Les animaux de compagnie présentent un intérêt majeur dans les études cardiovasculaires soit comme modèles expérimentales soit comme modèles spontanées. De plus, le développement de méthodes d'exploration non invasives en médecine vétérinaire est devenu une nécessité à cause de régulations strictes concernant le bien être de l'animal. Un facteur limitant demeure l'exactitude et la fiabilité (répétabilité/reproductibilité) des techniques d'exploration pour leur utilisation répétitive chez des animaux vigiles. La mesure de la pression artérielle systémique (PA) non invasive et l'échocardiographie conventionnelle et avancée ont gagné de la place dans le domaine de recherche ; cependant, il n'existe pas de recommandations spécifiques sur la validation métrologique de méthodes quantitatives utilisées en recherche clinique ou fondamentale en médecine vétérinaire. Le présent travail a premièrement focalisé sur la validation métrologique de la mesure de la PA chez le chien et le chat en étudiant la répétabilité et la reproductibilité de la méthode Doppler (chez les deux espèces) et de la méthode oscillométrique (chez le chien) et en déterminant l'influence du niveau d'expérience de l'opérateur sur la variabilité intra- et inter-jour et le pourcentage de mesures réussies. Puis l'effet de la position de l'animal et du nombre de mesures répétées sur de variables sélectionnées d'échocardiographie bidimensionnelle (2D) et temps-mouvement (TM) a été évalué. De plus, la méthode de l'aire de la surface de l'isovélocité proximale (PISA) pour la quantification de la régurgitation mitrale (RM) ainsi que le strain (St) et strain rate (SR) dérivé du Doppler tissulaire ont été validé chez le chien par le calcul de la répétabilité et la reproductibilité des techniques. Dans un deuxième temps les techniques précédemment validées ont été appliquées chez des chiens sains, des chiens souffrant de maladie valvulaire mitrale dégénérative (MVD) spontanée et dans un modèle expérimental de myopathie centronucléaire (CNM) chez des Labradors retrievers. Toutes les études ont été réalisées à l'Unité de Cardiologie d'Alfort, à l'Ecole Nationale Vétérinaire d'Alfort. Pour les mesures de la PA, toutes les deux études ont montré que l'entrainement est important, notamment pour la mesure de la pression diastolique avec le Doppler, tandis que la répétabilité et reproductibilité sont bonnes pour un opérateur expérimenté. Concernant l'échocardiographie 2D et TM, la technique peut être réalisée chez des chiens couchés ou debout avec une répétabilité/reproductibilité similaire. La fraction régurgitée évaluée par la méthode PISA est une variable répétable et reproductible pour l'évaluation de la RM chez le chien souffrant de MVD. De façon similaire le St et SR peuvent être mesurés de manière fiable chez le chien vigile et leur utilisation combinée avec d'autres paramètres échocardiographiques offre une nouvelle approche à l'étude de la fonction systolique dans cette espèce et peut complémenter l'échocardiographie conventionnelle pour la mesure de la performance myocardique. L'intérêt de ces méthodes validées a été illustré dans des études avec des chiens souffrant de MVD de gravité variable et une différence significative des paramètres étudiés (PA et fraction régurgitée) a été retrouvée dépendant du stade de la maladie. Enfin dans le modèle de CNM, des altérations sous-cliniques ont été détectées et considérées comme significatives étant donnée les faible coefficients de variation de techniques utilisées. En conclusion, le présent travail a évalué la répétabilité et la reproductibilité de quelques techniques d'exploration cardiovasculaires et a démontré l'importance de la validation en les appliquant dans des circonstances cliniques. Cependant ces résultats ne sont valables que dans les conditions spécifiques utilisées dans ces études. / Small animais present a major interest in cardiovascular studies either as experimental or as spontaneous models. Additionally, the development of non-invasive exploration methods in veterinary medicine has been impeding since regulations applying to animais are getting stricter and animal welfare has been the subject of many debates recently. A limitation factor regarding noninvasive cardiovascular exploration by different methods remains the accuracy, and reliability of the different techniques, that is to say, if the methods are repeatable and reproducible, and able to be used in repeated manner in awake animais. Although non-invasive arterial blood pressure (ABP) measurement and conventional, as weil as, advanced echocardiographic techniques have gained place in the domain of veterinary research, there are no specifie guidelines on how to metrologically validate a quantitative imaging technique in veterinary medicine for use in clinical or fundamental research. The present work focused firstly on metrological validation of non-invasive ABP measurement in dogs and cats by assessment of repeatability and reproducibility of Doppler ultrasonography (DU, in both dogs and cats) and high definition oscillometry (in dogs) and by determination of the influence of the observer's level of experience on within-day and between-day variability and the percentage of successful measurements. Then, the effect of animal position and number of repeated measurements on selected 2-dimensional (20) and M-mode echocardiographic variables in heal~hy dogs was evaluated. Moreover, the proximal isoveJocity surface area (PISA) method for quantification of mitral regurgitation (MR) and the tissue Doppler-derived strain (St) and strain rate (SR) technique in the dog were validated by calculation of repeatability and reproducibility. In a second step, the previously validated techniques were applied to healthy dogs, dogs suffering from spontaneous mitral valve disease (MVD) and to an experimental model of centronudear myopathy (CNM) in labrador retrievers. A total of 7 studies were realized. Ali studies were conducted at the Cardiology Unit of Alfort, in the National Veterinary School of Alfort. For ABP measurements, bath studies showed that training is important especially for evaluation of diastolic ABP with DU, whereas repeatability and reproducibility are good for sufficiently experienced observers. Regarding transthoracic 20 and M-mode echocardiography, itcan be performed on dogs in both standing position and lateral recumbency, and the repeatability of measurements is similar. Regurgitant fraction assessed by the PISA method is a repeatable and reproducible variable for the non-invasive evaluation of MR in awake dogs with MVD. This Doppler index is reliable, and its assessment can therefore be recommended for use, in combination with evaluation of other Doppler echocardiographic variables, in longitudinal studies of mitral valve disease in dogs. SimilarJy, myocardial St and SR can be measured non-invasively and in real time from regional myocardial velocities by TOI with good repeatability and reproducibility in the awake dog. The combined use of. St and SR indices with other tissue Doppler parameter's offers a new ultrasound approach to the systolic function in this species and may complement conventional echocardiographic measure of myocardial performance. The interest of those validation methods was firstly iIIustrated in studies involving dogs suffering from MVD of differing severity, where a relevant difference of the evaluated parameters (ABP and regurgitant fraction) was found depending on the stage of the disease.

La cardiopathie rhumatismale (CR) demeure la première cause de cardiopathie acquise chez les enfants et les jeunes adultes à travers le Monde. L'essor de l'échographie cardiaque comme outils de dépistage dans les zones endémiques pose de nouvelles questions. Trois études indépendantes ont été menées en Nouvelle Calédonie dans le cadre de la thèse de 2011 à 2013: " L'étude de cohorte rétrospective en population a évalué une campagne de dépistage national de la CR par échocardiographie visant à inclure tous les enfants scolarisés en classe de CM1 sur l'île de 2008 à 2011. Les méthodes diagnostiques complexes utilisées en recherche ne peuvent être transposées en campagnes de dépistage écho-guidées à l'échelle nationale en raison du nombre élevé d'enfants (~25%) sans diagnostic final. Le pronostic de la CR asymptomatique dépistée par échographie est bénin à moyen terme, quoique les lésions échographiques persistent dans la majorité des cas. Environ 13% des enfants initialement sains présentent des anomalies échocardiographiques à 2 ans de suivi. " Une étude prospective en population a exploré des méthodes simplifiées de dépistage à l'aide de l'échoscopie cardiaque avec des appareils de poche par du personnel paramédical. La sensibilité et la spécificité de cette approche permet de dépister ~80% des cas, avec une sensibilité de ~90% dans le cadre de CR certaine, seul cas de figure où un traitement est nécessaire. " Une cohorte hospitalière contemporaine de patients admis à l'unique centre du pays a permis d'apporter des données épidémiologiques de la CR symptomatique, et d'identifier les facteurs associés à la survenue d'événements cardiovasculaires. Le diagnostic y est encore souvent porté à un stade tardif, révélé par des complications (~25%). Le taux de survie à 8 ans de la CR symptomatique sans complication initiale est élevé (~98%) mais l’incidence annuelle d’événements atteint 59‰ (95% CI 44.35-73.75). La sévérité de la CR au diagnostic (CR moyenne versus modérée HR 3.39 (0.95 – 12.12); CR sévère versus modérée HR 10.81 (3.11 – 37.62), p<0.001) et l’antibioprophylaxie (HR 0.27 (0.12-0.63), p=0.01) sont les deux facteurs associés à la survenue d’événements cardiovasculaires. / Rheumatic heart disease (RHD) remains the leading acquired heart disease in the young worldwide. The advent of echocardiography as a screening tool has raised new questions in the field. This thesis incorporated three studies to explore critical questions regarding the burden of asymptomatic and symptomatic RHD in New Caledonia (2011-2013): Retrospective population-based cohort study assessing the first nationwide echo-screening campaign targeting all children in 4th grade (2008-2011). Methods derived from research may not be applicable as a healthcare policy given the lack of completeness (~25%). Outcomes of children with asymptomatic RHD detected by echocardiography are benign although the majority of valve lesions persist with little clinical implications. RHD being a dynamic condition, 13% of children at high risk of RHD with normal baseline echocardiograms may present with mild echocardiographic lesions at 2 years follow-up. Prospective population-based study assessing sensitivity and specificity to detect asymptomatic RHD of a focused cardiac ultrasound (FCU) compared to echocardiography. FCU includes nurses after a short training scheme using pocket-echocardiographic machines and simplified criteria. Sensitivity and specificity for RHD detection was of ~80% and performed better (sensitivity ~90%) when restricted to definite RHD in which case treatment is recommended. Retrospective hospital-based cohort of patients admitted with symptomatic RHD. RHD remains prevalent and incident. Diagnosis if often made at an advanced stage (~25%). In patients with uncomplicated RHD, the survival rate was ~96% at 8 years with however an annual incidence of 59.05‰ (95% CI 44.35-73.75) major cardiovascular events. The severity of RHD at diagnosis (moderate vs. mild HR 3.39 (0.95 – 12.12); severe vs. mild RHD HR 10.81 (3.11 – 37.62), p<0.001), and ongoing secondary prophylaxis at follow-up (HR 0.27 (0.12-0.63), p=0.01) were the two most influential factors associated with major cardiovascular events.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'échographie est un outil qui s'impose de plus en plus dans le domaine des Gestes Médico-Chirurgicaux Assistés par Ordinateur (GMCAO). Les médecins et les chirurgiens disposent en conséquence d'un excellent outil de travail qui les aide à planifier et surtout à réaliser des interventions chirurgicales. Pour cela, ils ont besoin également de logiciels automatiques et faciles à utiliser fondés sur d'algorithmes robustes, précis et rapides. L'objectif majeur de cette thèse est d'exploiter la dualité segmentation- recalage pour extraire de l'information pertinente des images échographiques. Cette information permettra ensuite le recalage automatique et précis des structures anatomiques contenues dans le modèle pré-opératoire issu de l'imagerie TDM/IRM et des données per-opératoires contenues dans les images échographique. Le résultat du recalage sera utilisé ultérieurement pour prêter assistance à un outil guidé par ordinateur. Dans une première partie, nous proposons des méthodes de filtrage, segmentation et calibrage des images échographiques. Un intérêt majeur a été accordé au développement des algorithmes de traitement robustes, précis et rapides. Une deuxième partie a été dédiée à la dualité segmentation-recalage et à la compensation des déformations élastiques des tissus mous. Des algorithmes de segmentation de haut niveau des images échographiques ont été développés. Ils se fondent sur la fusion des résultats fournis par la segmentation de bas niveau, des connaissances anatomiques a priori et de l'information apportée par le modèle pré-opératoire. La troisième partie est réservée à la description détaillée des applications et à l'interprétation des résultats. Les applications traitées sont : l'orthopédie du rachis - visée pédiculaire, l'orthopédie du bassin - visée sacro-iliaque, la radiothérapie de la prostate et la ponction d'un épanchement péricardique. Finalement, les développements futurs de cette approche sont discutés.

The research of new therapeutic strategies for cardiovascular diseases has seen in the last 15 years the introduction of a new participant: pericardial adipose tissue (PAT). This tissue is able to modulate cardiac function and its volume was sometimes linked to risk of cardiovascular diseases. Moreover, adipose-derived stem cells (ASCs) isolated from PAT are considered as the best suitable for new regenerative strategies aiming at healing ischemic myocardium. Although the interests in understanding the functions and the formation of pericardial adipose tissue are high, the current knowledge on this tissue is still scarce. In this work, the starting point was the consideration that nucleotide receptors are established regulators of many biological functions, including the differentiation of adult mesenchymal stem cells, immunity and inflammatory process. The P2Y4 receptor has been recently recognized as a negative regulator of cardiac fat formation and ASCs differentiation. The purpose of this thesis was to analyze the involvement of the nucleotide receptor P2Y2 in the formation of pericardial adipose tissue (PAT) and its ASCs differentiation. We also investigated the possible contribution of this receptor to the functions of recently discovered fat-associated lymphoid clusters (FALCs). Our study analyzed the PAT of mice deficient for P2Y2 at basal conditions and in a model of myocardial infarction. P2Y2-null mice showed a lower mass of PAT compared to WT, which was correlated with decreased adipogenic differentiation and maturation potential of pericardial ASCs in vitro. PAT of basal P2Y2-deficient mice displayed a reduced density of FALCs due to a reduced number of B cells. RNA-sequencing experiments identified many P2Y2 target genes in PAT linked to immunomodulation. We identified a polarization of FALCs macrophages towards anti-inflammatory M2c subtype in P2Y2-null mice. We correlated it with a decreased number of follicular helper T cells, known to contribute to B cell expansion in germinal centers. These data could be correlated with increased apoptosis of B lymphocytes. The data obtained using the mouse infarct model confirmed an expected enlargement of pericardial FALCs in ischemic conditions. P2Y2-null mice were characterized by a reduced expansion of B cells and myeloid cells migration in PAT. These results suggested a participation of P2Y2 receptor in regulating the post-MI inflammatory response by modulating the leukocytes populations in the pericardial adipose tissue’s lymphoid clusters. The effect of P2Y2 on PAT post-ischemic inflammatory state could contribute to the P2Y2-mediated cardioprotective effect of UTP described in previous literature. Our study defines P2Y2 nucleotide receptor as a regulator of the formation of pericardial fat and its inflammatory status in ischemic conditions. P2Y2 receptor could represent an interesting therapeutic target for the regulation of PAT functions before and after MI. In general, a better comprehension of PAT and its consideration in the post-ischemic regeneration process could lead to the development of new therapeutic strategies for treating cardiovascular diseases and the adjustment of existing therapies. / Durant les 15 dernières années, un nouvel arrivant a fait son apparition dans la recherche de nouvelles approches thérapeutiques dans le domaine cardiovasculaire: le tissu adipeux cardiaque. Ce tissu est capable de moduler les fonctions cardiaques et son volume a pu être associé parfois à un risque de maladie cardiovasculaire. De plus, les cellules souches dérivées du tissu adipeux (ASCs) cardiaque sont considérées comme les mieux appropriées pour des stratégies thérapeutiques visant la réparation du myocarde ischémié. Bien que la compréhension de la fonction et de la formation du tissu adipeux cardiaque présente un intérêt majeur, la connaissance actuelle de ce tissu particulier est encore assez limitée. Pour le présent travail, le point de départ a été l’observation que les récepteurs nucléotidiques sont des régulateurs établis de nombreuses fonctions biologiques, incluant la différentiation des cellules souches mésenchymateuses et plus généralement la régulation de la réponse immune et inflammatoire. Le récepteur P2Y4 a été récemment reconnu comme un régulateur négatif de la formation du tissu adipeux cardiaque et de la différentiation des ASCs. Le but de cette thèse a été l’étude de l’implication du récepteur nucléotidiques P2Y2 dans la formation du tissu adipeux péricardique (TAP) et la différentiation des ASCs. Nous avons également investigué la contribution possible de ce récepteur dans la fonction des structures leucocytaires associées au tissu adipeux appelées FALCS pour fat-associated lymphoid clusters.Nous avons étudié le TAP de souris déficientes pour le récepteur P2Y2 à l’état de base et dans un modèle d’infarctus du myocarde. Les souris P2Y2 knock-out (KO) présentent une masse réduite du TAP corrélée avec le fait que l’absence du P2Y2 diminue la différentiation adipogénique et le potentiel de maturation des ASCs péricardiques in vitro. Le PAT des souris P2Y2 KO présentent une diminution de la densité de FALCs à l’état de base, principalement due à un nombre réduit de lymphocytes B, potentiellement corrélé à une apoptose accrue observée dans ces cellules. Nos expériences de RNA-sequencing ont identifié de nombreux gènes cibles du P2Y2 dans le PAT impliqués dans l’immunomodulation. Nous avons identifié une polarisation des macrophages de type M2c dans les FALCs de souris P2Y2 KO. Nous l’avons corrélée avec une diminution des lymphocytes T helper folliculaires connus pour contribuer à l’expansion des lymphocytes B dans les centres germinaux. Les données obtenues dans le modèle d’infarctus chez la souris ont confirmé une augmentation des FALCs péricardiques dans les conditions d’ischémie cardiaque. Les souris P2Y2 KO sont caractérisées par une expansion réduite des lymphocytes B et des cellules myéloïdes dans le TAP. Ces résultats suggèrent une participation du récepteur P2Y2 dans la régulation de la réponse inflammatoire post-infarctus par la modulation des populations leucocytaires dans les clusters lymphocytaires du tissu adipeux cardiaque. L’effet du P2Y2 sur l’état inflammatoire post-ischémique pourrait contribuer à l’effet cardioprotecteur de l’UTP médié par le P2Y2 et précédemment décrit dans la littérature.Notre étude définit le récepteur nucléotidique P2Y2 comme un régulateur de la formation du tissu adipeux péricardique et de son niveau inflammatoire dans des conditions ischémiques. Le récepteur P2Y2 pourrait représenter une cible thérapeutique intéressante pour la régulation des fonctions du PAT avant et après infarctus du myocarde. Plus généralement, une meilleure compréhension du tissu adipeux cardiaque et de son implication dans le processus de régénération cardiaque pourrait mener au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le traitement de maladies cardiovasculaires et à l’ajustement de thérapies déjà existantes. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le bilan comparatif des médicaments (BCM) constitue une pratique organisationnelle requise par Agrément Canada. Alors que la contribution des médecins et pharmaciens est bien définie, celle des infirmières demeure à préciser. But : Décrire l’implication infirmière dans la mise en œuvre du BCM auprès d’une clientèle atteinte de problèmes cardiaques admise à l’unité de cardiologie d’un centre hospitalier. Méthode : Étude de cas unique avec entretiens (N = 6) (infirmières, médecins, pharmaciens), revue qualitative de dossiers patients (N = 22) et sources documentaires (N =15), s’appuyant sur un cadre de référence intégrateur. Résultats : L’implication infirmière va au-delà des attentes relatives à la seule gestion du formulaire. L’implication effective se traduit par quatre catégories : propre et distinctive, mobilisation nuancée, filet de sûreté et activités contributives. Conclusion : L’accompagnement des patients et la mobilisation des autres professionnels révèlent une implication de l’infirmière dans le BCM qui gagne à être reconnue. / Medication reconciliation (MedRec) is a formal process. While doctors’ and pharmacists’ contribution is clearly spelled out, nurses’ involvement remains to be clarified. Goal: Describe nurses’ involvement in implementing MedRec among cardiorespiratory patients admitted to a hospital centre’s cardiology department. Framework: Meleis theory, Reason model. Method: Single case study. Three data sources: interviews (N = 6) (nurses, doctors and pharmacists); a qualitative review of patient files (N = 22), and documentation (N =15). Results: While nurses are indeed expected to manage forms in the various phases of transition of care, their involvement extends well beyond this task and falls into four main categories: distinct involvement; nuanced mobilization; safety net, and; contributive activities. Results show that the accompaniment of patients and their loved ones is learned through teaching, screening high-risk patients and collaborating in a way that supports the mobilization of the other professionals involved to ensure patient safety during transitions.

Le vieillissement vasculaire est un phénomène inéluctable. Il s'accompagne de modifications structurelles et fonctionnelles du système cardio-vasculaire constituant la rigidité vasculaire. Ce processus dégénératif affecte essentiellement la matrice extra cellulaire des artères élastiques. La perte de l'élasticité du système vasculaire va impacter la fonction ventriculaire gauche et la perfusion cardiaque, rénale et cérébrale par des mécanismes différents. La rigidité vasculaire est un puissant marqueur de risque cardio-vasculaire. Cette notion est peu répandue dans le domaine de la cardiologie interventionnelle alors qu'elle pourrait avoir des implications pronostiques et thérapeutiques importantes. Nous nous sommes intéressés à deux domaines de la cardiologie interventionnelle, pour lesquels la rigidité vasculaire pourrait ouvrir de nouvelles voies de recherche, la maladie coronaire et le traitement interventionnel du rétrécissement aortique. Concernant la maladie coronaire il existe un besoin de mieux comprendre la physiopathologie de la microcirculation et de l'ischémie myocardique. La survenue des accidents coronaires aigus reste également incomplètement comprise. Nous avons abordé la problématique par une approche épidémiologique en étudiant l'impact pronostique de la rigidité vasculaire sur la mortalité liée aux coronaropathies dans une cohorte de 1034 patients hypertendus avec 30 années de suivi. La rigidité vasculaire a été appréciée par la pression pulsée et un score d'athérosclérose de l'aorte abdominale. Un lien très fort a été mis en évidence entre la rigidité vasculaire et la survenue d'infarctus du myocarde. Nous avons ensuite développé un moyen d'étudier la rigidité vasculaire localement au niveau des artères coronaires. Nous avons mis au point une technique de mesure de la vitesse de l'onde de pouls coronaire. Cette technique repose sur l'utilisation d'un guide de pression ntra-coronaire et un algorithme breveté du traitement de signal. Nous sommes parvenus à mesurer une vitesse de l'onde de pouls sur 71 artères coronaires chez 49 patients. Nous avons observé une vitesse de l'onde de pouls plus lente témoignant d'artères plus compliantes chez les patients présentant un infarctus du myocarde en comparaison aux patients présentant un angor stable. Nous avons également constaté une augmentation de la vitesse de l'onde de pouls après implantation d'un stent endocoronaire témoignant d'une rigidification attendue de l'artère coronaire. Ces travaux pourraient ouvrir une nouvelle voie de recherche dans la compréhension de l'ischémie myocardique et de la survenue de l'accident coronaire aigu à savoir l'interaction rigidité vasculaire globale et rigidité locale coronaire. Concernant le traitement interventionnel du rétrécissement aortique, de nouveaux facteurs prédictifs du bénéfice de l'intervention sont nécessaires chez des patients souvent âgés et fragiles. Nous nous sommes intéressés à l'étude du volume de calcifications de l'aorte, reflet de la rigidité vasculaire. Ce paramètre a été mesuré par scanner chez des patients traités par remplacement valvulaire aortique par voie percutanée appelé TAVI pour transcatheter aortic valve implantation. Nous avons d'abord montré que le volume de calcifications de l'aorte ascendante était un puissant marqueur de risque indépendant de mortalité cardiaque et d'insuffisance cardiaque sur une série de 127 patients consécutifs traités par TAVI, avec un suivi médian de 907 jours. Ce travail a ensuite été complété en étudiant le volume de calcifications de l'aorte totale sur une série de 164 patients. Le volume de calcifications de l'aorte complète était prédicteur de mortalité totale et cardiaque. De plus, chaque segment d'aorte pris séparément (aorte ascendante, descendante et abdominale) prédisait la mortalité cardiaque. Enfin, seul le volume de calcifications du segment ascendant était prédicteur d'insuffisance cardiaque [etc…] / Vascular aging is an inevitable phenomenon. It is accompanied by structural and functional modifications of the cardiovascular system mainly referred to as vascular stiffening. This degenerative process essentially affects the extracellular matrix of the elastic arteries. The loss of elasticity of the vascular tree affects left ventricular function as well as cardiac, renal and cerebral perfusions involving different mechanisms. Vascular stiffness is a powerful risk marker of cardiovascular disease. However, most interventional cardiologists are not familiar with this concept while it may have both important prognostic and therapeutic implications. We tackled two areas of interventional cardiology, where vascular stiffness may open new fields of research; coronary artery disease and interventional treatment of aortic stenosis namely, transcatheter aortic valve implantation (TAVI). With regards to coronary artery disease there is a need to better understand the pathophysiology of microcirculation and myocardial ischemia. Moreover, the occurrence of acute coronary events is also incompletely understood. Our first approach was epidemiological. We studied the prognostic impact of vascular stiffness on coronary artery disease mortality in a cohort of 1034 hypertensive patients after 30 years of follow-up. Vascular stiffness was assessed both by pulse pressure and by a score related to atherosclerosis of the abdominal aorta. A strong link was found between vascular stiffness and the occurrence of myocardial infarction and coronary artery disease related deaths. We then developed a way to study the local vascular stiffness at coronary artery level by measuring coronary pulse wave velocity. This technique relies on the use of an intracoronary pressure wire and a patented signal processing algorithm. We measured a coronary pulse wave velocity on 71 coronary arteries in 49 patients. Interestingly, patients with acute coronary syndromes had a lower coronary pulse wave velocity (which means more compliant arteries) when compared to patients with stable coronary artery disease. After an endocoronary stent implantation we noticed an increase of coronary pulse wave velocity in line with an expected stiffening. This work opens a new avenue of research regarding coronary perfusion physiology and plaque complications by studying the interaction of regional vascular stiffness and local coronary stiffness. Regarding TAVI, a procedure that often concerns elderly and frail patients, new factors predicting the benefit of the intervention are needed. We studied aortic calcifications as a surrogate of vascular stiffness. This parameter was measured by CT scan before TAVI. We first showed in 127 consecutive patients with a median follow-up of 907 days that ascending aorta calcifications were a powerful risk marker of cardiac mortality and heart failure after TAVI. This study was then completed by studying the volume of the whole aorta in 164 patients. The volume of calcifications of the whole aorta was a predictor of both all-cause and cardiac mortality. In addition, each segment of aorta taken separately (ascending, descending and abdominal aorta) predicted cardiac mortality. Finally, only ascending aorta calcifications predicted heart failure. These results support the hypothesis that ascending aorta calcifications are a marker of vascular stiffness and contribute to the left ventricular afterload. Moreover the volume of the whole aorta could mirror the global atherosclerosis burden of the patient. This easily measurable parameter could thus represent a new risk stratification tool in patients treated with TAVI. This work on vascular stiffness opens a new field of research in several areas of interventional cardiology. Regarding coronary artery disease, coronary pulse wave velocity could represent a way to better understand coronary perfusion, microcirculation, ischemia and the occurrence of coronary plaque rupture [etc...]

La pose de stent est l'option de traitement la plus courante de la maladie coronarienne, l'une des principales causes de mortalit e dans le monde. Lors d'une proc edure de pose de stent, le m edecin ins ere des outils chirurgicaux dans le r eseau vasculaire du patient. La progression de ces outils a l'int erieur du corps est suivie en temps r eel sous fluoroscopie par rayons X. Trois outils, en particulier, jouent un role crucial dans la proc edure : le guide, le ballon d'angioplastie et le stent. Le guide apparait dans les images sous la forme d'une structure curviligne. Le ballon, mont e sur le guide, est equip e de deux marqueurs radio-opaques a ses extr emit es. Le stent est un maillage m etallique qui se projette en une forme complexe dans les images fluoroscopique. Le stent, dont le bon d eploiement est essentiel au succ es du geste m edical, est souvent tr es diffi cilement visible dans les images. Les travaux pr esent es dans cette th ese poursuivent un double objectif. Il s'agit d'une part, de concevoir, d' etudier et de valider des techniques de traitement d'image visant a am eliorer la visualisation des stents. D'autre part, nous etudions le traitement des structures curvilignes (comme les guides) pour lesquelles nous proposons un nouvel outil. Nous pr esentons des algorithmes de traitement d'image d edi es a la visualisation 2D et 3D des stents. Nous sommes amen es, dans ce but, a d etecter, suivre et recaler, de mani ere compl etement automatique, les outils n ecessaires a la pose de stent que sont le guide et le ballon. Le stent etant a peine visible dans les images, nous ne cherchons pas a le localiser directement a l'aide de techniques de traitement d'images. La position et le mouvement du stent sont d etermin ees par nos algorithmes a partir de celles de deux amers: le guide et le ballon qui ont des formes caract eristiques. Nous eff ectuons donc, dans ce but, la d etection, le suivi et le recalage de ces amers, et ce de mani ere compl etement automatique. Le coe ur de notre m ethode de visualisation des stents en 2D r eside dans l'utilisation des amers pour effectuer un d ebruitage compens e en mouvement. Nous avons evalu e la performance des ces outils pour la visualisation des stents en 2D, sur une large base de pr es de 200 cas cliniques. Il en ressort que notre m ethode surpasse les m ethodes utilis ees jusqu'ici sur le plan de la qualit e image. La validation exhaustive que nous avons men e, a confi rm e que nous avions atteint un niveau compatible avec son introduction commerciale. Le logiciel qui en r esulte est d esormais install e sur un grand nombre de sites cliniques, o u il est r eguli erement utilis e. La m ethode de visualisation 3D des stents que nous proposons utilise les amers pour e ffectuer une reconstruction tomographique compens ee en mouvement. Nous exposons des r esultats pr eliminaires sur une base de 22 cas cliniques. Il semble que notre m ethode surpasse les m ethodes pr ec edemment employ ees aussi bien du point de vue de la qualit e image que de l'automatisation. Les m ethodes de visualisation des stents que nous proposons s'appuient sur la segmentation de la portion du guide qui traverse le stent. Nous proposons un nouvel outil pour le traitement de telles structures curvilignes que nous appelons : l'Image de Chemins Polygonaux (acronyme PPI en anglais). Cet outil repose sur la notion de chemin localement optimal. L'un des principaux avantages du PPI est d'uni er dans un meme cadre diff erents concepts pr e-existants. De plus, il permet de controler la r egularit e et la longueur des structures a traiter avec une param etrisation simple et intuitive. A n de tirer pleinement parti des performances du PPI nous proposons un sch ema algorithmique effi cace pour le calculer. Nous illustrons ses utilisations pour la segmentation automatique de guide ou il surpasse les techniques existantes.

Les tachycardies ventriculaires (TV) et atriales (TA) sont les arythmies les plus fréquemment diagnostiquées en clinique. En vue d’ablater les tissus pathologiques, deux techniques de diagnostic sont utilisées : la cartographie électro-anatomique pour un diagnostic précis à l’aide d’électrogrammes (EGM) mesurés par cathéters intracardiaques et repérés sur la géométrie tridimensionnelle (3-D) de la cavité étudiée ; et l’imagerie électrocardiographique non-invasive (ECGi) pour une vision globale de l’arythmie, avec des EGM reconstruits mathématiquement à partir des électrocardiogrammes et des géométries cardio-thoraciques 3-D obtenues par CT-Scan. Les TV et TA sont alors diagnostiquées en étudiant les cartes d’activation qui sont des représentations des temps de passage locaux de l’onde d’activation sur la géométrie 3-D cardiaque. Cependant, les zones de ralentissement favorisant les TV et TA, et leurs motifs de propagation spécifiques n’y sont pas facilement identifiables. Ainsi, la caractérisation locale de la propagation de l’onde d’activation peut être utile pour améliorer le diagnostic. L’objet de cette thèse est le développement d’une méthode de caractérisation locale de la propagation de l’onde d’activation. Pour cela, un champ vectoriel de vitesse est estimé et analysé. La méthode a en premier lieu été validée sur des données simulées issues de modélisation, puis appliquée 1) à des données cliniques issues de l’ECGi pour la localisation des cicatrices d’infarctus et pour améliorer le diagnostic des TA; et 2) sur des données obtenues par cartographie électro-anatomique pour caractériser les zones pathogènes. / Ventricular (VT) and atrial (AT) tachycardias are some of the most common clinical cardiac arrhythmias. For ablation of tachycardia substrates, two clinical diagnosis methods are used : electro-anatomical mapping for an accurate diagnosis using electrograms (EGMs) acquired with intracardiac catheters and localized on the three-dimensional (3-D) mesh of the studied cavities ; and non-invasive electrocardiographic imaging (ECGi) for a global view of the arrhythmia, with EGMs mathematically reconstructed from body surface electrocardiograms and the 3-D cardio-thoracic meshes obtained with CT-scan. VT and AT are diagnosed studying activation time maps ; that are 3-D representations of the transit time of the activation wavefront on the cardiac mesh. Nevertheless, slow conduction areas, a well-known pro-arrhythmic feature for tachycardias, and the tachycardias specific propagation patterns are not easily identifiable with these maps. Hence, local characterization of the activation wavefront propagation can be helpful for improving VT and AT diagnosis. The purpose of this thesis is to develop a method to locally characterize the activation wavefront propagation. For that, a conduction velocity vector field is estimated and analyzed. The method was first validated on a simulated database from computer models, then applied to 1) a clinical database obtained from ECGi to localize infarct tissues and improve AT diagnosis ; and 2) a clinical database acquired with electro-anatomical mapping systems to define pathological areas.

L'imagerie par tomographie en cohérence optique (OCT) est prometteuse comme support de la prise de décision au cours des procédures d'interventions coronariennes percutanées (PCI), pou évaluer les lésions athéromateuses, juger de la bonne implantation du stent, et dépister les lésions vasculaires dues au stent. L'OCT représente donc bien une aide potentielle pour le cardiologue interventionnel tout au long de la procédure de stenting, avec un impact certain sur la stratégie interventionnelle initialement programmée. De plus, l'OCT se révèle comme un nouvel outil pour prédire la dissection des bords de stent chez les patient avec ACS sans élévation du segment ST, rendant possible une stratification des patients quant à ce risque. Des essais cliniques randomisés sont maintenant nécessaires pour savoir si l'assistance par l'OCT pendant la procédure améliore le pronostic à long terme des patients après PCI / Optical Coherence Tomography (OCT) imaging is promising in decision making during Percutaneus Coronary Interventions {PCI) procedures, including evaluating controversial plaque lesions, assessing stent implantation, and surveying stent-related vascular injury. Thus, OCT has potential to guide interventional cardiologists throughout the stent implantation procedure, impacting on planned interventional strategy. In addition, OCT is the most novel image technology to predict stent edge dissection for patients with non-ST-segment elevation ACS, enabling risk stratification of patients who are at a higher risk of this complication. Large-scale randomized trials are now warranted to assess whether OCT results and guidance during de procedure improve long-term clinical outcomes of PCis.