Mesures 3D de la vitesse du sang et calcul des bio-marqueurs

L’IRM 4D flux permet la mesure en 3 dimensions (3D) de l’évolution de la vitesse du sang dans le corps humain et le calcul de bio-marqueurs dérivés comme le débit de sang dans les vaisseaux, le frottement à leur paroi, la pression sanguine, la vitesse de l’onde de pouls ou encore les tourbillons formés dans certains vaisseaux.
Un biomarqueur sert à identifier et suivre une pathologie de façon quantitative permettant ainsi d’accélérer son diagnostic et d’améliorer la prise en charge du patient. Les applications cliniques de l’IRM 4D flux sont encore restreintes de par sa faible résolution spatiale, limitant pour le moment les examens aux plus gros vaisseaux et rendant le calcul des bio-marqueurs dérivés encore difficile.

Le banc d’essai développé au LHEEA est une boucle de circulation (Mock Circulation Loop ou MCL) qui se compose d’un « fantôme vasculaire » et d’une sorte de cœur artificiel, reproduisant précisément les conditions de débit pulsatile de circulation dans les vaisseaux. Le système est utilisé pour valider les mesures d’IRM 4D flux et l'algorithme de post-traitement de ces mesures, en comparant les résultats de vitesse et de frottement aux parois obtenues par l’imagerie médicale avec ceux obtenus sur le banc d’essai par une technique de haute précision, le Laser Doppler Velocimetry (LDV).

Pour les mesures IRM, un gel simule les tissus humains. Le fluide quant à lui est constitué d’un mélange d’eau et de glycérol pour reproduire les propriétés physiques du sang.

Ces essais se font dans le cadre d'une thèse co-dirigée par David Le Touzé (LHEEA - Laboratoire d’Hydrodynamique, Energétique et Environnement Atmosphérique – Centrale Nantes/CNRS) et Jean-Michel Serfaty (Institut du Thorax et CHU de Nantes) et co-encadrée par Félicien Bonnefoy (LHEEA – Centrale Nantes/CNRS).