Approche proposée pour la détection et la localisation des sténoses coronaires

Les artères coronaires

Structure

Les artères coronaires comme toutes les artères de petit et moyen calibre comportent trois couches (Figure I.4 et Figure I.5) :
L’intima (1), dont la couche interne est formée par l’endothélium qui constitue une véritable interface avec le sang et dont les rôles sont très importants :
 de barrière (en autorisant l’échange des substances nutritives avec le milieu intérieur il agit comme un filtre moléculaire),
 de contrôle de la coagulation sanguine (il inhibe cette coagulation et sa rupture favorise l’agrégation des plaquettes et la formation de caillots)
 de contrôle de la vasomotricité (il peut générer de l’oxyde nitrique qui provoque une relaxation de la couche musculaire et une vasodilatation) .

La media (2) selon la taille de l’artère, elle permet d’assurer son élasticité, et de modifier le calibre de l’artère par la contraction (vasoconstriction) ou la relaxation (vasodilatation) de ses cellules musculaires.

L’adventice (3) assure la cohésion entre le vaisseau et les tissus qu’il traverse. C’est dans cette couche que cheminent les petits vaisseaux (vasa vasorum) et les nerfs qui vont permettre la perfusion et l’innervation de l’artère.

Anatomie

Les artères coronaires sont les artères qui irriguent le coeur et qui lui permettent de fonctionner. Elles émergent de la partie initiale de l’aorte, juste après la valve aortique et cheminent à la surface du coeur (Figure I.6) :

Elles sont au nombre de deux, la droite et la gauche mais on parle souvent de trois troncs coronaires principaux car l’artère coronaire gauche après une courte portion (tronc commun) se divise en deux branches importantes : l’artère inter-ventriculaire antérieure et l’artère circonflexe. C’est pourquoi, en fonction du nombre de troncs concernés, on parlera d’atteinte du tronc commun, d’atteinte mono, bi ou tritronculaire.
Chacun de ces troncs va donner différentes branches, en nombre variable selon les individus : branches inter-ventriculaire postérieure et rétro-ventriculaire gauche pour la coronaire droite, branches diagonales pour l’inter-ventriculaire antérieure et branches marginales pour l’artère circonflexe.

Fonction 

Pour assurer la contraction des cellules musculaires (myocytes) qui le composent, le coeur (myocarde) a besoin d’être “ nourri ”. La production de l’énergie nécessaire à cette contraction se fait à partir de différents substrats (65 % d’acides gras et 35 % de glucides) et nécessite de l’oxygène (on dit que c’est un métabolisme aérobie).
Ce sont les artères qui vont assurer cet apport d’oxygène et des différents substrats nécessaires et qui par leur débit vont adapter les apports à la demande (Figure I.7).
La diminution de cet apport sanguin est nommée ischémie et va survenir lorsque les artères sont rétrécies. La traduction clinique en est une douleur thoracique nommée angine de poitrine ou angor.
L’occlusion complète de l’artère aboutit le plus souvent à l’infarctus du myocarde qui est une nécrose (mort des cellules) d’une partie du muscle cardiaque secondaire à l’ischémie.

Pathologies coronariennes

Elles peuvent être de plusieurs types selon leur sévérité pouvant entraîner une sténose coronarienne qui peut être détectée par le coro scanner ou la coronarographie amenant à un geste de revascularisation.
Ces différentes pathologies coronariennes sont de différents stades des moins sévères vers les plus sévères qui sont :
– Angor d’effort appelé angine de poitrine.
– Angor de repos ou appelée Angor instable.
– Syndrome coronarien aigu (soit ST- appelé syndrome de menace ou ST+ témoignant d’un infarctus du myocarde).

À propos de la maladie des artères coronaires 

L’obstruction d’une artère coronaire peut entraîner une crise cardiaque. Chez les hommes comme chez les femmes, la maladie des artères coronaires (coronaropathie) est l’une des principales causes de décès dans le monde.

Définition

La maladie des artères coronaires ou coronaropathie est une maladie cardiaque qui fait que le flux sanguin vers le myocarde est insuffisant. Cette pathologie est potentiellement délétère.

Cause 

La coronaropathie est causée par l’accumulation de dépôts graisseux sur la paroi des artères. Ces dépôts sont constitués de cholestérol, de calcium et d’autres substances véhiculées par le sang. Cette accumulation est appelée « plaque d’athérome » ou simplement « plaque ». La formation de plaques peut obturer les artères coronaires et les rendre rigides et irrégulières. C’est ce que l’on appelle le « durcissement des artères » ou athérosclérose.
Il peut exister une ou plusieurs obturations, qui peuvent varier en termes de sévérité et d’emplacement. Ces dépôts rétrécissent progressivement les artères coronaires, le coeur recevant ainsi moins de sang et d’oxygène. Cette diminution du débit sanguin peut entraîner une douleur dans la poitrine (angine de poitrine), des difficultés à respirer ou d’autres symptômes. Une obturation complète peut provoquer une crise cardiaque.

Symptômes

Comme l’insuffisance coronarienne (obturation des artères) peut se développer pendant de nombreuses années, les symptômes ne sont souvent ressentis que lorsque la situation est sévère et met la vie en danger. Il se peut que vous remarquiez d’abord les symptômes lorsque votre coeur est particulièrement sollicité, notamment pendant un exercice physique. Toutefois, les symptômes peuvent aussi survenir au repos.
Les symptômes d’insuffisance coronarienne varient d’une personne à l’autre mais les plus courants sont :
 Gêne ou douleur dans la poitrine (angor)
 Difficultés à respirer
 Fatigue extrême à l’effort
 Gonflement des pieds
 Douleur dans l’épaule ou dans le bras
 Les femmes peuvent éprouver une douleur thoracique atypique. Elle peut être fugace ou vive et ressentie dans l’abdomen, dans le dos ou dans le bras.
Les femmes, plus que les hommes, éprouvent d’autres signes annonçant une crise cardiaque, notamment des nausées et des douleurs dorsales ou maxillaires. Il arrive qu’une crise cardiaque survienne sans signes ou symptômes apparents.

Facteurs de risque

Un certain durcissement des artères se produit avec l’âge. Cependant, certains facteurs de risque peuvent accélérer le processus :
 L’âge (plus de 45 ans pour les hommes et plus de 55 ans pour les femmes)
 Des antécédents familiaux d’insuffisance cardiaque
 Le tabagisme
 L’hypertension
 Un taux élevé de  » mauvais  » cholestérol LDL et un faible taux de  » bon  » cholestérol HDL
 Certaines maladies, comme le diabète
 Le surpoids ou l’obésité
 Le manque d’exercice physique « sédentarité »
 Certaines radiothérapies du thorax
 Le stress
Les hommes ont un risque plus élevé que les femmes de développer une insuffisance coronarienne. Chez la femme, les risques accroissent après la ménopause.

Diagnostic 

Si le médecin soupçonne une insuffisance coronarienne, il adressera le patient à un cardiologue qui est un spécialiste du coeur, des artères et des veines.
Pour faire un diagnostic, le médecin va poser certaines questions au patient sur leurs symptômes, antécédents médicaux et facteurs de risque. Sur la base de ces informations, le médecin pourra faire subir des examens pour évaluer l’état des artères.
Les examens les plus courants sont :
 Électrocardiographie (ECG)
 Échocardiographie
 Épreuve d’effort
 Scintigraphie cardiaque
 Échocardiographie de stress
 IRM cardiaque
 Scanner coronaire

Cause des pathologies coronariennes (athérosclérose) 

Définition

L’athérosclérose (calcification des artères) se définit par une altération des vaisseaux sanguins. Les parois des vaisseaux se calcifient, perdent leur élasticité et le diamètre des vaisseaux se rétrécie de plus en plus. Par conséquent, le sang ne peut plus circuler normalement.

Sténose coronaire significative (serrée)

On appelle sténose “significative” une sténose qui altère la réserve coronaire, c’est-à dire qui entrave une élévation normale du débit coronaire.(Figure I.14)
Cette définition fonctionnelle correspond, en principe, à une sténose réduisant le calibre intraluminal du vaisseau de 50 %, mais, chez un patient donné il existe de fréquents écarts entre les résultats anatomiques et les résultats fonctionnels. Ces écarts tiennent, d’une part, aux limites intrinsèques des techniques d’évaluation anatomiques (coronarographie, scanner) et, d’autre part, au fait que les tests fonctionnels (et notamment la scintigraphie), réalisés à l’effort et non pas au repos, explorent – en plus de la sévérité hémodynamique de la sténose – la qualité de la fonction endothéliale, puissant marqueur du risque.

techniques de dépistage des pathologies coronariennes

Généralités

Les maladies coronariennes constituent l’ensemble des troubles affectant les artères coronaires. Elles sont la première cause mondiale de mortalité.
La détection précoce de ces maladies en utilisant des techniques peu invasives permet de réduire les coûts et les risques liés à une approche interventionniste.
Des études récentes ont montré que la tomodensitométrie peut être utilisée comme une alternative non invasive et fiable pour localiser et quantifier ces lésions.
Cependant, l’analyse des ces examens, basée sur l’inspection des sections du vaisseau, reste une tâche longue et fastidieuse. Une haute précision est nécessaire, et donc seulement les cliniciens hautement expérimentés sont en mesure d’analyser et d’interpréter de telles données pour établir un diagnostic. Les outils informatiques sont essentiels pour réduire les temps de traitement et assurer la qualité du diagnostic.
Parmi ces techniques utilisées pour dépister les maladies coronariennes on peut citer :

L’interrogatoire

Qui fournit la notion de douleurs thoraciques typique irradiant vers le membre supérieur gauche appelé « angine de poitrine » qui peut être soit d’effort ou bien même de repos et continu témoignant d’une insuffisance coronarienne plus sévère.
On peut avoir 4 situations d’insuffisance coronarienne :
1 : Angine de poitrine (ANGOR D’EFFORT).
2 : Syndrome de menace (entre l’angine de poitrine et l’infarctus de myocarde).
3 : Infarctus du myocarde : appelé actuellement syndrome coronarien aigu.
Pour confirmer ces différents diagnostics on doit faire d’autres explorations.

L’électrocardiographie de repos (l’ECG) 

A la recherche de troubles de la repolarisation soit du segment ST qui témoigne de la lésion sous – épicardique ou sous – endocardique ou bien de l’onde T qui témoigne de l’ischémie ou bien une onde Q appelée de nécrose témoignant d’un infarctus du myocarde (syndrome coronarien aigu).

L’échographie de stress (sous dobutamine)

L’échocardiographie de stress est une modalité d’échocardiographie consistant à visualiser et à analyser les modifications de la contraction du muscle cardiaque lors d’un stress constitué par un effort ou par injection de certains médicaments.
Cet examen est essentiellement utilisé pour la détection d’une ischémie myocardique (défaut d’oxygénation du muscle cardiaque), témoin d’une atteinte d’une artère coronaire. Il permet également d’en estimer la viabilité.

Table des matières

Introduction général
Chapitre I : Contexte médical
– Introduction
I. Anatomie cardiaque et cardiovasculaire
I.1 Généralités
I.2 Zones du coeur
I.3 Le système cardiovasculaire
I.4 Les artères coronaires
I.4.1 Structure
I.4.2 Anatomie
I.4.3 Fonction
I.5 Pathologies coronariennes
I.5.1 Causes des pathologies coronaires ( athérosclérose)
I.5.2 Les sténoses coronaires
I.5.2.1 Définition
I.5.2.2 Types de sténoses coronaires
II. Techniques de dépistage des pathologies cardiovasculaires
– Généralités
II.1 L’interrogatoire
II.2 L’élèctrocardiographie de repos (ECG)
II.3 L’épreuve d’effort (ECG à l’effort)
II.4 La scintigraphie myocardique
II.5 L’échocardiographie de stress
II.6 Le scanner coronaire
II.7 L’IRM cardiaque
II.8 La coronarographie
– Conclusion
Chapitre II : Etat de l’art
– Introduction
I. Segmentation automatique de l’arbre coronarien
II. Détection automatique des lésions coronaires dans les images angiographiques du scanner
III. Détection automatique des calcifications des artères coronaires dans des images CT non contrastées
– Conclusion
Chapitre III : Analyse des images du scanner coronaire
– Introduction
I. Approche proposée pour la détection et la localisation des sténoses coronaires
II. Quelques notions de base des outils de traitement d’images et de morphologie mathématique
II.1. Prétraitement
II.1.1 Réhaussement de contraste
II.1.2 Suppression des bruits
II.2. La morphologie mathématique
II.2.1 Opérations morphologiques binaires
II.2.2 Morphologie à niveaux de gris
III. Application de l’approche proposée pour la détection et la localisation des sténoses coronaires
III.1. Pemière étape : Extraction de la région d’intéret
III.1.1. Approche par seuillage pour l’extraction de la zone d’intéret
III.1.2. Approche basée sur la transformée tout ou rien en niveaux de gris pour extraction de la zone d’intéret
III.1.3. Résultats et disscussion
III.1.4Comparaison enre les 2 méthodes proposées pour l’extraction de la zone d’intéret
III.2. Deuxième étape : Extraction des artères coronaires
III.2.1 Algorithme proposé pour l’extraction des artères coronaires
III.2.2. Résultats et disscussion
III.3. Troisième étape : Détection et localisation des sténosess coronaires
III.3.1. Algorithme proposé pour la détection et la localisation des sténoses coronaires
III.3.2. Résultats et disscussion
– Conclusion
– Conclusion générale
– Perspectives

Télécharger le rapport complet