1. Mesure locale de la vitesse de
l’onde de pression artérielle
par l’IRM dynamique
UMR 6600 – GE UTC – Master 2 STS
Hôpital Necker Hassan Nasser

2. Plan
• Introduction.
• Etat de l’art:
– Biologie des artères carotides.
– Le VOP dans la littérature.
• Matériels et Méthodes:
– Acquisition des images.
– Segmentation et courbes de surfaces.
– Calcul de la VOP.
– Interface graphique.
• Résultats et Discussion.
• Perspectives.

3. INTRODUCTION

4. Environnement du travail
• UTC – UMR 6600
(Encadrement – Mr. F.
Langevin) – CIMA.
• Hôpital Necker
(Acquisitions des Images
– Suivi pas Mr. F.
Brunelle)
• GE (Machine IRM – Ing.
M. Perrin)

5. Vitesse de l’onde de pression
• Imagerie -/-/- hémodynamique sanguin.
Ultrasons IRM
• Propriétés biomécaniques -/-/- Signe
clinique.

6. ETAT DE L’ART

7. Artères carotides

8. VOP – Bibliographie (1)
• Méthode Multicoupes [J. M. Boese et al.,
2000].
(a) Localisation de plusieurs coupes dans une artère. (b) Profil des vitesses au niveau des Relation temps-position dans la méthode multicoupes
trois coupes, tangentes et calcul du temps de passage de l’onde afin d’établir une relation
temps-position

9. VOP – Bibliographie (2)
• Méthode QA / Ultrasons [Rabben, S.I. et
Stergiopulos, N., 2004]
(A) Diamètre du vaisseau (continue), Vitesse maximale (--) dans l’artère carotide commune gauche. (B) flux sanguin.
(C) le flux en fonction de la section de l’artère.

10. VOP – Bibliographie (3)
• Méthode de correlation [A. Qasem et A.
Avolio, 2008]
La décomposition de l’onde artérielle en onde directe et rétrograde
Site de Site de
mesure Réflexion

11. MATÉRIELS ET MÉTHODES

12. Principe de mesure
• Calcul du Délai entre deux Interne Externe
courbes de surfaces au niveau de
deux coupes distantes de 4 cm
environ.
• Le Passage de l’onde est reliée à
la variation de la section de l’artère
Artère Carotide primitive

13. Matériels
• IRM 1.5 T (CIMA –
Necker).
• IRM 3 T ( CHU
Amiens).
• Antenne:
– Carotide
(Surfacique).
– Neurovasculaire
(Volumique).

14. Acquisition des images
• Séquence FCGRE
– Séquence dynamique / Lumière de l’artère =
Blanc.
Chronogramme de la séquence FCGRE
Image axiale au niveau des carotides

15. Dynamique?

17. Optimisation de séquences
selon l’antenne
Antenne Carotides Antenne neurovasculaire
SNR Grand (800 u.a) Petit (250 u.a)
Volume Petit Grand
Paramètres de la séquence
TR (ms) 5/minimum (Déterminé par l’appareil)
Tck (mm) 4 5
TD (ms) 10
ARW 20 %
FOV (cm x cm) 14 x 14 16 x 16
TE Minimum (Déterminé par l’appareil)
BWD 62.5 50
Flip Angle 50 50
Dimensions (Pixel x Pixel) 256 x 256

18. Extraction des courbes de
surfaces
• Segmentation adaptative [Darwich, M.,
Capellino, S., Langevin, F. , 2008].

19. Segmentation
Image
Référence
Image
turbulence
Selection Interpolation Seuillage Sélection Erosion – Calcul de
de la - Filtrage de l’objet dilatation la surface
region ayant la
d’ intérêt plus Adaptation
grande du contour
surface avec l’image
reference

20. Image: 31 / Area= 32.6653 mm² /
Courbes de surface
Segmented image number: 31 Image: 32 / Area= 32.8315 mm² / Segmented image number: 32
Image: 33 / Area= 32.8315 mm² / Segmented image number: 33 Image: 34 / Area= 32.4327 mm² / Segmented image number: 34
Image: 35 / Area= 31.7681 mm² / Segmented image number: 35 Image: 36 / Area= 31.469 mm² / Segmented image number: 36
Image: 37 / Area= 31.8014 mm² / Segmented image number: 37 Image: 38 / Area= 31.5687 mm² / Segmented image number: 38
Image: 39 / Area= 31.3361 mm² / Segmented image number: 39 Image: 40 / Area= 30.5386 mm² / Segmented image number: 40

21. Deux coupes …

22. Là … on peut mesure la VOP
• En calculant le délai entre les deux courbes …
• 3 méthodes:
– Inter corrélation.
– Point d’inflexion.
– Distance moyenne.
• La pente.

23. Inter corrélation

24. Point d’inflexion
• Hypothèse : le passage de l’onde de pression peut être caractérisé
comme le moment de variation maximale de surface de l’artère
(dilatation la plus importante).

25. Distance moyenne
-Lissage.
-Interpolation.
-Normalisation.
-Détermination de la
zone d’intérêt (pente).
-Calcul la moyenne du
décalage entre les
points de la pente.

26. Interfaçage graphique GUI
-Créer un outil capable de:
-Faire toutes les étapes de la mesure dans une seule
interface.
-Montrer tous les résultats dans une seule fenêtre.
-Créer et gérer les fichiers des patients.
-D’être utilisé par quelqu’un qui ne maitrise pas la
programmation Matlab.

27. Coupe Inferieure Coupe supérieure Courbes de surfaces
Images segmentées

28. Message
SNR
Paramètres
de la
séquence
Surface

30. RÉSULTATS ET DISCUSSION

31. Calcul de la VOP avec les différentes
méthodes de calcul de délai
Patient M1 M2 M3
D G D G D G
1 2.5 2.3 2.4 2.8 2.4 2.7
2 --- 2.2 ---- 2.2 --- 2.7
3 3.5 2.3 3.6 3.2 3.3 2.7
4 4.5 ---- 4.7 --- 4.6 ---
Valeurs moyennes de la VOP avec les 3 méthodes de calcul de délai
Patient M1 M2 M3
D G D G D G
1 0.24 0.18 0.32 0.56 0.39 0.33
2 --- 0.19 ---- 0.23 --- 0.24
3 0.8 0.13 0.75 0.9 1.17 0.29
4 0.85 0.56 0.6 --- ---
Déviation standards de la VOP avec les 3 méthodes de calcul de délai

32. Calcul de la VOP avec différents paramètres
de segmentation
VOP
h min M1 M2 M3
0.7 6 3.2 3.5 3.4
8 4.0 4.0 3.9
10 3.5 2.9 3.2
0.75 6 5.7 4.9 5.1
8 3.2 2.6 3.3
10 4.45 3.8 4.1
0.8 6 3.2 3.4 3.1
8 3.3 3.1 3.1
10 3.3 3.3 3.1
0.85 6 3.5 3.2 3.3
8 3.3 2.9 3.2
10 3 2.8 3.1
0.9 6 2.3 2.2 2.3
8 3.3 3.3 3.1
10 3.8 2.8 3.5
Moyenne 3.5 3.3 3.4
Dérivation St. 0.7 0.6 0.6

33. Discussion - Influence des
différents paramètres
• Au niveau des acquisitions : (STD 0.3 m/s)
– La grandeur du champ magnétique.
– L’antenne utilisée.
– Le temps de répétition.
– L’épaisseur de la coupe.
– Distance entre les deux coupes.
• Au niveau de segmentation : (STD – 0.2 m/s)
– Le facteur de seuillage.
– Le facteur de correction de l’effet de la turbulence.
• Au niveau du calcul du délai : (STD – 0.5 m/s)
– La méthode avec laquelle on calcul le délai

34. Conclusion
• Optimisation de la séquence avec une antenne
volumique.
• Méthodes de calcul de délai.
• Etude de la reproductibilité de la mesure.
• Avantages:
– Mesure locale.
– Non-invasif.
– Temps d’examen relativement court ( 7 – 10 min).
– Non operateur dépendante
• Inconvénient:
• Dépend des paramètres de segmentation, antenne, Machine  Erreur
qui ne dépasse pas le 10 %)

35. Perspectives (1)
• Corrélation entre la
pression intracrânienne et
la VOP.
– VOP = ft (PA). [Mitchell,
G.F et al., 2007]
– PIC = ft (PA).
 PIC = ft (VOP).
[Otahal, J., Stephanik, Z., 2006]

36. Perspectives (2)
• Mesure de la pression artérielle dans
l’artère pulmonaire:
– Pression est en fonction linéaire avec la
rigidités de l’artère (dépend seulement de la
rigidité)
– Calibration pression-VOP.

37. Au niveau personnel
• Expérience en IRM.
– Maitrise de la machine.
– Optimisation des séquences.
• Contact avec des chercheurs, médecins, cadres
scientifique.
• Plus de connaissance et des compétences scientifiques.
• Motivation pour continuer dans le domaine de recherche.

38. Merci pour votre attention