Intégration de modèles dynamiques et fonctionels spécifiques au patient en support de procedures d’électrophysiologie interventionelle

Integration of dynamic and functionnal patien-specific 3D models in support of interventional electrophysiological procedures

• Auteur / Autrice : Jean-Yves Wielandts
• Direction : Pierre Jaïs, Joris Ector
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Bioimagerie
• Date : Soutenance le 27/09/2016
• Etablissement(s) : Bordeaux en cotutelle avec KU Leuven (1970-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche cardio-thoracique de Bordeaux
• Jury : Président / Présidente : Jan Bogaert
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Maury, Hein Heidbüchel, Frederik Maes
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mark O'Neill, Mattias Duytschaever

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrophysiologie cardiaque

Angiographie

Fibrillation auriculaire

Mots clés libres

Fluoroscopie

Ablation

Électrophysiologie

LAA

Angiographie rotationnelle

MDCT

Fibrillation auriculaire

Tissu adipeux épicardique

Occlusion

Dispositifs cardiaques implantés

Fluoroscopy

Ablation

Electrophysiology

LAA

Rotational angiography

MDCT

Atrial fibrillation

Epicardial adipose tissue

Occlusion

Cardiac devices

Résumé

Vu le caractère non-invasif des procédures d’électrophysiologie interventionnelle, la visualisation de régions anatomiques d'intérêt et une orientation adéquate en cours de procédure sont nécessaires. L'objectif de cette thèse est d'étudier, d'optimiser et d'étendre l’utilisation des modalités d'imagerie radiographique. La dose de radiation effective (ED) est calculée d’une façon spécifique au patient pour l’angiographie rotationnelle 3D (3DRA) et il est démontré qu'en ajustant l’acquisition en 3DRA et en fluoroscopie, une réduction de dose importante est possible sans compromettre la qualité d’image nécessaire à la procédure. Un protocole d'acquisition et post traitement pour obtenir une imagerie dynamique basée sur le 3DRA est présenté,permettant une réduction du bruit d'image et une segmentation d'images automatique. L'extraction d'informations dynamiques, structurelles et fonctionnelles à partir d'images MDCT, relatives à la gestion de la fibrillation auriculaire (FA) est étudiée. La fonction auriculaire globale est examinée et des cartes de mouvement régional et de tissu adipeux épicardique sont produites et liés à la FA à différents stades. Une méthode automatisée est présentée pour mesurer l’orifice de l’appendice auriculaire gauche au long du cycle cardiaque et pour optimiser le déploiement de dispositifs de fermeture. Optimiser l’usage des rayons X, les protocoles d'acquisition et les méthodes de post traitement d’images, permet d’obtenir des informations supplémentaires pertinentes aux procédures d'électrophysiologie interventionnelle depuis les modalités d'imagerie radiographiques sans compromettre la qualité d’image ou le flux de travail procédural.

Due to their non-invasive character, interventional electro physiological procedures require visualisation of anatomical regions of interest and adequate guidance of procedural manoeuvres. The aim of this thesis was to study, optimise and expand the use of radiographic imaging modalities. The first part focuses on the influence of C-arm system image acquisition parameters on radiation dose incurred by the patient. We developed a patient-specific way to calculate effective dose (ED) in 3Drotational angiography (3DRA) and showed in 3DRA and fluoroscopy that by applying adequate protocol adjustments, an important dose reduction could be obtained without compromising necessary image quality. The second part focuses on the development and validation of an acquisition and post-processing protocol for dynamic imaging using 3DRA. This method enables automatic image noise reduction and image segmentation. The third part focuses on the extraction of dynamic,structural and functional information from MDCT images, relevant to management of atrial fibrillation (AF). We studied atrial function and generated maps of regional atrial motion and epicardial adipose tissue and related them to AF burden. We also developed an automated method to measure LA appendage orifice dimensions through out the cardiac cycle to optimise measurements for deployment of closure devices.Overall we demonstrate that by optimising radiation usage, acquisition protocols and image post-processing methods, additional information relevant to interventional electrophysiological procedures can be extracted from radiographic imaging modalities without compromising image quality or procedural workflow.