Modélisation et optimisation de la thérapie ultrasonore cavitationnelle des valves cardiaques

La thérapie ultrasonore non-invasive des valves cardiaques a été démontrée faisable chez40 patients humains dans le cadre d’une étude clinique menée en partenariat entre le laboratoirePhysique pour la Médecine, Cardiawave et l’Hôpital Européen Georges Pompidou. La thérapieultrasonore repose sur la focalisation de pulses courts et de très haute intensité permettant lacréation de cavitation dans la zone focale et donc l’assouplissement du tissu calcifié par desphénomènes mécaniques uniquement.Les résultats de cette première étude sont prometteurs et démontrent à la fois l’innocuité dela technique et l’efficacité de l’approche thérapeutique. Un résultat important de l’étude montreégalement la grande variabilité de l’anatomie des patients traités et par conséquent de lapuissance de traitement nécessaire pour chaque patient.Le but de cette thèse est de développer de nouveaux outils technologiques et expérimentauxpour améliorer la thérapie par ultrasons cavitationnels pulsés pour le traitement durétrécissement aortique calcifié. Ces outils ont pour objectifs généraux de permettre unemeilleure compréhension de la thérapie en utilisant des méthodes pour modéliser différentsaspects de la thérapie, avoir une meilleure évaluation des effets de la thérapie afin d’optimiserle traitement par ultrasons non-invasifs du rétrécissement aortique calcifié.Ainsi, dans une première partie, des modèles in vitro de valves calcifiées sont développéset utilisés pour montrer l’impact des paramètres acoustiques sur l’effet de la cavitation etcertains mécanismes impliqués dans l’augmentation de la mobilité de la valve.Le deuxième outil permet de détecter et localiser automatiquement de la cavitation enutilisant les éléments du transducteur de thérapie. Cet outil technologique permet de pallier leslimites de l’imagerie échographique pour laquelle la faible différence de contraste entre lesvalves et la cavitation rend la visualisation de cette dernière parfois difficile. Une preuve deconcept in vivo sur des modèles porcins a été réalisée avec cette méthode d’auto-détection et adémontrée de très bonnes performances.Enfin, un modèle numérique a été développé dans le but d’étudier la propagation ultrasonoredans la cage thoracique. Ce modèle a été validé expérimentalement à travers 4 modèles in vitrode thorax. L’utilisation clinique du modèle numérique a permis de démontrer un lien entre lemodèle et les métriques de la thérapie des patients.