Présentation

On propose d'associer des méthodes d'imagerie électrocardiographiques de l'activité électrique du coeur et ultrasonore 3D de son activité mécanique pour obtenir une représentation dynamique de l'activité électromécanique cardiaque. Ces images dynamiques, observables chez l'homme par des instruments de mesure non invasifs, seront le reflet macroscopique du couplage à l'échelle de la cellule musculaire cardiaque entre excitation et contraction, couplage pour lequel on dispose d'un modèle mathématique sous forme d'un système d'équations différentielles ordinaires (ODE). L'intégration des systèmes élémentaires sur l'ensemble du coeur donnera lieu à la résolution numérique d'un système d'équations aux dérivées partielles à l'aide d'un maillage à base anatomique. Le système précédent sera fermé en l'intégrant dans un modèle de la circulation complète, dont on dispose également sous forme d'un système d'ODE à variables macroscopiques et partiellement observables, commandé par un contrôleur extérieur au système cardio-vasculaire: le système nerveux autonome (SNA).

De la représentation électromécanique cardiaque ainsi obtenue, validée par des mesures électrocardiographiques et ultrasonores 3D, pourront alors être extraits des paramètres de nature physiologique qui seront utiles au physiologiste et au clinicien. Le suivi de ces paramètres leur permettra à terme :

1. de mieux expliquer le fonctionnement du couplage excitation-contraction dans le coeur ;
2. de faciliter le diagnostic de certaines pathologies du système cardio-vasculaire et de son contrôleur ;
3. de proposer des lois de commande électriques et de calibration pour pacemakers artificiels implantables suppléant à des dysfonctionnements de l'activité électrique du coeur ou de son contrôle par le SNA.

Tous les domaines de la pathologie cardiovasculaire sont susceptibles d'être intéressés par ce programme de recherche. On peut en particulier citer:

• les troubles du rythme et de la conduction (conséquences hémodynamiques d'un trouble du rythme ou d'une anomalie du tissu nodal) ;
• l'insuffisance cardiaque (inefficacité de la pompe par faiblesse de la contractilité myocardique) ;
• le post-infarctus (évaluation des conséquences électriques et mécaniques d'un infarctus; classiquement, les infarctus du coeur droit donnent plutôt des troubles de la conduction, et les infarctus du coeur gauche des troubles de la contraction: peut-on faire précisément la part des choses ?) ;
• les anomalies du contrôleur (le SNA). Certaines syncopes (dites ``vasovagales'') sont dues à un dysfonctionnement du contrôleur, en particulier des mécanorécepteurs. Elles peuvent actuellement être prévenues par l'implantation de pacemakers sensibles à l'accélération des fibres musculaires cardiaques (boucle mécano-électrique) ; une amélioration de la commande de tels pacemakers aurait des conséquences importantes dans le traitement de ces syncopes.