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Approche electromagnétique de la chirurgie valvulaire dans l'insuffisance mitrale ischémique

Flécher, Erwan (2011) Approche electromagnétique de la chirurgie valvulaire dans l'insuffisance mitrale ischémique. (Electromagnetic approach of valvular surgery in ischaemic mitral regurgitation.)

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Abstract

Depuis plusieurs années, il est apparu évident que la réparation valvulaire mitrale est préférable, lorsque réalisable, au remplacement valvulaire pour une grande majorité de patients souffrant d’insuffisance mitrale. Les avantages de la réparation mitrale sont notamment un faible taux de complications thrombo-emboliques, une résistance accrue à l’endocardite, une excellente durabilité et l’absence de traitement anticoagulant au long cours. Dans l’insuffisance mitrale ischémique fonctionnelle, la fuite est engendrée par le remodelage de la géométrie du ventricule gauche, sans atteinte propre des feuillets valvulaires mitraux. Cette "sphéricisation" ventriculaire par déplacement des piliers tracte les cordages tendineux et est à l’origine d’une insuffisance mitrale restrictive. La connaissance de ces nouveaux concepts physiopathologiques à conduit les médecins et les chirurgiens à envisager, associée à l’approche annulaire de la fuite mitrale, une approche de l’appareil sous valvulaire, notamment au niveau des piliers ventriculaires. C’est dans cette optique que nous situons ce travail, avec l’utilisation résolument novatrice du magnétisme pour corriger une fuite valvulaire : permettre une réparation plutôt qu’un remplacement, en exerçant ces propriétés magnétiques à l’étage valvulaire et sous valvulaire. Si la réparation valvulaire est préférable, au remplacement valvulaire, les techniques chirurgicales de réparation sont parfois difficiles à maitriser et pas toujours reproductibles. Le concept d’utiliser des aimants comme assistance magnétique à la coaptation de feuillets valvulaires pourrait permettre de résoudre ces appréhensions chirurgicales. Au niveau ventriculaire, la mise en place d’aimants permanents sur les piliers musculaires de la valve mitrale pourrait être utile pour rapprocher ces structures anatomiques et diminuer ainsi la fuite mitrale associée. Cette stratégie innovante n'a, à notre connaissance, jamais été rapportée à ce jour. Le premier chapitre de ce travail est une synthèse de l’anatomie et de la physiologie cardiaque, préambule nécessaire et indispensable à la compréhension de cet organe singulier. Volontairement aussi restreint que possible, une attention particulière a été portée à la description du cœur gauche, à l’appareil valvulaire mitral et au ventricule correspondant. Le second chapitre est une revue exhaustive de la littérature médico-chirurgicale concernant la prise en charge actualisée de l’insuffisance mitrale ischémique. Les différents traitements possibles sont cités et discutés, en insistant sur les techniques chirurgicales existantes agissant sur l’appareil sous valvulaire mitral. C’est une description de l’état de l’art chirurgical de la pathologie sur laquelle nous ciblons ce travail. Les troisième et quatrième chapitres sont, de la même façon que l’anatomie, un préambule à l’usage du magnétisme dans notre projet, relatant pour le premier l’histoire du magnétisme en médecine et son usage, abordant pour le second et le corps médical les principes qui régissent l’utilisation d’aimants permanents. Le cinquième chapitre décrit l’usage d’aimants permanents lors d’expérimentations in vitro et in vivo, sur les valves aortique et mitrale. La valve aortique étant d’accès chirurgical plus aisé, les premiers essais ont logiquement été effectués sur cette valve avant de se porter sur l’appareil valvulaire mitral. Dans un premier temps, les aimants permanents élaborés ont été testés in situ en position aortique, sur des cœurs de cochons explantés, avec une assistance circulatoire mécanique pneumatique. Ces expériences ont mené à une expérimentation animale sur le mouton en position aortique. La faisabilité du procédé ayant pu être établie, de nouvelles expérimentations animales, sur la valve mitrale ont été tentées puis interrompues devant l’inadaptation des aimants à l’anatomie de cette valve et à son mode de fonctionnement. Les sixième, septième et huitième chapitres constituent donc un retour à l’expérimentation in vitro et à la modélisation théorique et numérique du problème posé. En effet, l’appareil mitral étant plus complexe que la valve aortique et doté de cordages et de piliers, des expériences cherchant à décrire ses constituants et leur résistance à la rupture sur banc d’essai mécanique ont été menées (chapitre 6). Avec ces résultats et à partir de la littérature existante, une véritable modélisation cartographique théorique de la valve mitrale et des forces en présence a été mise en place de façon novatrice et originale (chapitre 7). C’est à partir de ces données qu’a pu être modélisée numériquement l’appareil valvulaire mitral sain et ischémique en utilisant le logiciel ANSYS (chapitre 8). Sur ce modèle, l’usage d’aimants permanents sur l’appareil sous valvulaire pour corriger une insuffisance mitrale ischémique nous semble difficile en l’état, la force à déployer pour revenir à une anatomie saine étant de plus de 18 N. Si ce travail n’a donc pas abouti à un véritable succès clinique, il représente malgré tout le triomphe d’une collaboration riche entre des pôles de recherche éloignés. Surtout, il ouvre la porte à d’autres perspectives de recherche, l’usage du magnétisme constituant une piste intéressante, novatrice et originale pour la chirurgie en général et notamment cardiaque.

Department or laboratory:Laboratoire Laplace
Directeur de thèse:Nogarede, Bertrand and Leprince, Pascal
Uncontrolled Keywords:Valve, réparation, aimants, magnétisme, régurgitation, mitrale ischémique
Subjects:Electrical engineering
Deposited On:22 January 2020

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