13 mars 2025
La sténose de l’artère pulmonaire
Les cardiopathies congénitales affectent plus de 1,35 million de nouveau-nés chaque année. Parmi ces anomalies, la sténose de l’artère pulmonaire est une malformation caractérisée par un rétrécissement, entraînant un blocage du flux sanguin. Cette condition peut provoquer des complications graves, notamment une insuffisance cardiaque. Pour traiter les cas plus graves, il est courant d’effectuer une angioplastie par ballonnement, suivie de l’insertion d’une endoprothèse (stent), qui permet de maintenir l’artère ouverte et d'assurer une circulation sanguine normale. Toutefois, la plupart des prothèses existantes sont conçues pour des patients adultes. De plus, la géométrie de ces sténoses congénitales varie considérablement d’un patient à l’autre, ce qui complique le choix de l’endoprothèse.
Pour contrer cette difficulté, Luc Duong et son équipe de recherche travaillent avec Dr Joaquim Miró du CHU Sainte-Justine, à développer une méthodologie permettant de sélectionner la meilleure prothèse selon les malformations spécifiques de chaque patient/nouveau-nés. Leurs travaux visent à segmenter automatiquement la structure de l’artère pulmonaire à partir d’images obtenues par tomodensitométrie (images CT), grâce à un modèle d’intelligence artificielle basé sur un réseau de neurones. Les résultats obtenus sont évalués en les comparant avec les images annotées par un radiologue, qui sont considérées comme la vérité terrain. L’objectif est d’atteindre un niveau de précision suffisamment élevé pour bien visualiser la sténose
Des simulations de dynamique des fluides
Ces modèles anatomiques seront ensuite utilisés pour réaliser des simulations en dynamique des fluides, afin d’étudier la circulation sanguine de l’artère pulmonaire, lorsque corrigée par différentes formes d’endoprothèse. Ces simulations permettront d’évaluer en amont l’efficacité de divers modèles de prothèses en fonction de l’anatomie spécifique du patient. Elles peuvent être considérées comme des jumeaux numériques du patient et ainsi, assister les chirurgiens dans leur préparation préopératoire. Ce travail est mené en collaboration avec les chercheurs de l’ÉTS Guiseppe Di Labbio et Louis Dufresne.
Pour rendre ces simulations encore plus réalistes, les chercheurs et chercheuses intègrent le mouvement cardio-respiratoire en utilisant un simulateur du mouvement cardiorespiratoire développé à l’Université Duke. Ce simulateur offre une modélisation extrêmement fidèle des interactions biomécaniques du cœur et de l’artère pulmonaire.
La communication interventriculaire
Outre la sténose de l’artère pulmonaire, l’équipe de Luc Duong explore d’autres problématiques cardiaques, comme la communication interventriculaire, qui correspond à la présence d’une ouverture entre les ventricules droite et gauche du cœur, permettant au sang oxygéné de se mélanger au sang non oxygéné. Cette pathologie nécessite parfois une chirurgie hybride à cœur ouvert, où l’on referme le trou à l’aide d’une prothèse. Pour former les chirurgiens à ces procédures complexes, les chercheurs et chercheuses de l’ÉTS ont imprimé en 3D des moules de modèles de cœurs de bébés pour construire des prototypes dans un mélange de polymères qui imitent la texture du tissu cardiaque.
La réalité augmentée dans la mire
Dans le futur, ces chercheurs et chercheuses envisagent d’intégrer la réalité augmentée aux outils chirurgicaux pour optimiser les interventions. Des lunettes de réalité augmentée, comme la Vision Pro, pourraient offrir une visualisation en temps réel des structures internes du cœur et guider les chirurgiens avec une précision accrue.
Ces avancées sont notamment portées par le Dr Joaquim Miró, cardiologue au CHU Sainte-Justine, qui collabore avec l’équipe de recherche de l’ÉTS pour transformer la prise en charge des cardiopathies congénitales et offrir des solutions sur mesure aux jeunes patients.
