Soutenance de thèse : Florian VIXEGE

Écoulement intraventriculaire 4-D par échocardiographie Doppler

Doctorant : Florian VIXEGE

Laboratoire INSA : CREATIS
Ecole doctorale : ED162 : Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique de Lyon

En routine clinique, les cardiologues peuvent s’appuyer sur différents indicateurs comme la fraction d’éjection et la déformation longitudinale globale pour dresser un état de la fonction systolique. En ce qui concerne la fonction diastolique, les marqueurs recommandés ne prennent en compte que les pics de vitesse pendant la diastole, mais ces derniers peuvent présenter des résultats discordants. Une étude approfondie du flux intraventriculaire pourrait changer cette situation via une analyse de la géométrie de l’écoulement dans le ventricule gauche lors de la diastole. En effet, au début du remplissage du ventricule gauche, le sang rentre rapidement dans celui-ci en passant par la valve mitrale, et forme un vortex en forme d’anneau. Ce dernier se dilate et s'étire, créant un mouvement de rotation généralisé du sang dans le ventricule gauche qui aide à rediriger la circulation du flux vers les voies de sortie, tout en limitant la perte d'énergie. Le travail présenté dans cette thèse porte sur la reconstruction de l’écoulement intraventriculaire en trois dimensions à partir d’une acquisition échographique Doppler de couleur en mode triplan. Une simplification pour permettre une estimation en deux dimensions de l’écoulement est également proposée. Les principales contributions exposées dans ce manuscrit sont le développement de la méthode, son application sur un écoulement numérique réaliste, et son utilisation sur des données cliniques. Notre méthode repose sur une minimisation aux moindres carrés sous contraintes, via l’utilisation de la méthode des multiplicateurs de Lagrange. Les contraintes s’appuient sur des principes de bases de la mécanique des fluides : la conservation de la masse et une condition de glissement à la paroi. Puis, nous avons appliqué cette méthode sur un écoulement numérique spécifique au patient afin d’obtenir une évaluation quantifiée de la précision des résultats qu’elle fournit. Enfin, nous montrons les résultats obtenus avec notre méthode sur des données cliniques, et les comparons à ceux obtenus avec d’autres méthodes présentes dans la littérature sur le sujet. Cette thèse montre le potentiel de notre technique dans l’étude du vortex intraventriculaire, ainsi que dans le développement de marqueurs de la fonction diastolique pour le dépistage précoce de son dysfonctionnement.