Simuler la mécanique cardiaque
Les maladies cardiovasculaires sont la cause principale de mort mondialement. L'infarctus du myocarde (la crise cardiaque) est la cause principale des maladies cardiovasculaires, provoque une nécrose souvent irréparable du muscle cardiaque en raison du manque d'approvisionnement en sang. Afin de fournir davantage d'informations sur la maladie cardiaque, le projet COMPCARDMECH (Computational tools for cardiac mechanics), financé par l'UE, a combiné la modélisation théorique, les nouvelles modalités d'imagerie et les outils de simulation moderne. L'objectif ultime était de concevoir de nouvelles stratégies de traitement réussies. Les chercheurs ont mis au point divers outils informatiques dont un cadre pour simuler la mécanique cardiaque. À l'aide d'images de résonance magnétique du patient, ils ont segmenté les ventricules cardiaques et créé des modèles spécifiques au patient. Les cartes d'orientation de la fibre musculaire synthétique et du feuillet musculaire, ainsi que la boîte à outils de corrélation d'images numériques, ont permis de suivre le mouvement et la déformation du cœur. Cela leur a permis de combiner les données anatomiques, des contraintes et de viabilité. Le cadre a d'abord été appliqué pour obtenir les propriétés mécaniques myocardiaques humaines normales, dans la diastole et la systole. Il a également aidé à créer des cartes humaines normales pour le stress du myocarde qui pourrait être exploitées plus avant pour l'optimisation in silico des thérapies cardiaques. Les scientifiques ont ensuite appliqué le processus à des patients souffrant d'infarctus du myocarde, caractérisant ainsi la mécanique ventriculaire dans les zones touchées et limite. Des modèles ventriculaires lésés similaires ont été utilisés pour explorer l'impact de l'injection de biopolymère. Un autre cadre a permis de modéliser la croissance cardiaque et la remodélisation sous pression ou stress résiduel, suggérant ainsi que ce dernier profitait à la fonction diastolique. Le même modèle de croissance a reproduit les caractéristiques principales de l'hypertrophie cardiaque causée par l'hypertension systémique, étendant davantage ses applications d'origine. La valeur prédictive des outils in silico de COMPCARDMECH souligne leur potentiel de fournir des informations personnalisées et quantitatives sur les patients cardiaques, ainsi qu'une orientation adéquate pour la thérapie future.
Mots‑clés
Mécanique du cœur, maladie cardiovasculaire, infarctus du myocarde, outil informatique, modèle
