Malformation artério-veineuses cérébrales : d'une amélioration des techniques d'imagerie vers un changement de paradigme des traitements

Brain arteriovenous malformations : from imaging technique improvement toward treatment paradigm shift

• Auteur / Autrice : Frédéric Clarençon
• Direction : Charbel Mounayer, Catherine Yardin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie, Sciences, Santé. Neurosciences
• Date : Soutenance le 11/12/2014
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale biologie-santé - Bio-santé (Limoges ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Equipe de Recherche Médicale Appliquée
• Jury : Président / Présidente : Pierre-Marie Preux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Charbel Mounayer, Catherine Yardin, Jacques Chiras
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hubert-Armand Desal, René Anxionnat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie médicale

Système nerveux central -- Maladies

Mots clés libres

Malformation artério-­‐veineuse cérébrale

Segmentation

Angiographie rotationnelle

Angio-architecture

Veine de drainage

Anamorphose sphérique convexe

Anévrysme intra-­‐nidal

Modèle animal

Rete mirabile

VEGF

Anti-­angiogéniques

Brain arteriovenous malformation

Segmentation

3D rotational angiography

Angio-­architecture

Venous drainage

Convex spherical anamorphosis

Intranidal aneurysm

Animal model

Rete mirabile

VEGF

Anti-­angiogenic agents

Résumé

Les malformations artério-­‐veineuses cérébrales (MAVc) sont des pathologies vasculaires agressives présentant un risque hémorragique lourd de conséquence en terme de morbi-­‐mortalité. Les outils d’imagerie disponibles actuellement ne permettent de comprendre que difficilement leur angio-­‐ architecture. Nous avons développé dans notre travail deux outils d’imagerie permettant d’affiner la compréhension de l’anatomie des ces malformations : un algorithme de segmentation semi-­‐automatisé et un algorithme d’anamorphose sphérique convexe. Ces algorithmes ont été élaborés pour être utilisés sur les acquisitions d’angiographie rotationnelle 3D ; ils permettent de mieux visualiser la veine de drainage principale des MAVc, notamment d’identifier une sténose ou une ectasie focale sur cette veine, et également de déceler de façon plus fiable la présence d’un anévrysme intra-­‐nidal. Ces améliorations dans l’analyse de l’angio-­‐architecture des MAVc permettront vraisemblablement de réduire le risque thérapeutique pour ces malformations. En vue de tester le potentiel des agents anti-­‐angiogéniques pour le traitement des MAVc, nous avons élaboré un modèle porcin simplifié de MAVc consistant en une occlusion unilatérale d’artère carotide primitive par voie endovasculaire. La comparaison entre le volume de rete mirabile à J0 et à 3 mois et les valeurs obtenues pour un groupe témoin a montré une augmentation significative du volume du rete mirabile chez les porcs ayant eu l’occlusion carotidienne. D’autre part, une tendance nette à l’augmentation des taux de VEGF (vascular endothelial growth factor) à proximité du rete mirabile était observée dans le groupe occlusion. Enfin, des modifications anatomopathologiques proches de celles des MAVc humaines étaient visualisées sur les pièces autopsiques des rete mirabile dans le groupe occlusion.

Brain arteriovenous malformations (bAVMs) are aggressive vascular malformations presenting a haemorrhagic complication risk that may lead to severe consequences in terms of morbi-­‐mortality. Available imaging tools poorly help in understanding their angio-­‐architecture. We have developed two imaging tools improving our understanding of the anatomy of these malformations: a semi-­‐automated segmentation algorithm and a convex spherical anamorphosis algorithm. These algorithms have been elaborated for use on 3D rotational angiography acquisitions; they provide a better visualisation of the bAVMs’ main draining vein, especially for venous stenosis or for focal ectasia. They also help in depicting accurately intranidal aneurysms. These improvements in the analysis of the bAVMs’ angioarchitecure may help in reducing the therapeutic risk for these malformations. For a further testing of the potential of anti-­‐angiogenic agents for the treatment of bAVMs, we have elaborated a simplified swine AVM model consisting in the occlusion of a common carotid artery by endovascular means. The comparison between the volume of the rete mirabile at D0 and 3 months and those measured in a control group showed a significant increasing of the retia in the occlusion group. Moreover, a tendency was observed concerning an increase in VEGF (vascular endothelial growth factor) serum levels close to the rete mirabile in the occlusion group. Finally, pathological changes close to those seen in human bAVMs were observed on autopsy samples in the occlusion group.