Extraction de paramètres hémodynamiques en imagerie cardiaque par traitement des données de vélocimétrie en IRM

Hemodynamic parameter estimation in cardiac imaging based on velocimetric data processing in MRI

• Auteur / Autrice : Fanny Balleux Buyens
• Direction : Alain Herment
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Imagerie médicale
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Imagerie par résonance magnétique

Pression intracardiaque

Fonction cardiovasculaire

Résumé

La mesure non traumatique et continue des proprietes rheologiques et des champs de pression sanguine relatifs aux cavites et conduits du systeme cardiovasculaire est un des objectifs fondamentaux des recherches effectuees en hemodynamique. Par ailleurs, les techniques de velocimetrie en imagerie par resonance magnetique (irm) permettent d'acceder a toutes les composantes du champ de vitesse et d'acceleration des structures mobiles, ce qui offre un potentiel important pour caracteriser la fonction cardiovasculaire sur le plan hemodynamique. C'est dans ce cadre que se situe ce travail portant sur le traitement des donnees velocimetriques des ecoulements sanguins obtenues en irm appliquee a l'hemodynamique vasculaire, cardiaque et valvulaire. Le probleme a resoudre est alors d'en inferer des informations concernant la dynamique de ces systemes, en particulier leurs caracteristiques elastiques et les gradients de pression qui ont engendre ces champs de vitesse. Des methodes originales de traitement des signaux velocimetriques de rmn adaptees a des sequences specifiques d'acquisition, ont ete developpees afin d'estimer des parametres hemodynamiques pertinents pour le diagnostic et le suivi de pathologies cardiovasculaires : la vitesse de propagation de l'onde de pouls dans l'aorte, reflet de la rigidite arterielle et parametre essentiel dans l'evaluation de la pression centrale aortique, les distributions spatiales de pression au sein des cavites cardiaques et leurs variations au cours des periodes d'ejection et de remplissage ventriculaire, ainsi que la vitesse de propagation des jets transvalvulaires.

A non-traumatic and continuous measure of the rheological properties and the pressure fields of the blood through the cardiovascular system is one the main gaols of hemodynamic research. Moreover, velocimetric methods in magnetic resonance imaging (mri) allow measurement of all the components of the velocity and the acceleration fields of the moving structures, which provides great potential for the hemodynamic characterisation of cardiovascular function. It is in this context that this work has been developed, to process velocimetric data of blood flow obtained from magnetic resonance imaging (mri) for application to vascular, cardiac and valvular hemodynamics. The goal is to gather information about the dynamics of these systems, in particular their elastic properties and the pressure gradients which have given rise to the velocity fields. Original methods of mr signal processing, adapted to specific acquisition sequences, have been developed to estimate relevant hemodynamic parameters for the diagnosis and follow-up of cardiovascular disease: the velocity of the pressure wave propagation in the aorta (which reflects arterial stiffness and is an essential parameter for the determination of the pulsed pressure in the aorta), the spatial pressure distributions within the cardiac cavities and their temporal changes during the lv ejection and filling periods, and the velocity of the transvalvular velocity wave.