objectif de ce projet est d'exploiter et de dépasser ces développements pour permettre, pour la première fois, la cartographie des plus petits vaisseaux sanguins (< 50 um) à l'intérieur de la paroi myocardique, en trois dimensions et en présence de grands mouvements en utilisant une nouvelle technique appelée angiographie myocardique par localisation ultrasonore 3D.