Apport de l’imagerie dynamique dans la prise en charge de la dissection aortique

The contribution of dynamic imaging to the management of aortic dissection

• Auteur / Autrice : Benoit Cosset
• Direction : Loïc Boussel, Fadi Farhat, Monica Sigovan, Salim Si-Mohamed
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal
• Date : Soutenance le 15/12/2022
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CREATIS - Centre de Recherche et d'Application en Traitement de l'Image pour la Santé (Lyon ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Nadjia Kachenoura
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marc Alsac, Francesco Massi, Jean-Michel Serfaty, Sara Boccalini, Brahim Harbaoui
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Marc Alsac, Francesco Massi, Jean-Michel Serfaty

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie spectrale

Imagerie quadridimensionnelle en médecine

Imagerie quadridimensionnelle

Dissection aortique

Mots clés libres

Imagerie dynamique

Dissection aortique

IRM de Flux 4D

Scanner spectral à comptage photonique

Aortic dissection

4D flow MRI

Spectral photocounting CT

Dynamic imaging

Résumé

Même si le diagnostic et le traitement de la dissection aortique est bien protocolisé, la morbi-mortalité de cette pathologie reste dramatiquement élevée. Un axe de progrès est d’améliorer la compréhension et l’évaluation de la dissection aortique et son traitement. En effet, en pratique clinique, l’évaluation de cette pathologie dynamique est principalement réalisée via Angio-scanner et Angio-IRM, deux examens morphologiques. L’objectif de ce travail était d’examiner la capacité de deux imageries innovantes, l’IRM de flux 4D et le scanner spectral à comptage photonique (SPCCT), à réaliser une évaluation dynamique de la dissection aortique. L’IRM de flux 4D a prouvé sa capacité à mesurer les flux dans la dissection aortique et à révéler de nouveaux facteurs de risque d’évolution anévrismale tel que le flux hélicoïdal et la fraction de régurgitation du faux chenal. Nous avons réalisé une évaluation dynamique de la dissection aortique avant et après traitement endovasculaire. Nous avons mis en évidence par l’IRM de flux 4D, l’impact hémodynamique du traitement endovasculaire dans les dissections de types B. Le travail de cette thèse et l’étude clinique qui lui a été associé ont permis d’inclure l’IRM de flux 4D dans la pratique clinique de notre hôpital. En exemple de la contribution de cette imagerie, nous publions l’étude de cas d’un patient dont l’analyse de flux a orienté les médecins dans leurs choix thérapeutiques et prédit l’évolution anévrismale de l’aorte. Le SPPCT offre de nouveaux outils pour l’évaluation des pathologies cardio-vasculaires. Cette imagerie fournit une résolution spatiale élevée, distingue entre eux des matériaux tels que l’iode, le calcium et les mailles de stents mais aussi réalise une évaluation dynamique via l’imagerie bicolor K-edge. Nous avons étudié la faisabilité d’une évaluation dynamique des endofuites par SPCCT. Nous avons démontré la capacité du SPCCT à identifier et caractériser en une seule acquisition les trois principaux types d’endofuites grâce à un modèle d’aorte dynamique et la combinaison d’une injection en deux phases d’agents de contraste. L’évaluation dynamique de la dissection aortique fournit des solutions pour une meilleure compréhension de cette pathologie et l’évaluation de son traitement. Des développements supplémentaires permettront une application de l’IRM de flux 4D et du SPCCT en pratique clinique.

Diagnosis and treatment of aortic dissection are well protocolled. Nevertheless, morbi-mortality of this serious pathology remains dramatically high. An axis of progress is to improve the understanding and the assessment of the aortic dissection and it treatment. Indeed, in clinical practice, the evaluation of this dynamic pathology is mainly performed through CTA and MRA, two morphological exams. The objective of this work was to assess the capacity of two innovative imageries, the 4D flow MRI and the Spectral Photo-Counting CT (SPCCT), to perform a dynamic evaluation of the aortic dissection. 4D flow MRI has proven it ability to measure flows in dissected aorta and reveal new aneurismal risk factors as helical flow and false lumen fraction regurgitation. We performed a dynamic evaluation of the aortic dissection before and after endovascular treatment. We highlighted the hemodynamic impact of the endovascular intervention in type B aortic dissections using 4D Flow MRI. The work of this thesis and the clinical study associated enabled to include 4D Flow MRI in clinical practice. As an example of the contribution of this imagery, we publish the clinical case of a patient which flow analysis guided physicians in the therapy selection and predicted aneurismal evolution. SPPCT offers new tools for cardio-vascular pathology assessment. This imagery provides a high spatial resolution, distinguishes materials as iodine, calcium and stent meshes but also performs a dynamic evaluation through K-edge bicolor imagery. We study the feasibility of SPCCT to perform a dynamic evaluation of endoleaks. We demonstrated the capacity of SPCCT to identify and characterize in a single acquisition the three most common types of aortic endoleaks within a dynamic aortic model in combination to a bi-phasic contrast agent injection. Dynamic evaluation of aortic dissection provides solutions for a better understanding of this pathology and the evaluation of it treatment. Further developments will enable the application of 4D flow MRI and SPPCT in clinical practice.