Exploration ultrasonore haute-fréquence de la coagulation sanguine : cinétique des transformations microstructurelles lors de la fibrinoformation et de la contraction plaquettaire

High-frequency ultrasound exploration of blood coagulation : kinetics of microstructural transformations during fibrinoformation and platelet contraction

• Auteur / Autrice : Camille Plag
• Direction : Frédéric Ossant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Vie et de la Santé
• Date : Soutenance le 10/12/2012
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : SST/12/U INSERM 930 - IC5- Imagerie et Cerveau (équipe 5)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Lermusiaux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Lori Bridal, Hassan Zahouani, Frédéric Patat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lori Bridal, Hassan Zahouani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Activation plaquettaire

Hémostase

Fibrine

Ultrasons en médecine

Coagulation du sang

Mots clés libres

Coagulation du sang total

Ultrasons haute-fréquence

Fibrinoformation

Contraction plaquettaire

Whole blood coagulation

High-frequency ultrasound

Fibrin formation

Platelet contraction

Résumé

Actuellement, l'étude exploratoire de la fonction hémostatique en routine se fonde essentiellement sur les tests du bilan standard d'hémostase, c'est à dire la détermination du temps caractéristique de formation d'un gel de fibrine dans des conditions standardisées. Cependant, la dernière décennie a vu la naissance de nouveaux tests se focalisant sur les transformations mécaniques du sang lors de sa coagulation. Portés par les récentes avancées dans la connaissance des phénomènes biochimiques et biophysiques menant à ces transformations mécaniques, ces tests, basés sur une étude dynamique des propriétés viscoélastiques de la coagulation du sang total, sont aujourd'hui de plus en plus adoptés par les hématologues et sont au centre d'un nombre grandissant d'études cliniques. C'est dans ce contexte que, s'appuyant sur les récents développements des techniques ultrasonores haute-fréquence, un dispositif de monitoring ultrasonore haute-fréquence de la coagulation sanguine sur sang total a été développé au sein de notre équipe. Grâce à une analyse simultanée de plusieurs paramètres acoustiques, ce dispositif à montré ses capacités à suivre les transformations mécaniques du sang coagulant. Le travail de cette thèse a consisté à poursuivre le développement de ce dispositif en s'attachant notamment à discriminer le rôle respectif des différents phénomènes ayant lieu lors de la coagulation sur les cinétiques acoustiques mesurées. En analysant les effets de traitements anticoagulant et anti-agrégant plaquettaires sur notre monitoring ultrasonore dans le cadre d'une étude clinique pilote, un premier potentiel diagnostic du dispositif a été établi. Les résultats de cette étude ont ensuite mené à la mise en place de mesures spécifiques centrées sur deux phénomènes : la formation de la fibrine et la contraction plaquettaire. Une visualisation originale de la formation du réseau de fibrine a pu être mise en place et a mené à la détermination d'un nouveau paramètre capable de déterminer à la fois le temps de gélification et le temps de rétraction. La gélification du milieu s'est avéré être primordiale dans l'évolution de l'atténuation dans le milieu, tout comme la rétraction du caillot est essentiellement responsable de l'augmentation de la vitesse.

Today, routine blood coagulation tests rely principally on the measurement of the time for a blood sample to gel under standardized conditions. However, in the last decade, new tests focused on monitoring mechanical changes during blood coagulation have been developped. Thanks to a new understanding of the biochemical and biophysical phenomena leading to those mechanical changes, these tests, dynamically studying the viscoelastic properties of coagulating whole blood, tend to be more and more adopted by haematologists and are the focus of a tremendous amount of clinical studies. Within this context and due to the recent development of high-frequency ultrasound techniques, a high-frequency ultrasound apparatus allowing the monitoring of whole blood coagulaion has been developped by our team. Simultaneously analysing the kinetics of four acoustical parameters, it has shown its potential in monitoring the mechanical changes appearing in whole blood coagulation. In this PhD thesis, new developments of this technique have been carried out and allowed to discriminate the respective role of the different phenomena appearing during coagulation on our acoustical parameters. Analysing the effect of anticoagulant and antiplatelet therapy within a pilot clincal study, the diagnostic potential of our test has been established. Following the results of this study, specific measurements have been set up and have shown the importance of two phenomena : fibrin formation and platelet contraction. A new way to visualize the fibrin network formation has been devised and has led to the computation of a new parameter capable of defining gel time and retraction time. Gelation of the medium was shown to be linked to the changes in attenuation in the medium and retraction of the clot was found to be critical in the rise of longitudinal velocity.