CE45 - Mathématiques et sciences du numérique pour la biologie et la santé

Simulation et Imagerie pour la Regurgitation Mitrale – SIMR

Résumé de soumission

Avec 600 opérations par an, l’insuffisance mitrale est la seconde cause de chirurgie valvulaire en France. La réparation est préférée au remplacement quand elle est possible. L’échographie cardiaque permet d’évaluer en routine la qualité de la correction, mais elle ne permet pas de mesurer l'impact biomécanique des interventions sur l'appareil mitral. Une meilleure compréhension de cet impact, s'appuyant sur des quantités physiques objectives, permettrait d'optimiser les techniques de réparation.

Le projet SIMR a pour but de contribuer à ce problème majeur de santé publique, avec les deux objectifs suivants:

(1) Evaluer les conséquences physiques de la réparation mitrale grâce à des outils nouveaux utilisés dans une étude clinique impliquant 15 patients. Le remodelage tissulaire et les flux ventriculaires seront mesurés à l'aide de techniques avancées d'imagerie par résonnance magnétique, et la tension de cordage sera mesurée grâce à un dispositif innovant.

(2) Concevoir des outils numériques pour la simulation de l'hémodynamique cardiaque, l'interaction sang/valves, et la biomécanique du myocarde, afin de fournir l'analogue in silico des données obtenues in vivo par mesures et imagerie. En particulier, un nouvel algorithme de couplage fluide-structure sera développé pour permettre une simulation numérique complète de l'appareil mitral, et des techniques de problèmes inverses appliquées à un modèle éléments finis seront utilisées pour estimer la contractilité cardiaque.

Le consortium SIMR comporte quatre composantes complémentaires: modélisation et simulation (REO, M3DISIM, TIMC), recherche clinique (HCL), ingénierie (LGEF) et imagerie médicale (CREATIS). Des collaborations actives existent déjà entre certains groupes. Le projet fournira une opportunité unique de construire de nouveaux ponts entre imagerie, modélisation, simulation et recherche clinique.

Plusieurs résultats à fort impact scientifique sont attendus. Le dispositif destiné à mesurer les tensions dans les néo-cordages est une première mondiale. Au terme du projet, l'impact de ces tensions sur les résultats de la réparation et le remodelage ventriculaire sera bien mieux compris. La combinaison de la vélocimétrie par imagerie par résonance magnétique et de la simulation numérique devrait susciter beaucoup d'intérêt dans la mesure où les écoulements intra-cavitaires sont actuellement un sujet de recherche très actif dans les communautés de l'imagerie comme celles de la simulation. Enfin, une simulation fluide-structure complète de l'appareil mitral sur un cœur battant serait une percée majeure dans le domaine de la simulation cardiovasculaire.

Coordinateur du projet

Monsieur Miguel A. Fernández Varela (Centre de Recherche Inria de Paris)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CREATIS - CNRS CENTRE DE RECHERCHE EN ACQUISITION ET TRAITEMENT D'IMAGES POUR LA SANTE
HCL CIC LYON
LGEF LABORATOIRE DE GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE
TIMC Techniques de l'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications, Grenoble
COMMEDIA Centre de Recherche Inria de Paris
M3DISIM Centre de Recherche Inria Saclay - Île-de-France

Aide de l'ANR 733 903 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2020 - 48 Mois

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