Méthodes numériques d'apprentissage pour faciliter la localisation des arythmies ventriculaires lors d'une procédure d'ablation

Abstract

Les maladies cardiovasculaires sont les principales causes de décès dans le monde. Parmi ces maladies, les arythmies ventriculaires sont des pathologies potentiellement graves, pouvant engendrer la mort subite cardiaque. Une arythmie ventriculaire est une anomalie qui affecte la propagation des ondes électriques parcourant les ventricules, ondes qui coordonnent la contraction de ceux-ci afin qu’ils puissent assurer leur rôle de pomper le sang dans l’organisme. Parmi ces arythmies, l’extrasystole ventriculaire est la forme la plus bénigne de cette catégorie, mais elle peut entraîner une tachycardie capable de déclencher une fibrillation, forme la plus dangereuse, et même mortelle si elle n’est pas interrompue par un défibrillateur.L’enjeu est donc de parvenir à soigner les extrasystoles si elles s’avèrent trop fréquentes. Pour cela, les cardiologues ont d’abord recours à des médicaments permettant d’agir sur l’activité électrique cardiaque. Néanmoins, il arrive que ces traitements ne soient pas suffisants. Les cliniciens procèdent alors à une procédure d’ablation par radiofréquence : cela consiste à introduire un cathéter dans les cavités ventriculaires du patient, de localiser les zones du tissu cardiaque responsables des extrasystoles, puis de les neutraliser via ce cathéter en chauffant à une température suffisante pour tuer les cellules malades. Ce type de procédure a un bon taux de réussite, cependant la localisation des zones responsables des extrasystoles peut s’avérer difficile pour le cardiologue, et ainsi rallonger le temps d’intervention, qui peut s’étendre sur plusieurs heures, ce qui est inconfortable pour le patient. C’est en particulier le cas lorsque les extrasystoles sont rares au moment de l’intervention.L’objectif de cette thèse est de créer des outils numériques permettant de faciliter la localisation des extrasystoles ventriculaires, outils qui s’intègrent facilement dans le procédé clinique. Pour cela, des simulations très précises de la propagation électrique dans le cœur ont été utilisées.Dans la première partie, une méthode itérative de guidage, basée sur des stimulations successives via cathéter, a été proposée. Cette méthode, qui utilise uniquement les signaux des électrocardiogrammes, a été testée sur des données simulées.Dans la seconde partie, une méthode d’apprentissage automatique a été construite sur des données simulées générées sur plusieurs modèles de patients réalistes, en utilisant l’imagerie ainsi que les signaux des électrocardiogrammes. Cette méthode a été entraînée sur les données simulées puis a pu être testée sur des données cliniques, récupérées de procédures d’ablation réalisées au CHU de Bordeaux.