Quantification de biomarqueurs hémodynamiques en imagerie cardiovasculaire par résonance magnétique de flux 4D

En imagerie cardiovasculaire, un biomarqueur est une information quantitative permettant d'etablir une correlation avec la presence ou le developpement d'une pathologie cardiovasculaire. Ces biomarqueurs sont generalement obtenus grâce a l'imagerie de l'anatomie et du flux sanguin. Recemment, la sequence d'acquisition d'IRM de flux 4D a ouvert la voie a la mesure du flux sanguin dans un volume 3D au cours du cycle cardiaque. Or, ce type d'acquisition resulte d'un compromis entre le rapport signal sur bruit, la resolution et le temps d'acquisition. Le temps d'acquisition est limite et par consequent les donnees sont bruitees et sous-resolues. Dans ce contexte, la quantification de biomarqueurs est difficile. L'objectif de cette these est d'ameliorer la quantification de biomarqueurs et en particulier du cisaillement a la paroi. Deux strategies ont ete mises en oeuvre pour atteindre cet objectif. Une premiere solution permettant le filtrage spatio-temporel du champ de vitesse a ete proposee. Cette derniere a revele l'importance de la paroi dans la modelisation d'un champ de vitesse. Une seconde approche, constituant la contribution majeure de cette these, s'est focalisee sur la conception d'un algorithme estimant le cisaillement a la paroi. L'algorithme, nomme PaLMA, s'appuie sur la modelisation locale de la paroi pour construire un modele de vitesse autour d'un point d'interet. Le cisaillement est evalue a partir du modele de la vitesse. Cet algorithme integre une etape de regularisation a posteriori ameliorant la quantification du cisaillement a la paroi. Par ailleurs, une approximation du filtre IRM est utilisee pour la premiere fois pour l'estimation du cisaillement. Enfin, cet algorithme a ete evalue sur des donnees synthetiques, avec des ecoulements complexes au sein de carotides, en fonction du niveau de bruit, de la resolution et de la segmentation. Il permet d'atteindre des performances superieures a une methode de reference dans le domaine, dans un contexte representatif de la pratique clinique.