image: Lyes Kadem (left) and Ahmed Darwish view more
Credit: Concordia University
Des chercheurs de Concordia ont mis au point une technique qui détecte les obstructions dans un type de prothèse valvulaire mécanique afin de rendre les méthodes de suivi plus sûres pour les cardiologues et leurs patients.
L'équipe dirigée par Lyes Kadem, professeur au Département de génie mécanique, industriel et aérospatial de l'École de génie et d'informatique Gina-Cody a publié le résultat de ses travaux dans la revue Artificial Organs. Le doctorant Ahmed Darwish était l'auteur principal de l'étude, tandis que Giuseppe Di Labbio, le professeur adjoint Wael Saleh et Othman Smadi de l'Université hachémite de Jordanie y ont collaboré.
Les chercheurs ont utilisé du matériel de pointe pour observer le flux sanguin à la sortie d'une prothèse valvulaire à double ailette. Ils ont entre autres employé un duplicateur cardiaque gauche à double activation créé sur mesure par des étudiants au premier cycle dans les laboratoires de Concordia, une caméra haute vitesse et un laser.
Complexe à première vue, la prothèse valvulaire à double ailette n'est en fait qu'un simple anneau d'un diamètre interne d'environ 2,5 cm. À l'intérieur se trouvent deux ailettes en carbone qui s'ouvrent et se ferment au rythme où le cur pompe le sang du ventricule gauche vers l'arc de l'aorte, qui envoie le sang dans le reste du corps.
Cette prothèse, dont l'installation nécessite une opération à cur ouvert, sert à remplacer les valvules aortiques endommagées. Si elle est obstruée, les conséquences peuvent être catastrophiques.
Schématiser le flux sanguin
La méthode de simulation mise au point par l'équipe leur a permis d'établir le schéma de la circulation sanguine associé à six obstructions valvulaires différentes. Les chercheurs ont photographié des particules immergées dans un liquide qui s'apparente au sang et qu'ils ont fait circuler dans le duplicateur cardiaque.
Au moyen d'une technique baptisée vélocimétrie par images de particules, ils ont pu mesurer la vitesse du flux sanguin. Ils ont ainsi pu simuler la circulation du sang lorsque les ailettes sont complètement dégagées, lorsqu'elles sont partiellement obstruées et lorsqu'elles sont complètement bloquées.
« Imaginez que vous êtes à l'extérieur d'un stade que la foule quitte par trois sorties adjacentes, explique Lyes Kadem, titulaire de la chaire de recherche de l'Université Concordia en génie cardiovasculaire et en dispositifs médicaux.
Si les trois sorties sont ouvertes, les gens qui sortent du stade seront également répartis entre elles. Si l'une d'elles est fermée, la foule sortira par les deux autres seulement. En observant ce phénomène, vous comprendrez qu'il y a un blocage. »
Lorsqu'on la combine à l'imagerie par résonance magnétique par contraste de phase, cette méthode est non effractive et sans radiation, souligne le professeur Kadem. Les médecins peuvent donc l'utiliser pour détecter les dysfonctionnements des prothèses valvulaires mécaniques à double ailette et réaliser des examens de suivi.
« Actuellement, les ultrasons représentent le meilleur moyen de déceler les dysfonctionnements valvulaires, précise Lyes Kadem. Ensuite, on se tourne vers la radiocinématographie, une technique nécessitant des radiations. Or, vous ne pouvez pas l'employer pour le suivi médical, car les radiations auxquelles elle expose les patients augmentent leur risque de cancer. »
MM. Darwish et Kadem mentionnent que les prothèses valvulaires sont généralement sûres, mais qu'elles comportent tout de même certains risques. Les probabilités qu'un dysfonctionnement survienne entre la première heure et les 20 années suivant le remplacement d'une valve organique sont de l'ordre de 0,1 à 6 pour cent. Ces complications peuvent être fatales, le taux de mortalité atteignant 28,6 pour cent lorsqu'un dysfonctionnement entraîne une situation d'urgence.
Ces travaux de recherche sont subventionnés par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.
Lire l'étude citée (en anglais seulement) : Experimental investigation of the flow downstream of a dysfunctional bileaflet mechanical aortic valve.
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Journal
Artificial Organs