ii. Paramètres de la microcirculation

On définit le réseau microcirculatoire par plusieurs paramètres dont la valeur varie physiologiquement d’un organe à un autre mais aussi lors d’une atteinte pathologique d’un tissu. En imagerie, ils sont appliqués à l’étude de la perfusion d’un AC au sein d’un échantillon (voxel) de tissu, c’est pourquoi nous parlerons de paramètres de perfusion dans la suite de ce mémoire. Ils sont décrits pour un échantillon de tissu de masse et de volume donné (Figure 2-12). L’article de revue de C.A. Cuenod et D.Balvay, [68] introduit très bien ces concepts et a largement inspiré cette sous-partie et notamment la Figure 2-12.

Figure 2-12 : Exemple schématique de la micro circulation sanguine myocardique et des paramètres la définissant. Adaptée de Cuenod et Balvay [54].

Les paramètres de la perfusion sont les suivants :

• Ft correspond au débit sanguin entrant Fin et sortant Fout du volume tissulaire, soit Ft = Fin = Fout exprimé généralement en mL/min/100g ou en mL/min/1g. Il est possible d’exprimer cette valeur par unité de volume tissulaire soit mL/min/100mL en convertissant l’unité de masse par la valeur de densité tissulaire de 1,05 mL/g pour le myocarde [69].

• Vb correspond au volume du compartiment sanguin, c’est-à-dire à la somme du volume plasmatique Vp et du volume des globules rouges dont la part du volume sanguin total est l’hématocrite (Hct). Afin de ne pas multiplier les concepts, nous décrivons Vb, Vp ainsi que les autres volumes compartimentaux comme la part de volume totale de l’échantillon de tissu imagé. Ainsi, Vb et Vp sont exprimés en pourcentage de volume absolu.

• Ve correspond à la proportion de volume interstitiel du volume total, et est donc exprimé également en pourcentage de volume absolu. On le dénomme également comme le volume extracellulaire extravasculaire se distinguant de l’ECV (mesuré par le truchement de l’injection de produit de contraste dans l’utilisation de la cartographie T1) qui de fait, se réfère aux fractions de volume Vp + Ve.

• PS correspond au flux de molécules traversant le capillaire du compartiment Vp à Ve et inversement. Il est exprimé en mL/min/100mL de tissu. Ce produit de surface exprimé pour une molécule va donc dépendre de la nature du capillaire (c.f. sous-section précédente), de son intégrité et de la taille de la molécule. Il s’agit donc d’un paramètre de perméabilité des capillaires et représente les échanges entre Ve et Vp. Il existe également deux autres paramètres utilisés en quantification de perfusion que sont Ktrans et Kep. Ktrans est souvent décrit comme la constante d’entrée d’AC de Vp à Ve alors que Kep est sa réciproque. Ces paramètres sont en fait une représentation hybride de la perméabilité des capillaires et de la perfusion du tissu étudié. Ils sont utilisés en quantification de perfusion cardiaque (c.f. chapitre 3). Ces paramètres permettent de décrire et quantifier les compartiments du tissu cardiaque. Comme dit en introduction de cette sous-partie, ces paramètres varient selon l’état physiopathologique du tissu. Nous nous intéresserons dans la suite du manuscrit à l’exemple de l’insuffisance cardiaque et particulièrement à la fibrose cardiaque.

2.4. Pathophysiologie : Cas de l’insuffisance cardiaque

2.4.1. Définition

L’American Heart Association (AHA) définit l’insuffisance cardiaque (IC) comme un syndrome clinique complexe résultant d’un trouble structurel ou fonctionnel diminuant la capacité du ventricule (droit ou gauche) à se remplir ou à éjecter le sang et entraînant des symptômes tel qu’un essoufflement, des gonflements vasculaires périphériques ou encore un état de fatigue. Cette définition est très large et se contente de donner une définition symptomatique du syndrome. Comme le rappelle, le rapport guide de l’ESC28 2016[70], l’IC a plusieurs stades de développements dont les premiers asymptomatiques peuvent tout de même présenter des atteintes structurelles et fonctionnelles du cœur. Le diagnostic précoce de ces précurseurs fait aujourd’hui parti des priorités dans la recherche médicale de la prise en charge de l’IC [70], [71]. Il y a plusieurs causes possibles à la survenue de l’IC (e.g. pathologies de valves cardiaques, ischémiques ou de troubles du rythme) ce qui rend le diagnostic de la cause de l’IC encore plus cruciale pour sa prise en charge et son traitement. De la même manière qu’il existe plusieurs causes sous-jacentes à l’IC, on définit trois grands types d’IC que sont : l’IC avec fraction d’éjection (FEVG) préservée (définie classiquement par son acronyme anglais HFpEF), l’IC avec fraction d’éjection modérée (HFmEF) et l’IC avec fraction d’éjection réduite (HFrEF). Dans le dernier guide de l’ESC, ces trois types sont définis selon trois critères rappelés dans le tableau suivant :

Tableau 3: Type d'insuffisance cardiaque. Issue et traduit de: [70]

Type d’HF

Critères

HFrEF HFmEF HFpEF

1

2

3

- Niveau élevé de peptides natriurétiques et collagéniques [72], [73]

Présence d’un des critères suivants : • Atteinte structurelle (VGH et/ou AGE) • Dysfonction diastolique

2.4.2. Epidémiologie

D’après le dernier rapport de l’ESC de 2016, l’IC a une prévalence de 1 à 2% dans les pays développés et peut aller au-delà de 10% dans la population de plus de 70 ans [70], [74]. L’IC peut toucher une personne sur trois chez les personnes âgées de plus de 55 ans (33% chez les hommes et 27% chez les femmes) [75]. En France, l’IC représente une des principales causes d’hospitalisation (160000, en 2012[76]) et touche de manière équivalente 2,3% de la population nationale soit un peu plus d’un million de patients. D’un point de vue médico économique, l’IC représentait en 2013, 2.5 milliards d’euros des remboursements délivrés par l’assurance maladie, soit un peu plus de 1,6% de la somme totale des dépenses remboursées par l’assurance maladie [77]. L’insuffisance cardiaque avec les maladies cardiovasculaires représentent donc un enjeu de santé publique et économique majeur dans les pays occidentaux dont la France. De plus, le vieillissement de la population constaté dans la plupart des pays Nords européens va contribuer à faire des maladies cardiovasculaires et de l’insuffisance cardiaque (la prévalence de cette pathologie augmentant avec l’âge) une problématique médico-économique majeure dans ces pays.