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15 septembre 2020

Nouvelles approches pour la résolution du problème inverse en ECG : une solution patient spécifique pour la caractérisation des tachycardies ventriculaires


Catégorie : Doctorant


L'objectif de cette thèse est de proposer de nouvelles méthodes de résolution du problème inverse en ECG afin d'identifier les substrats arythmogènes de manière plus robuste et plus précise, pour une meilleure prise en charge des Tachycardies Ventriculaires. Ces méthodes visent à prendre en compte l'information physiologique pertinente sur les potentiels électriques du cœur extraite à partir d'un modèle électrique cardiaque déjà développé au LTSI. Plus précisément, il s'agit de modéliser la distribution spatio-temporelle des potentiels électriques du cœur par une fonction dépendant d'un faible nombre de paramètres qui caractérisent au mieux ces signaux, et d'utiliser cette fonction dans la résolution du problème inverse en ECG.

Financement : bourse doctorale (ECN & Région Bretagne) acquise

Candidature requise : avant le 15 novembre 2020

Contacts : said.moussaoui@ec-nantes.fr et laurent.albera@univ-rennes1.fr

 

Contexte

Les arythmies cardiaques sont des troubles du fonctionnement électrique du cœur et sont responsables de plus de 10% des décès à l'échelle mondiale. Parmi ces arythmies, la Tachycardie Ventriculaire (TV) représente la cause de plus de 80% des morts subites. En parallèle des traitements médicamenteux et de l'implantation de défibrillateurs, qui sont des traitements préventifs, l'ablation par radiofréquence des substrats ventriculaires arythmogènes par cathétérisation a fait ses preuves dans le traitement curatif de la TV. Il s'agit d'abord d'identifier le circuit électrique critique dans le cœur (isthme) à l’aide d'une cartographie électro-anatomique pour ensuite ablater par radiofréquence les tissus cardiaques responsables de l'arythmie. Cette procédure repose sur une cartographie dont la mise en œuvre est invasive, longue et contraignante à la fois pour le patient et pour le cardiologue. Dans ce contexte, une estimation non-invasive de la cartographie électrique 3D du cœur, connue sous le nom d'Imagerie ElectroCardioGraphique (IECG), représente une avancée majeure pour l'amélioration du diagnostic et de la thérapie des TVs. Un tel outil représente une solution efficace conduisant à 1) une meilleure sélection des patients pour un traitement par défibrillateurs implantables basée sur une classification efficace des TVs, 2) une meilleure identification du substrat arythmogène et donc une augmentation du taux de succès de la procédure, et 3) une réduction du temps de procédure ainsi que de l'exposition aux rayons X. Néanmoins, l'IECG soulève un défi scientifique de par le caractère mathématiquement mal posé du problème inverse sous-jacent. En effet, l'IECG utilise des signaux ECGs issus d'un certain nombre d'électrodes disposées à la surface du torse du patient ainsi que des données anatomiques obtenues par Imagerie à Résonnance Magnétique (IRM) ou par tomographie pour estimer l'activité électrique du cœur en 3D. La difficulté du problème réside dans le faible nombre de signaux ECGs mesurés sur le torse comparé au nombre de potentiels à reconstruire dans le cœur, ainsi que l'atténuation de l'activité cardiaque due à la propagation électrique dans le torse qui rend la solution au problème non-unique et instable. Certaines solutions commerciales ont émergé lors des 5 dernières années et sont depuis peu utilisées dans les hôpitaux pour accompagner les traitements par ablation par radiofréquence. Cependant, des limitations en termes de précision et de cohérence des cartographies électriques obtenues par ces systèmes ont été identifiées [Karim El Houari, 2018].

 

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