Morphométrie des anévrismes de l’aorte thoracique : de l’anatomie scanographique à la modélisation numérique

Morphometry of thoracic aortic aneurysms : from CT scan anatomy to numerical model

• Auteur / Autrice : Julien Gaudric
• Direction : José-Maria Fullana, Fabien Koskas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 16/12/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques, acoustique, électronique et robotique de Paris (2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jean Le Rond d'Alembert (Paris ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre-Yves Lagrée
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nabil Chakfé, Stéphan Haulon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Valérie Deplano, Jean-Noël Albertini

Mots clés

Mots clés contrôlés

Morphométrie

Déformations (mécanique)

Prothèses internes

Anévrisme de l'aorte

Mots clés libres

Crosse aortique

Endoprothèse

Morphométrie

Modèle numérique

Aortic arch

Morphometry

Numerical model

Résumé

Rationnel : L’étude de l’anatomie de la crosse aortique a évolué pour optimiser le traitement des anévrismes par endoprothèse.Objectifs : I : caractériser les modifications morphométriques de la crosse induites par un anévrisme. II : évaluer la faisabilité des dispositifs endovasculaires actuels pour traiter les anévrismes de la crosse. III : créer un outil automatisé de mesure pour évaluer les angulations induites par ces déformations. IV : valider un modèle numérique de simulation 0D de la mécanique vasculaire en le confrontant à des données in vivo.Résultats : I : nous avons montré sur une étude scannographique que les anévrismes thoraciques s’accompagnaient d’un étirement bi directionnel de la paroi et d’une rotation de la crosse antérieure ou postérieure selon la localisation de l’anévrisme. II : parmi 56 malades opérés chirurgicalement d’anévrismes de la crosse, l’étude rétrospective de leur scanner montrait qu’aucun n’avait les critères anatomiques pour permettre une endoprothèse branchée. III : nous avons créé un logiciel de calcul automatisé des points de courbure maximale de l’aorte à partir d’une analyse continue du rayon de courbure de la ligne centrale. Sa pertinence a été validée par sa concordance avec la détermination visuelle des points. IV : nous avons confronté la déformation de l’onde de pression artérielle après clampage et déclampage de l’aorte chez 11 patients avec une bonne corrélation et accord entre un modèle numérique et des enregistrements continus intravasculaires. Conclusion : Les progrès dans l’analyse de la conformation de l’aorte et de la mécanique vasculaire sont nécessaires à l’adaptation de nouveaux substituts endovasculaires.

Rational: Research on the anatomy of the aortic arch has been fueled by the need of a comprehensive analysis of this structure in the setting of endovascular repair. Aneurysmal disease causes distortions in areas where the implantation of stent grafts undergo major stress. Objectives: I: To characterize the morphometric modifications of the aortic arch induced by a thoracic aneurysm. II: To evaluate the feasibility of current endovascular devices in treating aortic arch aneurysms. III: To create an automated measurement tool for assessing the angulations induced by these deformations. IV: To validate a 0D numerical simulation model of vascular mechanics by comparing its predictions with in vivo data.Results: I: In a study of 78 CT scan, thoracic aneurysms were associated with bi-directional wall stretching and anterior or posterior rotation according to the aneurysm’s location. II: A retrospective study of the CT scans of 56 patients who underwent aortic arch aneurysm surgical repair showed that none of these patients had the anatomical criteria for a stent graft implantation. III: An automated software for calculating the aortic angulations from a continuous analysis of the curvature radius of the central line was developed and validated against the visual assessment of points. IV: Changes in the morphology of blood pressure waves after aortic clamping and unclamping were studied in 11 patients with a good correlation and agreement between the numerical model and continuous intravascular measurements. Conclusion: Advances in the analysis of aortic geometry and the simulation of vascular mechanics are necessary for the adaptation of new endovascular devices.