Anatomie morphologique de l'Aorte : évaluation volumétrique des pathologies aortiques

par Salma El batti

Thèse de doctorat en Imagerie (ima)

Sous la direction de Christian Latremouille et de Jean-marc Alsac.

Thèses en préparation à Sorbonne Paris Cité , dans le cadre de École doctorale Médicament, toxicologie, chimie, imageries .


  • Résumé

    L'étude de l'anatomie morphologique de l'aorte pathologique est essentielle pour la surveillance de la progression de la maladie et pour le choix de la stratégie endovasculaire. Bien qu'il existe des outils informatiques performants de reconstruction et d'analyse d'images à partir de l'angioscanner, l'analyse volumétrique de la déformation n'est pas utilisée en pratique clinique. Notre objectif principal était d'étudier, à partir de coupes axiales natives d'angioscanner, les variations du volume aortique pour l'évaluation de pathologies telles que l'anévrisme de l'aorte abdominale (AAA) ou la dissection aortique de type B, en utilisant un algorithme adapté à chaque configuration. Dans un premier temps, nous avons conçu un modèle de surface déformable pour segmenter un volume de façon automatisée. Ce modèle a été validé et utilisé pour l'évaluation volumétrique d'AAA traités par une endoprothèse de type Nellix(TM). Cette segmentation nous a permis de détecter une augmentation de diamètre et de volume anévrismal induit par la pose de cette endoprothèse. Dans un second temps, nous avons utilisé ce même modèle pour segmenter le volume d'aortes thoraciques disséquées, en utilisant deux lignes centrales de flux : une pour le vrai chenal et une pour la lumière aortique totale. L'étude volumétrique de cette segmentation a été comparée à celle d'aortes thoraciques non disséquées et l'âge a été associé aux paramètres morphologiques utilisés dans cette analyse. Nous avons montré que le risque de dissection aortique de type B dépendait du diamètre de l'arche aortique et de la longueur de l'aorte thoracique descendante, indéxés à l'âge. L'utilisation du modèle de surface déformable a permis l'évaluation géométrique complexe semi automatisée d'une aorte disséquée. Ce modèle pourrait être utilisé dans le suivi des patients présentant une dissection aortique de type B pour apprécier précisément leur évolution vers une dilatation anévrismale. Enfin, nous avons conçu un second outil informatique de mesure de volume semi-automatisé tenant compte du chenal circulant mais également de la paroi et du thrombus intraluminal d'AAA traités par une endoprothèse de type Nellix(TM). Notre objectif était de comparer l'analyse volumétrique d'AAA avant la pose d'une endoprothèse de type Nellix (TM), à celle du sac anévrismal exclu au cours du suivi. Notre logiciel permettait de réaliser simplement des mesures volumétriques reproductibles, fiables, accessible à une utilisation en pratique clinique. Nous avons montré dans cette dernière étude que la mesure du volume semi automatisée était plus fiable que la mesure du diamètre dans la surveillance des patients après traitement par endoprothèse. Après la mise en place d'une endoprothèse de type Nellix(TM), la mesure du volume permettait de mettre en évidence une évolution morphologique significative qui n'était pas accessible par la simple mesure du diamètre. L'augmentation de volume était attribuée à l'augmentation de volume des endobags. En conclusion, nous avons montré que l'analyse des déformations de l'aorte pathologique nécessitait une étude volumétrique semi-automatisée, accessible au clinicien en routine, pour assurer une surveillance fiable des pathologies aortiques et ajuster au mieux la prise ne charge endovasculaire.

  • Titre traduit

    Anatomy and morphology of the aorta : volumetric evaluation of aortic diseases


  • Résumé

    Morphologic evaluation of aortic diseases in the era of endovascular therapy requires an accurate volumetric evaluation. Our objective was to develop original algorithms to study volumetric geometry of abdominal aortic aneurysms (AAA) or aortic dissections of thoracic aorta (type B), based on computed tomography (CT) angiogram images. First, we conceived a deformable surface model which was used to calculate the shape of AAA before and after the implantation of an endovascular sealing system (EVAS). Automated measurements of aneurysm and device volumes allowed us to conclude that the device implantation induced a volume increase and an external shape modification of the aortic lumen. In a second part, we adapted the deformable model to analyze aortic dissection cases to perform volumetric measurements of the true lumen and the whole aorta with respect to a control group. We could describe a risk prevention model, which included the aortic arch diameter, the thoracic aortic length and the age of the patient. Finally, we conceived a custom software to perform semi-automated diametric and volumetric measurements. CT angiograms of patients with AAA treated with an endovascular sealing system were reconstructed and compared before, after EVAS implantation and during follow-up. Volumetric analysis after EVAS was more accurate than maximum diameter measurements during follow-up. The endobags volume increased probably reflecting a growing distance between stents. Measurements provided by our automated method were reproducible, reliable and accessible in routine practice to detect small changes in the aneurysm size. To conclude, aortic disease progression should be monitored by an accurate volumetric evaluation. The developed algorithms improved the automation of measurements and reduced the variability of manual estimations.