ESTIMATION DE PARAMETRES MECANIQUES DE L’HEMODYNAMIQUE CARDIAQUE POUR LA DETECTION PRECOCE DE COMPORTEMENTS PATHOLOGIQUES

Abstract

L’objectif principal de cette thèse démontre que décrypter la complexité du système cardiovasculaire nécessite impérativement une démarche multidisciplinaire conjuguant une analyse anatomique détaillée, une compréhension approfondie des mécanismes physiologiques et l’utilisation de la modélisation numérique avancée. L’étude minutieuse de la structure du coeur – depuis l'échelle microscopique, avec l'organisation précise des cardiomyocytes et des sarcomères régulés par des mécanismes calciques, jusqu’à la coordination synchronisée des phases du cycle cardiaque (remplissage, contraction isovolumique, éjection et relâchement) – met en exergue la finesse architecturale et l’ingéniosité de cet organe. Modélisation numérique et simulations parallelement, l’approche par modélisation numérique, reposant sur l’intégration de paramètres biomécaniques (tels que le facteur d’élasticité influençant la contractilité ventriculaire) et l’utilisation d’équations différentielles validées dans la littérature, a permis de simuler le remodelage du myocarde en réaction aux variations hémodynamiques. En s’appuyant sur des images médicales (échocardiographie et IRM) pour reconstruire fidèlement la géométrie des ventricules et en modélisant le sang comme un fluide non-newtonien, les simulations quantifient précisément l’impact des variations de la pression dynamique, de la viscosité sanguine et de l’épaisseur pariétale sur la fonction ventriculaire. Les résultats obtenus démontrent clairement que les modifications des paramètres physiologiques sont étroitement associées à l’apparition et à l’aggravation de pathologies telles que l’hypertrophie, l’infarctus du myocarde et l’insuffisance ventriculaire. La convergence de l’approche clinique traditionnelle et des outils de simulation numérique offre ainsi un cadre théorique solide pour optimiser la prédiction des dysfonctionnements cardiaques. Cette intégration disciplinaire ouvre la voie à des stratégies diagnostiques et thérapeutiques personnalisées, en soulignant l’importance d’une collaboration étroite entre la recherche biomédicale et l’ingénierie, afin de dépasser les limites des méthodes classiques et d’améliorer la prise en charge des maladies cardiovasculaires.