L'impact des cicatrices sur la morphologie du signal de surface

Les cicatrices cardiaques altèrent la propagation électrique et peuvent induire des changements morphologiques des signaux de surface. Les marqueurs tels que la durée du QRS ltré, le skewness et le kurtosis, appliqués à diérents types de signaux, seront étudiés an d'analyser l'impact des cicatrices sur la "forme" des signaux de surface.

Durée du QRS mesuré sur les signaux unipolaires ltrés entre 40 et 250 Hz La durée du QRS (Figure 8.22 .A) est plus élevée pour les cas 2 et 3 avec une durée de 119 ms et 114 ms respectivement contre 109 ms pour les cas 1, 4 et 5.

Kurtosis et Skewness de la somme des ondelettes de la TOD

Le kurtosis (Figure 8.22 .B) et le skewness sont plus élevés pour les cas 2 et 3. En eet les résultats obtenus sont : kurtosis = 3 ± 1 et skewness = 1 ± 0 pour le cas 2 et kurtosis = 4 ± 1 et skewness = 1 ± 0 pour le cas 3. Le cas 1 possède une valeur de kurtosis de 3 ± 0 et de skewness de 1 ± 0.

Kurtosis de l'ondelette 250-500 Hz (niveau 1)

Le kurtosis (Figure 8.22 .C) est plus grand pour le cas 2 avec une valeur de 34 ± 11, l'ondelette est plus étirée et ne, contre une valeur entre 25 et 28 pour les autres cas.

Kurtosis de l'ondelette 125-250 Hz (niveau 2)

Comparé à l'ondelette précédente (250-500Hz), le kurtosis est ici plus faible, plus aplati, pour les cas 2 et 3 (respectivement 9 ± 4 et 10 ± 5) par rapport aux trois autres cas avec un kurtosis entre 14 et 15 (Figure 8.22 .C).

Kurtosis de l'ondelette 62.5-125 Hz (niveau 3)

De même que pour l'ondelette précédente (Figure 8.22 .C), le signal de l'ondelette 62,5-125 Hz est plus applati pour les cas 2 (kurtosis = 7 ± 3) et 3 (kurtosis = 6 ± 3) par rapport aux autres cas (kurtosis = 8 ± 1).

Bilan : impact des cicatrices sur la morphologie du signal de surface La durée de QRS et les kurtosis des ondelettes de niveaux 2 (125-250 Hz) et 3 (62,5-125 Hz) sont corrélés avec la présence et la taille de la cicatrice. Les kurtosis des ondelettes de niveaux 2 et 3 diminuent tandis que la durée du QRS ltré augmente avec la taille de la cicatrice. On notera également que les valeurs du skewness et du kurtosis sont corrélées.

8.4 Discussion

Ces résultats montrent que les marqueurs sélectionnés an de caractériser les cica-trices du modèle in silico sont performants, puisqu'une corrélation est observée entre les marqueurs, la présence d'une cicatrice cardiaque et à sa taille. Les marqueurs de frag-mentation et les chaînes de maxima sont très discriminants dans les cas avec de larges

8.4. Discussion

Figure 8.22  Analyse des marqueurs associés à la forme des signaux de surface

A. Durée du QRS ltré moyen pour chaque cas. B. Kurtosis et skewness moyens mesurés sur la somme des ondelettes des 3 niveaux pour chaque cas. C. Kurtosis moyens mesurés sur

l'ondelette de gauche à droite, de niveau 1, 2 et 3 pour chaque cas.

cicatrices. La durée du QRS ltré, le voltage et le RMS mesuré sur les ondelettes sont moins discriminants que les marqueurs précédents, mais permettent eux aussi de caracté-riser les cas avec de larges cicatrices. Les petites cicatrices sont en revanche plus diciles à discriminer à la surface. Par exemple, les amplitudes ne dièrent pas entre le cas contrôle et les cas avec des cicatrices plus petites (reprèsentant 8% et 4% de la surface du c÷ur). Le RAZ est un marqueur moins intuitif et permet de discriminer les cas avec cicatrices que sur certaines bandes de fréquences. En revanche, ces marqueurs ne permettent pas de localiser les cicatrices. L'analyse des électrodes une à une, ne montre pas une diérence signicative pour les électrodes proches de la cicatrice. D'autres simulations doivent être réalisées an d'analyser les résultats selon diérents sites de pacing et observer leur impact sur les diérents marqueurs.

Les résultats de cette étude montrent que les marqueurs sont pertinents an de carac-tériser et détecter les zones anormales présentes sur le myocarde. En eet, les chaînes de maxima, la durée du QRS, le voltage ainsi que la fragmentation semblent corrélés avec la taille des cicatrices. Les performances de ces marqueurs à évaluer l'étendue des cicatrices sont encourageantes mais restent à valider sur les données cliniques. La localisation des cicatrices semble être plus dicile à déterminer.

Conclusion : partie 3

Cette partie, dont l'objet était la détection des micro-potentiels à la surface du torse, a montré que ces micro-potentiels pouvaient être mis en valeur en utilisant des marqueurs électriques et des techniques de ltrages adéquates.

Un modèle in silico de cicatrices cardiaques de tailles variables, a ainsi été développé an de comprendre et caractériser la propagation électrique des micro-potentiels issus de ces cicatrices, à la surface du torse. Un ensemble de marqueurs électriques a été sélec-tionné permettant de décrire les potentiels anormaux à la surface, en termes d'amplitude, de morphologie et de fragmentation. Grâce aux marqueurs sélectionnés, la distinction entre un modèle avec cicatrice et un modèle sans cicatrice est possible, particulièrement, lorsque la taille de la cicatrice est large. En eet, les marqueurs tels que, les chaînes de maxima, la durée du QRS, le voltage ainsi que la fragmentation semblent corrélés avec la présence et la taille des cicatrices. La localisation des cicatrices semble être plus dicile à déterminer. Les performances de ces marqueurs à caractériser et évaluer l'étendue des cicatrices sont encourageantes mais restent à valider sur les données cliniques. La partie suivante décrira nos premiers résultats obtenus à partir des données cliniques, qui sont la principale motivation de ce travail.

Quatrième partie

ETUDE DES DONNEES

CLINIQUES : UTILISATION DE

DESCRIPTEURS ELECTRIQUES

DANS LA CONSTRUCTION D'UN

Introduction : partie 4

La partie précédente a permis la mise en place de marqueurs électriques, caractérisant les potentiels anormaux issus de substrats structurels arythmogènes, à partir d'un modèle in silico.

L'objectif de cette partie est de construire un score de risque permettant de classer les patients selon deux groupes : patients pathologiques VS patients contrôles, pour la pathologie considérée. Quatre groupes de pathologies associées à des substrats structurels anormaux sont étudiés : 1. la DAVD, 2. les cardiomyopathies (CM), 3. le syndrome de Brugada (BrS) et 4. la FVI micro-structurelle. Egalement, un groupe de patients contrôles, est étudié. Ce groupe contrôle constituera, le groupe de référence, auquel sera comparé chaque patient pathologique. Ces populations de patients sont présentées dans le chapitre 9. Dans le chapitre 10, la méthode de conception du score de risque est présentée. Cette méthode peut être découpée en deux parties :

1. la construction de cartes de caractérisation électrique, créées à partir de 1680 des-cripteurs, spéciques à chaque patient et à chaque population,

2. l'utilisation de cartes de caractérisation électrique réduites dans la construction du score de risque.

Les chapitres suivants (11 à 14) présentent les résultats des performances de cette méthode, à classer les patients selon deux groupes : patients pathologiques VS patients contrôles. D'abord, les résultats obtenus pour les populations de DAVD et de CM, sont exposés. Ces pathologies dont le substrat structurel est facilement identiable grâce aux techniques d'imagerie structurelles, sont analysées an de valider les performances de cette méthode. Puis l'étude de patients atteints du BrS permet de tester la capacité des descripteurs à détecter des substrats structurels plus localisés, près du RVOT pour le BrS. La dernière catégorie de patients, les patients avec des FVI micro-structurelles, constitue la population cible. Les patients inclus dans cette catégorie possèdent des substrats micro-structurels arythmogènes, invisibles par les examens cliniques non-invasifs réalisés. Ainsi, les performances des descripteurs à détecter des substrats micro-structurels sont évaluées.

Chapitre 9

Matériel

Sommaire

9.1 Introduction . . . 170 9.2 Matériel et base de données : les données cliniques . . . 170 9.2.1 Population contrôle . . . 171 9.2.2 Population de patients avec DAVD . . . 171 9.2.3 Population de patients avec cardiomyopathies . . . 171 9.2.4 Population de patients avec le syndrome de Brugada . . . 173 9.2.5 Population de patients avec FVI . . . 174 9.3 Comparaison statistique des populations cliniques . . . 174 9.4 Conclusion . . . 175

9.1 Introduction

Ce chapitre présente 5 populations cliniques, une population contrôle, et 4 popula-tions pathologiques, analysées dans cette étude. Les 4 populapopula-tions pathologiques étudiées sont : les patients avec dysplasie arythmogène du ventricule droit (DAVD), les patients avec cardiomyopathies (CM), les patients atteints du syndrome de Brugada (BrS) et les patients avec brillation ventriculaire idiopathique (FVI) micro-structurelle. Ces quatre pathologies ont été choisies, car elles ont pour point commun de posséder un substrat structurel arythmogène. Tous les patients ont donné leur consentement pour l'enregistre-ment de leurs signaux cardiaques à la surface du torse. Pour chacun de ces patients, la détection des PTVs a été testée par la méthode de Simson a travers deux systèmes de mesures. Les résultats de cette étude sont présentés en annexe A.