La maladie coronarienne décrit un état dans lequel une ou plusieurs des artères entourant le coeur sont obstruées. L'oxygène ne peut alors plus atteindre le tissu du coeur, causant une attaque cardiaque. Dans plusieurs cas, un pontage coronarien est effectué pour remplacer les artères bloquées. Ces procédés sont de nos jours communs.

Le problème :

Les chirurgiens ont besoin d'une méthode efficace et précise permettant de déterminer le succès du pontage immédiatement après l'opération. En 1999, presque 20% des décès au Canada étaient causées par les maladies coronariennes. (Fondation des maladies du coeur du Canada)

Utiliser une approche spectroscopique

À l'IBD-CNRC, des chercheurs utilisent une approche spectroscopique pour identifier les zones du coeur souffrant de maladies coronariennes et déterminer à quel point les artères sont obstruées.

Coeur sain

Coeur atteint de MC

L'hémoglobine présente dans le sang approvisionne le tissu en oxygène. La majeure partie de l'hémoglobine du tissu sain est oxygénée (HbO ₂ ). Cependant, les zones où l'alimentation en sang est bloquée possèdent des niveaux élevés d'hémoglobine désoxygénée (Hb). Puisque l'Hb et l'HbO2 ont de différents spectres d'absorption dans le proche infrarouge, il est possible de déterminer la quantité relative de ces protéines.

Image optique d'un coeur atteint de MC, (en incrustation) spectres d'un coeur malade et d'un coeur sain

Les proportions d'hémoglobines oxygénées et désoxygénées peuvent être déterminées à partir des spectres (courbes à droite). En imagerie, un spectre est obtenu pour chaque pixel, produisant des images montrant l'oxygénation du coeur avec une résolution de 1 mm² . En utilisant cette methode, il est possible d'identifier rapidement toute zone du tissu qui ne recoit pas assez de sang.

En utilisant cette approche, nous sommes non seulement en mesure d'identifier les zones affectées par la maladie coronarienne, mais nous pouvons aussi évaluer à quel point les artères sont obstruées. Par exemple, lorsqu'un blocage dans l'artère n'arrête pas tout à fait le flux sanguin mais le réduit à seulement 20 % du taux normal, l'hémoglobine au-delà du blocage est plus désoxygénée que dans les zones saines, mais moins désoxygénée que si la circulation était complètement arrêtée.

Sain

Réduction de flux (20%)

Absence de flux

L'imagerie spectroscopique peut détecter ces différences et les chercheurs de l'IBD-CNRC s'intéressent à déterminer avec quelle précision l'imagerie proche infrarouge peut identifier la sévérité du blocage des artères.

Les groupe de Spectroscopie de l'IBD-CNRC collaborent avec des chirurgiens cardiaques afin de développer une méthode d'imagerie non-invasive et rapide, applicable en salle d'opération, et pouvant offrir une évaluation plus détaillée de l'efficacité des pontages cardiaques.

Référence :

Nighswander-Rempel, S.P., Shaw, R.A., Mansfield, J.R., Hewko, M., Kupriyanov, V.V. and Mantsch, H.H. Regional variations in myocardial tissue oxygenation mapped by near-infrared spectroscopic imaging. J. Mol. Cell. Cardiol. 34: 1195-1203, 2002

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