Role of Computational Modelling in Planning and Executing Interventional Procedures for Congenital Heart Disease

La modélisation computationnelle et les simulations numériques sont de plus en plus utilisées pour planifier des interventions chirurgicales cardiovasculaires complexes chez les enfants et les jeunes adultes atteints de cardiopathie congénitale. Depuis ses origines, il y a plus de 30 ans, la planification chirurgicale par l'analyse de l'hémodynamique des écoulements et de l'efficacité ou des déperditions d'énergie des écoulements a contribué à concevoir et à mettre en œuvre de nombreuses modifications aux techniques existantes. En s'appuyant sur l'imagerie médicale se rapportant au patient, la planification chirurgicale permet la production de modèles précis qui peuvent ensuite être manipulés dans un environnement chirurgical virtuel. L'évaluation finale des résultats des solutions proposées est effectuée au moyen de tests de dynamique des fluides computationnelle avancée. Les applications touchent une large gamme de patients atteints de maladies cardiaques congénitales, dont les patients ayant un cœur univentriculaire et recevant des interventions palliatives en plusieurs temps, une obstruction de l'arc, un ventricule droit à double issue, ou encore une tétralogie de Fallot. Dans le présent travail, nous nous attardons aux applications cliniques de ce domaine passionnant. Nous décrivons le cadre dans lequel s'inscrivent ces techniques, et présentons notamment une brève description des principes d'ingénierie qui sont appliqués et de l'interaction entre les données de laboratoire et la prise de décision médicale. Nous mettons en relief quelques leçons tirées par les pionniers au cours des dernières décennies, dont les améliorations dans les géométries et les configurations des dérivations de type Fontan. Enfin, nous proposons un aperçu des passionnants progrès actuels, et notamment de l'utilisation de la modélisation pour les interventions transcathéter. À l'ère de la médecine personnalisée, la modélisation et la planification chirurgicale computationnelles rendent possibles des interventions personnalisées qui optimisent les résultats cliniques.