VERS UNE ETUDE DE LA SOUFFRANCE MYOCARDIQUE PEROPÉRATOIRE. Investigation multiphysique par. Thermographie Infrarouge et Méthodes ultrasonores

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1 VERS UNE ETUDE DE LA SOUFFRANCE MYOCARDIQUE PEROPÉRATOIRE Investigation multiphysique par Thermographie Infrarouge et Méthodes ultrasonores Céline Engrand1 E. Le Clézio1, D. Laux1, J.Y Ferrandis1. R. Demaria2, J.-C. Sinquet2, A. Seghrouchni2,H. Taillades2 1 Université Montpellier 2, Institut d'electronique du Sud, UMR CNRS 5214, Case 082, Place E. Bataillon, Montpellier Cedex 05 2 CHU Arnaud de Villeneuve Montpellier Cedex 05 Réunion de Recherche translationnelle cardiovasculaire et musculaire Montpellier Sud de France, le 14 Février

2 Plan Contexte Suivi de la dynamique thermique En surface, En profondeur. Conclusions Perspectives 2

3 Contexte Identification et quantification de la souffrance myocardique lors d une opération cardiaque Opération cardiaque sur cœur à l arrêt : C.E.C : Suppléance cardio-pulmonaire. Cadioplégie par solution cristalloïde : Arrêt du cœur-abaissement thermique, Ischémie, Souffrance? Approche multiphysique. 3

4 Plan Contexte Suivi de la dynamique thermique En surface, En profondeur. Conclusions Perspectives 4

5 Dynamique thermique en surface. Expérimentation sur modèle animal in vivo Objectif : Monitoring thermique de la surface du myocarde en temps réel. Méthode : Bolomètre infrarouge Asc645 : Méthode non invasive Résolution : 640x480, Gamme spectrale λ : 7,5 à 14 μm, Résolution thermique < 0,030 C, Influences environnementales : précision ± 0,5 C (testé en laboratoire). 3 sessions incluant une injection de solution cristalloïde + 25 minutes de réchauffement naturel. Programme d acquisition en temps réel : Enregistrement toutes les secondes. Globale: cartographie, Locale : 10 points ou plus à la surface du myocarde. 5

6 Dynamique thermique en surface. Expérimentation sur modèle animal in vivo Résultats : Acquisition globale : Cartographie du refroidissement global du myocarde en temps réel suite à l injection de la solution cristalloïde. Acquisition locale : 10 mesures sur différentes zones du myocarde. Dynamiques thermiques différentes suivant les zones: > à 15 C. Réchauffement rapide en surface. Aide à la décision pour le chirurgien. 6

7 Dynamique thermique en surface. Expérimentation sur modèle animal in vivo Conclusion : Suivi par caméra IR de la dynamique thermique de la surface antérieure du myocarde, Suivi local et global, Mise en évidence : Des injections de solutions cardioplégiques froides, De leurs diffusions au sein du myocarde, Puis du réchauffement du muscle. Cohérence des résultats avec la reprise d'activité du myocarde, Perspectives : Analyses des dynamiques thermiques Différentiation en fonction des zones du myocarde? 7

8 Dynamique thermique en profondeur. Premières expérimentations sur tissus en laboratoire Technique échographique : Principe. Capteur acoustique Capteur acoustique Capteur acoustique Eau thermiquement régulée 8

9 Dynamique thermique en profondeur. Première expérimentation sur tissu Vitesse des ultrasons dans le tissu myocardique en fonction de la température. Résultats Validation de la méthode, Information sur la vitesse des US spécifique au tissu. Précision: ± 0,5 C Dispersion : Variabilité des échantillons. Déplacement de l écho en fonction de la température. Température ( C) C 20,3 3,65E-6 Capteur acoustiqu e C 20,5 C 10,5 15 C 5 3,95E-6 10 C Régulation thermique 4,45E Temps (s) T Décalage de l écho statique induit par le changement de température, C 30,3 C Protocole de suivi de l écho : Sensibilité de mesure ± 0,5 C. 3,45E-6 ( C ) Temps (ns) 1520 Mesure de la vitesse des ultrasons en fonction de la température. Vitesse des US (m/s) 1560 Thermométrie par Vélocimétrie :

10 Plan Contexte Suivi de la dynamique thermique En surface, En profondeur. Conclusions Perspectives 10

11 Conclusion Thermographie infrarouge : Monitoring thermique de la surface myocardique pertinent, Méthode non invasive, Identification des zones à dynamiques thermiques différentes, Aide à la décision du chirurgien. Méthode échographique : Mesure vélocimétrique spécifique au tissu cardiaque, Sensibilité de déplacement de l écho donne une indication sur le changement thermique du myocarde, Transposition sur coeur entier. 11

12 Perspectives Thermographie : Suite des expérimentations sur modèle animal + étude clinique. Méthode échographique : Expérimentation sur des coeurs entiers ex vivo, Utilisation du speckle ultrasonore, Conception d un capteur spécifique. Elastographie : Achat d un échographe à module d élastographie (Labex NUMEV) Etude préliminaire pour l identification de l élasictité du tissu cardiaque en temps réel, Corrélation avec le suivi thermique 12

13 Merci de votre attention 13