Objectif: Les troubles respiratoires du sommeil (TRS) sont courants pendant la grossesse et sont associés à des conséquences néfastes pour la santé de la mère et du fœtus. Ceux-ci peuvent être causés par des changements dans l'équilibre sympathovagal (ESV), qui peuvent être estimés par des analyses de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC). Le but de l'étude est d'évaluer la VFC chez les femmes enceintes souffrant d'apnée obstructive du sommeil (AOS) à l’aide d’enregistrements polysomnographiques (PSG) à trois moments. Matériel et méthode: Dix-sept femmes enceintes diagnostiquées avec une AOS légère à modérée ont effectué des PSGs: au 2e trimestre (PSG1), au 3e trimestre, traitées avec une orthèse d’avancement mandibulaire (OAM) titrée (PSG2) et 3-6 mois post-partum (PSG3). Les données ont été analysées par conditions en intervalles cumulés de 5 minutes d’état de base (Baseline) et en intervalles cumulés de 3 minutes avant le début des événements d'AOS (Event) pour chaque stade du sommeil (NREM2, NREM3, REM) au cours de la nuit. Résultats: Le ESV (rapport de puissance spectrale basses fréquences / hautes fréquences) était statistiquement significatif pour toutes les PSGs cumulatifs par conditions (stades de sommeil Baseline p <0,01 et stades de sommeil Event p <0,01; REM> NREM2> NREM3). Une diminution significative de l'indice d'apnée-hypopnée (IAH) a été observée à PSG2 (PSG1 vs PSG2; p < 0,01). À l'analyse post hoc, à PSG2 uniquement, l'activité parasympathique (puissance spectrale des hautes fréquences normalisées (% HF normalisé)) en condition Event diminue significativement dans les stades de sommeil NREM2 (p = 0,01) et NREM3 (p <0,01) par rapport au % HF normalisé en condition Baseline pour les mêmes stades de sommeil. Conclusions: Bien que l’IAH soit réduit avec le traitement de l’OAM pendant la grossesse, l’influence du système nerveux autonome sur les évènements respiratoires semble modérée. / Purpose: Sleep breathing disorders are common during pregnancy and are associated with adverse consequences for the health of the mother and the fetus. These can be caused by changes in sympatho-vagal balance (SVB), which can be estimated through heart rate variability (HRV) analyses. The aim of the study is to assess the HRV in pregnant women with obstructive sleep apnea (OSA) at three time points. Methods: Seventeen pregnant women diagnosed with mild to moderate OSA performed 3 polysomnographic recordings (PSG): in the second trimester (PSG1), in the third trimester treated with a titrated oral appliance (OA) (PSG2) and 3-6 months post-partum. Data were analyzed in cumulative 5 minutes baseline interval samples (Baseline) and in cumulative 3 minutes interval samples before the onset of the OSA events (Event) for each sleep stages (NREM2, NREM3, REM) over the course of the night. Results: SVB (Low-/High-Frequency power ratio) was statistically significant for all cumulative PSGs per samples (Baseline sleep stages p < 0.01 and Event sleep stages p < 0.01 ; REM > NREM2 > NREM3). Significant diminution of apnea-hypopnea index (AHI) was observed at PSG2 (PSG1 vs PSG2; p < 0,01). In post hoc analysis, at PSG2 only, Event parasympathetic activity (Normalized High-Frequency % (Normalized HF %)) decreases significantly in NREM2 (p = 0.01) and NREM3 (p < 0.01) when compared to respective Baseline Normalized HF %. Conclusions: Results suggest normal shifts in SVB across sleep stages. Although AHI is reduced with the treatment of OA during pregnancy, the influence of the autonomic nervous system on respiratory events seems to remain mild.

Une mauvaise qualité de sommeil est souvent observée chez les personnes âgées. Diverses méthodes sont alors utilisées afin d’en évaluer les caractéristiques, notamment les questionnaires auto-recensés et la polysomnographie (PSG). Cependant, l’utilisation de la PSG étant dispendieuse et chronophage, le recours aux analyses par questionnaires auto-recensés en milieu clinique pourrait être privilégié et faciliterait grandement l’évaluation de la qualité du sommeil. Cette étude vise à valider la méthode par questionnaires auto-recensés lors de l’évaluation de la qualité de sommeil chez les personnes âgées et à comparer ces différents questionnaires aux mesures obtenues par une PSG. Le devis de l'étude est une une sous-analyse d’une étude d’essais cliniques randomisés. L’étude a été menée auprès de patients édentés de 65 ans et plus, recrutés entre décembre 2013 et août 2018. Les données ont été collectées à domicile avec une PSG et jumelées à divers questionnaires sur le sommeil : le questionnaire de Berlin (QB, plage de scores comprise entre 0 et 3), l’échelle de somnolence Karolinska (ESK, plage de scores 1-9), l’indice de qualité du sommeil de Pittsburgh (IQSP, plage de scores de 0 à 21), l’échelle de somnolence d’Epworth (ESE, plage de scores de 0 à 24). Les données obtenues par la PSG incluent : l'indice d'apnée-hypopnée (IAH), l'indice de désaturation en oxygène (IDO) et le pourcentage d'efficacité du sommeil. L’analyse des données a été effectuée par statistiques descriptives et tests statistiques bivariés. Chez les 130 patients ayant participé à l’acquisition de données de base (51 hommes et 79 femmes, âge moyen 75 ± 6 ans), il n'y a pas de forte corrélation entre les scores totaux de qualité du sommeil mesurés par les questionnaires et le pourcentage d'IAH, d'ODI et d'efficacité du sommeil obtenus par la PSG. Seuls deux des questionnaires utilisés ont eu une sensibilité distinctive, comportant toutefois des valeurs de seuil différentes de la norme utilisée chez les adultes : le QB et l’ESK. Nos résultats démontrent que les questionnaires auto-recensés disponibles s’avèrent limités pour le dépistage clinique chez les personnes âgées. Afin de développer un nouvel instrument de mesure fiable permettant le diagnostic d’AOS et l’évaluation de la qualité de sommeil chez cette population, il est nécessaire d’effectuer des études sur un plus grand échantillon et de créer un questionnaire spécifique destiné à la population âgée. / Poor sleep quality is often seen in the elderly. Various methods are then used to evaluate their characteristics, including self-reported questionnaires and polysomnography (PSG). However, since the use of PSG is expensive and time-consuming, the use of self-reported questionnaires in a clinical setting could be preferred and would greatly facilitate the assessment of sleep quality. This study aims to validate the self-reported questionnaire method used in the evaluation of sleep quality in the elderly and compare these different questionnaires to the measures obtained by a PSG. The study design is a sub-analysis of a randomized clinical trial study. The study was conducted in edentulous patients aged 65 years and older, recruited between December 2013 and August 2018. The data were collected at home with a PSG and combined with various sleep questionnaires: the Berlin questionnaire (BQ, range of scores from 0 to 3), the Karolinska sleepiness scale (KSS, range of scores from 1-9), the Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI, range of scores from 0 to 21), the Epworth sleepiness scale (ESS, range of scores from 0 to 24). Data obtained by PSG include: apnea-hypopnea index (AHI), oxygen desaturation index (ODI), and sleep efficiency percentage. Data analysis was performed by descriptive statistics and bivariate statistical tests. Of the 130 patients who participated in baseline data acquisition (51 males and 79 females, mean age 75 ± 6 years), there was no strong correlation between the total sleep quality scores measured by the questionnaires and the IAH, ODI and sleep efficiency percentage achieved by PSG. Only two of the questionnaires used had a distinctive sensitivity, but with threshold values different from the norm used in adults: QB and ESK. Our results demonstrate that self-reported questionnaires available are limited for clinical screening for the elderly. In order to develop a new reliable measuring instrument for the diagnosis of obstructive sleep apnea (OSA) and the evaluation of sleep quality in this population, it is necessary to carry out studies on a larger sample and to create a specific questionnaire intended for the elderly population.

Le syndrome d'apnée obstructive du sommeil (SAOS), est une maladie chronique qui se caractérise par des interruptions répétées de la respiration durant le sommeil en raison de la fermeture temporaire des voies aériennes supérieures. L'hypoxie intermittente chronique (HI) résultante de cette fermeture transitoire des voies aériennes supérieures, constitue l’une des conséquences majeures du SAOS, et elle est la responsable de la plupart des complications liées à cette pathologie, dont nous citons: l’hypertension artérielle, l’infarctus de myocarde et plus généralement le remodelage cardiovasculaire.D’autre part, l’entrainement physique intensif(EI)est bien connu d’avoir des bénéfices sur le système cardiovasculaire, d’où nous avons poser l’hypothèse que l’EI peut inverser les effets délétères de l’HI sur la réactivité et le remodelage vasculaire ainsi que sur la signalisation calcique intracellulaire dans les cellules musculaires.Pour répondre à cette question, nous avons choisi le rat comme modèle animal, pour étudier l’effet potentiel de l'EI dans la prévention et l’inversion des effets délétères de (HI) en termes de réactivité et signalisation calcique dans les tissues musculaires.Des rats ont été exposés durant 21 jours à l’hypoxie intermittente dans des cages spécialement équipées pour maintenir un flux d’air alternant entre 21% et 5% de PO2 dans les cages contenant les rats hypoxique et a 21% de PO2 dans les cages contenant les rats contrôles. Durant les deux dernières semaines d’exposition à l’HI, un groupe des rats hypoxiques et un des rats normoxiques ont subi des sessions d'EI en courant sur un tapis roulant avec une vitesse allant de 16m/min jusqu'à 30 m/min.Les paramètres physiologiques ont été mesurés (Pression artérielle, fréquence cardiaque, hématocrites), l’aorte a été prélevé pour étudier la réactivité vasculaire, les cellules musculaires lisses de l’aorte ont été ensuite prélevés et cultivées pour étudier la signalisation calcique par microscopie à EPIfluorescence. Finalement les gènes codant pour les médiateurs de la signalisation calcique : RyR1, RyR2 RyR3, (ryanodine receptors), TRPV4 (transient receptor potential channel), SERCA1, SERCA2 (Sarco/Endoplasmic Reticulum Ca2+ -ATPase) et IP3R1 (Inositol 1,4,5-Trisphosphate Receptor) dans différentes tissues vasculaires et squelettiques ont été étudiés au niveau moléculaire par Q-PCR et Western Blot.Nos résultats montrent que l'HI induit une augmentation significative de pression artérielle et de l’hématocrite et une diminution dans la relaxation de l'aorte induite par l'acétylcholine pré contractée par la phénylnephrine. Ceci est conforme à notre observation selon laquelle HI augmente le niveau de calcium intracellulaire dans le muscle lisse aortique cultivé. D'autre part, l'EI induit une diminution significative de l’hématocrite et de la vasoconstriction aortique induite par la phénylnephrine et l'endothélie-1, conformément à l'observation que l'EI réduit la différence HI-N dans la réponse calcique. A l’échelle moléculaire, HI induit une augmentation significative de l'expression de RyR1, RyR2, RyR3, SERCA1, SERCA2, TRPV4 et IP3R1 au niveau de l'ARNm dans les tissus de tous les groupes, avec une plus grande quantité de RyR1,RyR2,et RyR3 dans les tissus HI des muscles lisses (principalement dans l'aorte thoracique et abdominale) et le SERCA1 (9 fois plus haut dans les tissus IH) et le SERCA2 (10 fois plus élevé dans les tissus HI) dans les muscles squelette (Gastrocnemius, plantaris et soléus). De plus, HI induit une augmentation significative de RYR1, RYR2 et TRPV4 au niveau protéique dans l'aorte thoracique et abdominale; et l'EI réduit la différence d'expression entre les animaux N et IH.Nos résultats suggèrent que l'EI représente un traitement prometteur non pharmacologique ou complémentaire pour limiter les complications cardio-vasculaires induites par l’HI et le remodelage musculaire chez les patients atteints de SAOS. / Obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) is a chronic disease characterized by repeated interruptions of breathing during sleep due to the temporary closure of the upper airway. Its prevalence increases with the increasing in prevalence of obesity, especially in developed countries.Chronic intermittent hypoxia (IH) resulting from this transient closure of the upper airway is one of the major consequences of OSAS and is responsible of most of the complications related to this pathology, including hypertension, myocardial infarction, atherosclerosis and more generally cardiovascular remodeling.On the other hand, intensive physical training(IT) is well known to have benefits on cardiovascular system, thus we hypothesize that physical training can reverse the deleterious effects of IH on reactivity and vascular remodeling as well as intracellular calcium signaling in muscle cells.To answer this question, we chose the rat as an animal model to study the potential effect of IT in the prevention and reversal of deleterious (IH) effects in terms of reactivity and calcium signaling in muscle tissue.Rats were exposed for 21 days to intermittent hypoxia and housed in cages specially equipped to maintain an airflow alternating between 21% and 5% PO2 in cages containing hypoxic rats and 21% PO2 in cages containing the control rats. During the last two weeks of exposure to IH, a group of hypoxic rats and one of the normoxic rats underwent IT sessions on a treadmill at a speed of 16m / min to 30m / min.Physiological parameters were measured (blood pressure, heart rate, hematocrit), the aorta was removed to study the vascular reactivity, then vascular smooth muscle cells were removed and cultured to study calcium signaling by EPIfluorescence microscopy. Finally, the genes coding for the key mediators of the calcium signaling: RyR1, RyR2 RyR3, (ryanodine receptors), TRPV4 (transient receptor potential channel), SERCA1, SERCA2 (Sarco / Endoplasmic Reticulum Ca2 + -ATPase) and IP3R1 , 5-Trisphosphate Receptor) in various vascular and skeletal tissues were studied at the molecular level as mRNA by Q-PCR or as protein by Western Blot.Our results show that IH induces a significant increase in blood pressure and hematocrit and a decrease in acetylcholine-induced aortic relaxation pre-contracted with phenylnephrine. This was consistent with our observation that HI increases the level of intracellular calcium in cultured aortic smooth muscle. On the other hand, IT induced a significant decrease in hematocrit and aortic vasoconstriction induced by phenylnephrine and endothelial-1, consistant with the observation that IT reduces the IH-N difference in the calcium response. On the molecular scale, IH induces a significant increase in the expression of RyR1, RyR2, RyR3, SERCA1, SERCA2, TRPV4 and IP3R1 at the mRNA level in the tissues of all groups with a greater amount of RyR1,RyR2,& RyR3 higher in IH tissue of smooth muscles (mainly in the thoracic and abdominal aorta) and SERCA1 (9-fold higher in IH tissues) and SERCA2 (10-fold higher in IH tissues) in the skeletal muscles (Gastrocnemius, plantaris and soléus). In addition, IH induces a significant increase in RYR1, RYR2 and TRPV4 at the protein level in the thoracic and abdominal aorta; And IT reduces the difference in expression between animals N and IH.Our results suggest that IT is a promising, non-pharmacological or complementary treatment for limiting cardiovascular complications induced by IH and muscle remodeling in patients with OSAS.

Introduction: Les évidences scientifiques actuelles sur l’apnée du sommeil pédiatrique considérant le développement crâniofacial sont limitées, et l’identification des enfants vulnérables est difficile, car un manque d’évidence existe quant aux facteurs de risque et aux symptômes de cette population. Objectifs: Évaluer l’histoire naturelle de l’apnée du sommeil, de l’enfance à la fin de l’adolescence, afin de récolter de l’information supplémentaire quant à la persistance, la rémission et l’incidence de la maladie, tout en considérant l’impact de la croissance et du développement crâniofacial. Les objectifs secondaires de cette étude sont également d’évaluer la trajectoire des comorbidités associées à l’apnée du sommeil (comportementales et neurocognitives). Matériel et Méthode : La cohorte d’enfants initialement recrutés au CHUSJ, pour qui des troubles de sommeil étaient suspectés, ont été recontactés pour un suivi 5 ans suivant leur date initiale d’évaluation. Dix-neuf enfants ont été réévalués en complétant des examens dentaires et orthodontiques, des questionnaires (Epworth, PSQI, CPRS-R) ainsi qu’une polysomnographie à domicile. Résultats: L’âge moyen des participants adolescents à V2 étaient 12.79 ± 2.74 à. À V2, les garçons (IAH=3.28 ± 2.43) étaient atteints plus sévèrement que les filles (IAH=2.81 ± 2.02), mais de façon non significative (p=0.589). Au suivi 5 ans plus tard (V2), aucun enfant était atteint sévèrement alors que 42% étaient légèrement atteints et 22% souffraient d’une AOS modérée comparativement à V1, où 36% des enfants étaient atteints légèrement, 18% atteints de façon modérée et 18% souffraient d’apnée sévère. La prévalence à V2 est de 63.2% alors que l’incidence est de 54.5%. Un taux de de rémission de 25% a été noté. Aucune caractéristique dentaire ni squelettique a été associée à la présence et à la persistance de l’apnée du sommeil. Conclusion: Les troubles respiratoires ne sont pas nécessairement résolus à l’adolescence, et de nouveaux facteurs de risque, similaires à ceux retrouvés chez l’adulte, font émergence. La connaissance des caractéristiques crâniofaciales associées à l’AOS est essentielle pour optimiser les traitements et maximiser les récurrences. / Introduction: Current scientific studies of the history of pediatric obstructive sleep apnea that consider craniofacial development impacts remain somewhat limited, while there is incomplete global evidence for establishing risk factor and symptom algorithm that adequately identify vulnerable children. Objective: To evaluate the natural history of sleep apnea, from childhood to the end of adolescence, and gather additional information regarding the persistence, remission, and incidence of the disease while considering the impact of growth and craniofacial development. As secondary goals, the study will assess the trajectory of associated sleep apnea comorbidities (behavioral and neurocognitive). Methods: The cohort of children who were initially recruited at the CHUSJ, for whom obstructive sleep apnea was suspected, were recalled for a 5-year follow-up, according to the date of their first evaluation. A total of 19 children were seen to complete dental and orthodontic evaluations, three questionnaires (Epworth, PSQI, CPRS-R) and a home-based polysomnography. Results: The mean age of the adolescent participants at follow-up was 12.79 ± 2.74. At V2, boys (AHI=3.28 ± 2.43) were more severely affected than girls (2.81 ± 2.02) but the difference was not significant (p=0.589). At the 5-year follow-up (V2), none of the children were severely ill but 42% had mild sleep apnea while 22% had moderate apnea comparatively to V1 where 36% had mild apnea, while 18% suffered from moderate apnea and 18% were severely ill. Prevalence at V2 was 63.2% and incidence was 54.5%. Remission rate was 25%. No skeletal or dental features were associated with the presence and persistence of obstructive sleep apnea. Conclusion: Obstructive sleep disordered breathing are not necessarily resolved at adolescence. On the other hand, with the onset of adolescence, new risk factors similar to those we find in adults emerge. In order to maximize treatments outcome and minimize recurrences, knowledge of craniofacial features is essential.

Thèse de doctorat présentée en vue de l'obtention du doctorat en psychologie (Ph.D). / Trente à 50% du risque de développer une démence est attribuable à des facteurs modifiables telles l’inactivité physique, l’hypertension et la dépression. Depuis quelques années, certains auteurs considèrent que les troubles du sommeil devraient également être inclus. Notamment, l’apnée obstructive du sommeil (AOS) serait associée à un plus grand risque de déclin cognitif et de démence selon des études épidémiologiques. Toutefois, d’autres études n’ont pas observé ce lien entre l’AOS et le déclin cognitif. Notre équipe a ainsi émis l’hypothèse que certains facteurs modulent l’association entre l’AOS et le déclin cognitif, expliquant une partie de l’hétérogénéité des résultats des études précédentes. Cette thèse vise à caractériser le rôle de l’âge, du sexe et de l’inflammation systémique dans l’association entre le risque d’AOS et la performance cognitive chez les adultes d’âge moyen et les personnes âgées. Afin d’y parvenir, nous avons utilisé le score obtenu à des variantes du questionnaire STOP afin d’établir le risque de présenter de l’AOS, une batterie de tests neuropsychologiques et le dosage de la protéine C-Réactive (CRP) dans le sang dans une grande cohorte canadienne. Ce protocole a mené à une revue narrative et à trois articles de recherche. Le premier article a permis de brosser un portrait actuel des adultes d’âge moyen et des personnes âgées à haut risque d’AOS. Plus spécifiquement, 17,5% des participants de la cohorte (21,9% chez les hommes et 13,1% chez les femmes) ont été identifiés comme étant à haut risque d’AOS. Dans cette étude, les facteurs de risque de présenter un haut risque d’AOS étaient l’âge (55 ans et plus), le sexe masculin, la ménopause, l’obésité, les maladies cardiovasculaires, le diabète, les maladies cérébrovasculaires, les symptômes anxiodépressifs et les niveaux élevés d’inflammation systémique. Dans le deuxième article, nous avons caractérisé les associations entre le risque d’AOS et la performance cognitive selon l’âge et le sexe. Nous avons montré que les femmes à haut risque d’AOS âgées entre 45 et 69 ans ont des performances cognitives plus faibles que celles à bas risque d’AOS, précisément dans les domaines de la mémoire épisodique et des fonctions exécutives. Nous n’avons identifié aucune association entre l’AOS et la performance cognitive chez les hommes. De plus, nous avons observé que l’inflammation systémique médie certaines associations entre le risque d’AOS et les fonctions exécutives chez les hommes et les femmes âgées de moins de 70 ans. Dans le troisième article, nous avons observé que l’association entre le risque d’AOS et le changement dans la performance cognitive après trois ans dépend de l’âge et du sexe. Le risque élevé d’AOS est associé à un déclin de l’attention et de la vitesse de traitement de l’information, mais à un déclin de la mémoire épisodique uniquement chez les femmes âgées de 70 ans et plus. Cette thèse offre un éclairage nouveau quant aux facteurs pouvant moduler le lien observé entre l’AOS et la cognition dans les études épidémiologiques, ce qui pourra permettre de mieux dépister et prendre en charge les personnes apnéiques présentant un risque accru de déclin cognitif. / Thirty to 50% of the risk of developing dementia is attributable to modifiable factors such as physical inactivity, hypertension, and depression. In recent years, some authors have considered that sleep disorders should also be included. In particular, obstructive sleep apnea (OSA) is associated with a greater risk of cognitive decline and dementia according to epidemiological studies. However, other studies have not observed this link between OSA and cognitive decline. Our team thus hypothesized that certain factors modulate the association between OSA and cognitive decline, explaining part of the heterogeneity of the results seen in previous studies. This thesis aims to characterize the role of age, sex, and systemic inflammation in the association between OSA risk and cognitive performance in middle-aged and older adults. To achieve this, we used the score obtained from variants of the STOP questionnaire to establish the risk of presenting with OSA, a neuropsychological battery, and measurement of C-reactive protein (CRP) in the blood in a large Canadian cohort. This protocol has led to a narrative review and three research articles. The first article allowed to present an updated portrait of middle-aged and older adults at high- risk for OSA. Specifically, 17.5% of the cohort (21.9% in men and 13.1% in women) were identified as being at high-risk for OSA. In this study, risk factors for presenting with high-risk for OSA were age (≥ 55 years old), male sex, menopause, obesity, cardiovascular diseases, diabetes, cerebrovascular disease, anxio-depressive symptoms, and high levels of systemic inflammation. In the second article, we characterized the associations between OSA risk and cognitive performance according to age and sex. We showed that women at high-risk for OSA aged between 45 and 69 years have lower cognitive performance than those at low-risk for OSA, specifically in the areas of episodic memory and executive functions. We did not identify any association between OSA and cognitive performance in men. Additionally, we observed that systemic inflammation mediates some associations between OSA risk and executive functions in men and women younger than 70 years. In the third article, we observed that the association between OSA risk and change in cognitive performance after three years depends on age and sex. High-risk for OSA is associated with a decline in attention and information processing speed, but with a decline in episodic memory only in women aged 70 and older. This thesis sheds new light on the factors that can modulate the link observed between OSA and cognition in epidemiological studies, which may allow better screening and management of apneic individuals who present an increased risk of developing cognitive decline.

Introduction : L'apnée obstructive du sommeil (AOS) et ses comorbidités (tel le bruxisme du sommeil (BS)) sont associées à des fluctuations du système nerveux autonome (SNA) chez les adultes et les enfants. La variabilité de la fréquence cardiaque (VFC), qui concerne, entre autres, la fluctuation des intervalles de temps entre les battements cardiaques adjacents, est une méthode non invasive et reproductible d'évaluation de la modulation du SNA. Objectif : Évaluer l'effet individuel et potentiellement cumulatif de ces conditions sur la VFC de la population pédiatrique. Méthodes : Des questionnaires dentaires et de bruxisme ont été remplis par les parents. Les enfants ont subi une évaluation dentaire et un enregistrement polysomnographique. La VFC a été analysée dans une fenêtre de référence de 5 minutes ainsi que dans des fenêtres de 4x3 minutes avant et après les événements d’AOS ou de BS. Résultats : Un total de 41 enfants ont été classés en sous-groupes : BS, contrôle et AOS+BS. Le rapport de puissance spectrale Basse Fréquence/Haute Fréquence (BF/HF), qui est connu pour utiliser les transformations de Fourier rapide, était plus élevé dans le groupe AOS + BS que dans le groupe contrôle (p = 0,01) et le groupe BS (p = 0,04) pour toutes les fenêtres d’analyse combinées (B0-B8). Dans le domaine temporel de la VFC, l'écart type des intervalles RR (SDNN) des fenêtres était plus élevé après chaque événement (B5 à B8) que la ligne de base (B0) pour les 3 groupes (p < 0,05). Conclusion : La VFC est différente entre les trois groupes. / Introduction: Obstructive sleep apnea (OSA) and its comorbid conditions (such as sleep bruxism (SB)) are associated with an autonomic nervous system (ANS) fluctuation in adults and children. Heart rate variability (HRV), which is concerned with, among other things, the fluctuation of the time intervals between adjacent heartbeats, is a non-invasive and reproducible method of assessing the modulation of the ANS. Aim: To assess the individual and potentially cumulative effect of these conditions on HRV in the pediatric population. Methods: Dental and bruxism questionnaires were completed by the parents. Children underwent a dental assessment and polysomnographic recording. HRV was analyzed in a 5-minute baseline windows as well as in 4x3-minute windows before and after OSA or SB events. Results: A total of 41 children were classified into subgroups: SB, control and OSA+SB. The Low Frequency/High Frequency (LF/HF) power ratio, which is known to use Fast Fourier Transforms, was higher in the AOS + SB group than in the control group (p = 0.01) and the SB group (p=0.04) for all analysis windows combined (B0-B8). In the time domain of the HRV, the standard deviation of the RR intervals (SDNN) of the windows was higher after each event (B5 to B8) than the baseline (B0) for the 3 groups (p < 0.05). Conclusion: HRV is different between the three groups.

Problématique à laquelle répond ce projet de recherche: Les troubles respiratoires obstructifs du sommeil (TROS) comprennent différentes anomalies allant du ronflement chronique au syndrome d’apnée obstructive du sommeil (SAOS). Le SAOS toucherait entre 1 et 5% d’une population pédiatrique générale avec un pic d’incidence entre 2 et 6 ans. Les enfants obèses sont particulièrement atteints avec une prévalence pouvant atteindre 40%. Chez les enfants atteints de malformations crânio-faciales sévères, la prévalence peut atteindre plus de 50%. Les conséquences du SAOS sur le développement de l’enfant peuvent être significatives en l’absence de traitement, tant au point de vue de la croissance que des performances cognitives, du comportement et des paramètres cardio-vasculaires, pulmonaires ou métaboliques. Chez l’adulte, la prévalence du SAOS est estimée, dans la population générale, à 3 à 7% des hommes et à 2 à 5% des femmes d’âge moyen. Cette prévalence serait plus élevée dans certains sous-groupes de la population, notamment les personnes en surpoids ou obèses, chez les femmes enceintes, dans certaines ethnies et chez les personnes âgées. Le SAOS peut entrainer une sur- morbidité cardiovasculaire (hypertension artérielle, accident vasculaire cérébral et infarctus du myocarde) et une augmentation des accidents de travail ou de la circulation imputables à la somnolence. Il est actuellement reconnu que le SAOS pédiatrique et le SAOS de l’adulte ont des causes, des présentations et des conséquences différentes. On ne sait cependant pas si le SAOS de l’adolescent est une poursuite de la forme pédiatrique ou une forme précoce du SAOS de l’adulte. On ne sait pas non plus si certains facteurs de risque sont présents précocement chez l’enfant et persistent jusqu’à l’âge adulte, ou si les deux formes SAOS pédiatrique / adulte ont une étiologie relativement indépendante. Objectifs: Comparer la distribution des caractéristiques morphologiques dento-faciales, fonctionnelles oro- nasales et de l’adiposité entre les membres d’une même famille, (quand à la fois) lorsqu’un enfant et un parent présentent des symptômes de troubles obstructifs du sommeil. Un des membres devra avoir reçu préalablement un diagnostic de SAOS. Type de recherche: Étude transversale observationnelle Méthodologie: Nous avons recruté des enfants afin de planifier un enregistrement du sommeil au CHU Sainte- Justine avec au minimum un de ses parents biologiques directs. Les procédures expérimentales qui ont été utilisées avec chacune de ces familles étaient : • Une évaluation crânio-faciale et fonctionnelle de l’enfant et d'au moins un de ses parents, incluant la prise de photos • Un questionnaire de dépistage du SAOS et un arbre généalogique sur 3 générations • Un enregistrement du sommeil de l’enfant • L'enregistrement du poids et de la taille, de la circonférence du cou, de la circonférence de la taille ainsi que des symptômes liés au SAOS Résultats: Nous avons inclus un groupe de 20 paires (un enfant couplé à un de ses parents). De ce groupe, 13 enfants ont été diagnostiqué du SAOS et 7 en étaient non atteints. Pour ce qui est de l'analyse des questionnaires des enfants, 100% des apnéiques rapportaient une obstruction nasale. Pour les caractéristiques crânio-faciales, 85% de tous les enfants avait la même classification du tonus labial et jugal, 90% de tous les enfants avait avaient la même forme d'arcade maxillaire et mandibulaire et 100% des enfants apnéiques présentaient la même classification de chevauchement dentaire que leur parent. Dans le cas de l'analyse anthropométrique sur photographies, les mesures de la hauteur faciale totale, de la hauteur du tier inférieur et la 2 position antéro-postérieure du maxillaire sont celles qui ont démontrées une certaine tendance d'héritabilité. La mesure N-Gn était plus grande chez les enfants apnéiques, ce qui signifie une hauteur faciale totale plus grande (Cohen d = 1,007). La mesure Sn-Gn était aussi plus grande chez les enfants apnéiques, ce qui signifie un tier inférieur plus long (Cohen d = 1,010). Enfin, l'angle T- N-Sn est plus petit chez les enfants apnéiques (Cohen d = 0,851). Conclusion: L'étude actuelle est une étude pilote constitué d'un échantillon limité. Seul un des deux parents de chaque famille a accepté de participer. Malgré cela, on peut voir une certaine tendance d'héritabilité au niveau du tonus labial et jugal, de la forme des arcades dentaires, de la classification du chevauchement dentaire et de l'obstruction nasale. Des études plus importantes seront cependant nécessaires afin d'obtenir des résultats statistiquement significatifs. / Problem addressed by this research project: Sleep Disordered Breathing (SDB) includes different abnormalities ranging from chronic snoring to obstructive sleep apnea syndrome (OSAS). OSAS would affect between 1 and 5% of a general pediatric population with a peak incidence between 2 and 6 years old. Obese children are particularly affected with a prevalence of up to 40%. In children with severe craniofacial malformations, the prevalence can reach more than 50%. The consequences of OSAS on child development can be significant in the absence of treatment, both in terms of growth and cognitive performance, behavior and cardiovascular, pulmonary or metabolic parameters. In adults, the prevalence of OSAS is estimated, in the general population, at 3 to 7% of men and 2 to 5% of middle-aged women. This prevalence would be higher in certain subgroups of the population, in particular overweight or obese people, in pregnant women, in certain ethnic groups and in the elderly. OSAS may lead to increased cardiovascular morbidity (arterial hypertension, stroke, myocardial infarction), and an increase in work or traffic accidents attributable to drowsiness. It is currently recognized that pediatric OSAS and adult OSAS have different causes, presentations and consequences. However, it is not known whether adolescent OSAS is a continuation of the pediatric form or an early form of adult OSAS. It is also unclear whether certain risk factors are present early in childhood and persist into adulthood, or whether the two pediatric/adult forms of OSAS have a relatively independent etiology. Aims: To compare the distribution of dentofacial morphological, oronasal functional characteristics and adiposity between members of the same family, when both child and parent present with symptoms of SDB. One of the members must have previously received a diagnosis of OSAS. Type of research: Observational cross-sectional study Methodology: We recruited children scheduled for sleep recording at CHU Sainte-Justine as well as at least one of their direct biological parents. The experimental procedures that were used with each of these families were: • A craniofacial and functional assessment of the child and at least one of his parents, including taking photos • An OSAS screening questionnaire and a 3-generation family tree • A sleep recording of the child • Records of weight and height, neck circumference, waist circumference and symptoms related to sleep apnea were also collected Results: We included a group of 20 pairs (a child coupled to one of his parents. Of this group, 13 children were diagnosed with OSAS and 7 were unaffected. Regarding the analysis of the children's questionnaires, 100% of apneic patients report nasal obstruction. For craniofacial features, 85% of all children had the same labial and jugal tone classification, 90% of all children had the same maxillary and mandibular arch shape, and 100% of apneic children had the same classification of the dental crowding as their parent. In the case of the anthropometric analysis on photographs, the measurements of the total facial height, the height of the lower third and the anteroposterior position of the maxilla are those that demonstrated a certain trend. The N-Gn measurement was greater in children with apnea, signifying greater total facial height (Cohen d = 1.007). The Sn-Gn measure was also greater in children with apnea, meaning one lower third longer (Cohen d = 1.010). Finally, the T-N-Sn angle is smaller in apneic children (Cohen d = 0.851). 5 Conclusion: The current study is a pilot study consisting of a limited sample. Only one parent from each family agreed to participate. Despite this, we can see a certain trend of heritability at the level of the labial and jugal tone, the shape of the dental arches, the classification of the dental crowding and the nasal obstruction. However, larger studies will be needed to obtain statistically significant results.

Le traitement de première ligne de l’apnée obstructive du sommeil est l’appareil à pression positive, soit le CPAP, qui est le plus souvent utilisé avec un masque nasal. Certains patients, incapables de tolérer le masque nasal, doivent se tourner vers le masque facial, qui peut parfois requérir une pression supérieure à celle utilisée avec le masque nasal pour éliminer tous les événements respiratoires. Nous supposons que l’ajustement serré du masque facial, dans le but de réduire les fuites, entraîne une pression de recul sur la mandibule; ceci diminuerait le calibre des voies aériennes supérieures, nécessitant donc une pression effective thérapeutique supérieure pour rétablir un passage de l’air. Nos objectifs étaient : 1) de démontrer s’il y avait une différence de pression effective entre le masque nasal et le masque facial, 2) de quantifier la fuite entre les deux masques, 3) d’évaluer l’effet d’une orthèse de rétention mandibulaire neutre (OMN), qui empêche le recul mandibulaire, sur la pression effective des deux masques et 4) d’évaluer s’il existait un lien entre la céphalométrie et les réponses variables des individus. Méthodologie : Lors de cette étude expérimentale croisée, huit sujets (2 femmes, 6 hommes) avec une moyenne d’âge de 56,3ans [33ans-65ans] ont reçu un examen orthodontique complet incluant une radiographie céphalométrique latérale. Ils ont ensuite passé deux nuits de polysomnographie au laboratoire du sommeil en protocole « split-night » où les deux masques ont été portés, seuls, la première nuit, et avec l’OMN, la deuxième nuit. Résultats : Nous avons trouvé que la pression effective thérapeutique était supérieure avec le masque facial comparativement au masque nasal de manière statistiquement significative. Nous avons observé une fuite supérieure avec le masque nasal, ce qui permet de dire que la fuite n’explique probablement pas cette différence de pression entre les deux masques. L’OMN n’a pas donné d’effet statistiquement significatif lorsque combinée au masque nasal, mais il aurait probablement été possible de trouver un effet positif avec le masque facial si le Bi-PAP avait été inclus dans le protocole de recherche. Conclusion : Nos résultats ne permettent pas de confirmer le rôle du recul mandibulaire, causé par la force exercée avec le masque facial, dans l’obtention de pressions supérieures avec ce masque, mais nous ne pouvons toutefois pas éliminer l’hypothèse. Les résultats suggèrent également que ce phénomène est peut-être plus fréquent qu’on ne le croit et qu’il pourrait y avoir un lien avec certains facteurs anatomiques individuels. / The first line of treatment for obstructive sleep apnea is continuous positive airway pressure or CPAP used via a nasal mask. Some patients, unable to tolerate the nasal mask, have to turn to the facial mask, which sometimes requires a superior level of pressure to eliminate all the respiratory events. We believe that the force applied on the chin from a tight adjustment of the facial mask may retrude the mandible and diminish the upper airway caliber. Our objectives for this study were to: 1) demonstrate that a difference of effective therapeutic pressure between the nasal and facial masks does exist, 2) quantify the leaks associated with each mask, 3) evaluate the effect of a neutral mandibular appliance (NMA), that prevents the retrusion of the mandible, on the effective pressure of both masks and 4) evaluate if a link between the cephalometric values and varied individual responses to both masks exists. Methods: Eight subjects (2 females, 6 males) mean age 56.3 years (33-65y) participated in the cross-over design pilot study. All subjects underwent a complete orthodontic examination including lateral cephalometric radiograph before spending two nights in a sleep laboratory for a polysomnography in split-night protocol, where both mask were worn alone on the first night and with the NMA on the second night. Results: We found that the therapeutic effective pressure was higher with the facial mask compared to the nasal mask, and this difference was statistically significant. The leak was more elevated with the nasal mask, thus eliminating this factor as a probable cause of the higher pressure with the facial mask. The NMA did not have any statistically significant effect on both masks; however a possible positive effect might be seen if the Bi-level PAP was included in the protocol. Conclusion: Our results cannot confirm the role of the retrusion of the mandible, caused by the force applied by the facial mask, in the necessity of a superior level of pressure with that mask, but we cannot eliminate that possibility either. Our results suggest that this phenomenon is more frequent that we may think and that a link with some anatomical factors may exist.

Les approches actuelles pour diagnostiquer les troubles du sommeil sont lourdes, intrusives et peuvent influer sur la qualité du sommeil du patient. Il y a donc un besoin crucial de systèmes moins encombrants pour diagnostiquer les problèmes liés au sommeil. Nous proposons d'utiliser un nouveau système de suivi du sommeil non intrusif basé sur un tapis à fibre optique à microflexion placée sous le matelas de lit. La qualité du sommeil est évaluée en fonction de différents paramètres, y compris la fréquence cardiaque, le rythme respiratoire, les mouvements du corps, l’heure du réveil, la durée du sommeil, le mouvement nocturne et l’heure du coucher. Le système proposé a été validé dans un environnement de santé et de bien-être, en plus d'un environnement clinique comme suit. Dans le premier cas, la fréquence cardiaque est mesurée à partir de signaux ballistocardiogramme bruités acquis de 50 volontaires en position assise à l'aide d'une chaise de massage. Les signaux sont recueillis discrètement à partir d'un capteur de fibre optique microflexible intégrée dans l'appui-tête de la chaise, puis transmis à un ordinateur par une connexion Bluetooth. La fréquence cardiaque est calculée à l'aide de l'analyse multi-résolution de la transformée discrète en ondelettes à chevauchement maximal. L'erreur entre la méthode proposée et électrocardiogramme de référence est estimée en battements par minute en utilisant l'erreur absolue moyenne où le système a obtenu des résultats relativement bons (10.12±4.69) malgré la quantité remarquable d'artefact de mouvement produit en raison des fréquents mouvements corporels et/ou vibrations de la chaise de massage pendant le massage de soulagement du stress. Contrairement à l'algorithme complet de décomposition du mode empirique de l'ensemble, précédemment utilisé pour l'estimation de la fréquence cardiaque, le système proposé est beaucoup plus rapide. Par conséquent, il peut être utilisé dans les applications temps réel. Dans ce dernier cas, nous avons évalué la capacité du capteur de fibre optique microflexible pour suivre la fréquence cardiaque et la respiration d’une manière discrète. En outre, nous avons testé la capacité du capteur dans la discrimination entre la respiration superficielle et pas de respiration. Le capteur proposé a été comparé à un dispositif de surveillance portatif à trois canaux (ApneaLink) dans un milieu clinique au cours d'une endoscopie sous anesthésie. Parmi les dix patients recrutés pour notre étude, le système a obtenu des résultats satisfaisants quant à la fréquence cardiaque moyenne et quant à la fréquence respiratoire moyenne avec une erreur de 0.55 ± 0.59 battements/minute et de 0.38 ± 0.32 respirations/minute, respectivement. De plus, le coefficient de corrélation Pearson entre le capteur proposé et le dispositif de référence était de 0.96 et 0.78 pour la fréquence cardiaque et la respiration, respectivement. Au contraire, le capteur proposé a fourni une très faible sensibilité (24.24 ± 12.81%) et une spécificité relativement élevée (85.88 ± 6.01%) pour la détection de l'apnée du sommeil. On s'attend à ce que cette recherche préliminaire ouvre la voie vers la détection discrète de l'apnée obstructive du sommeil en temps réel. Suite à la validation réussie du système proposé, nous avons déployé avec succès notre système de surveillance du sommeil pendant plus de 6 mois dans treize appartements habités principalement par les personnes âgées. Néanmoins, dans cette recherche, nous nous concentrons sur un déploiement d'un mois avec trois résidents seniors de sexe féminin. Le système proposé montre l’accord avec l’enquête utilisateur recueillie avant l'étude. En outre, le système est intégré dans une plate-forme d’autonomie assistée existante avec une interface conviviale pour rendre plus commode pour les aidants le suivi des paramètres de sommeil des résidents. / The current approaches for diagnosing sleep disorders are burdensome, intrusive, and can affect the patient’s sleep quality. As a result, there is a crucial need for less cumbersome systems to diagnose sleep-related problems. We propose to use a novel nonintrusive sleep monitoring system based on a microbend fiber-optic mat placed under the bed mattress. The sleep quality is assessed based on different parameters, including heart rate, breathing rate, body movements, wake up time, sleep time, night movement, and bedtime. The proposed system has been validated in a health and wellness environment in addition to a clinical environment as follows. In the former case, the heart rate is measured from noisy ballistocardiogram signals acquired from 50 human volunteers in a sitting position using a massage chair. The signals are unobtrusively collected from a microbend fiber optic sensor embedded within the headrest of the chair and then transmitted to a computer through a Bluetooth connection. The heart rate is computed using the multiresolution analysis of the maximal overlap discrete wavelet transform. The error between the proposed method and the reference ECG is estimated in beats per minute using the mean absolute error where the system achieved relatively good results (10.12 ± 4.69) despite the remarkable amount of motion artifact produced owing to the frequent body movements and/or vibrations of the massage chair during stress relief massage. Unlike the complete ensemble empirical mode decomposition algorithm, previously employed for heart rate estimation, the suggested system is much faster. Hence, it can be used in real-time applications. In the latter case, we evaluated the capacity of the microbend fiber optic sensor to monitor heart rate and respiration unobtrusively. In addition, we tested the capacity of the sensor in discriminating between shallow breathing and no breathing. The proposed sensor was compared to a three-channel portable monitoring device (ApneaLink) in a clinical setting during a drug-induced sleep endoscopy. Across all ten patients recruited for our study, the system achieved satisfactory results in the mean heart rate and the mean respiratory rate with an error of 0.55±0.59 beats/minute and 0.38 ± 0.32 breaths/minute, respectively. Besides, the Pearson correlation coefficient between the proposed sensor and the reference device was 0.96 and 0.78 for heart rate and respiration, respectively. On the contrary, the proposed sensor provided a very low sensitivity (24.24 ± 12.81%) and a relatively high specificity (85.88 ± 6.01%) for sleep apnea detection. It is expected that this preliminary research will pave the way toward unobtrusive detection of obstructive sleep apnea in real-time. Following successful validation of the proposed system, we have successfully deployed our sleep monitoring system in thirteen apartments with mainly senior residents over six months. Nevertheless, in this research, we concentrate on a one-month deployment with three senior female residents. The proposed system shows an agreement with a user’s survey collected before the study. Furthermore, the system is integrated within an existing ambient assisted living platform with a user-friendly interface to make it more convenient for the caregivers to follow-up the sleep parameters of the residents.

Existant en tant que pratique sportive, l’apnée est également de plus en plus utilisée dans d’autres activités sportives dont la natation, à l’entraînement et/ou en compétition. Toutefois, les réponses à l‘apnée dynamique ont été peu explorées lors d’efforts physiques intenses, en particulier en natation. L’objectif de ce travail de thèse est donc d’étudier sur le terrain en situation de nage (étude 1 et 2) et en laboratoire (étude 3) lors d’un exercice intermittent de pédalage, les réponses physiologiques, psychologiques et ergogéniques à l’apnée aiguë apparaissant lors d’efforts intenses. Le métabolisme a été notamment évalué à partir de la mesure de l’oxygénation tissulaire, de paramètres sanguins et de marqueurs hormonaux. Les principaux résultats de ces études montrent qu’en apnée la performance dépendrait de la capacité des sujets à maintenir leur fréquence cardiaque et que l’effort est globalement perçu comme plus dur. L’apnée n’induisait pas d’augmentation de la lactatémie, sans doute en lien avec l’absence de modification de l’extraction musculaire de l’oxygène. Au niveau cérébral, le maintien de l’oxygénation expliquerait la non modification du temps de réaction en apnée. Enfin toutes nos études ont révélé une désaturation artérielle significative en apnée, dès la première apnée de 10 secondes (étude 3) mais sans effet de la capacité d’apnée (étude 1) ou de l’intensité de nage (étude 2) suggérant que la durée compenserait l’intensité. Il serait donc intéressant d’étudier ultérieurement les effets respectifs du couple intensité/durée et les effets chroniques d’un entraînement comportant un exercice intermittent intense lors d’apnées dynamiques. / Existing as a sport practice, apnea is also increasingly used in other sports activities including swimming, training and/or competition. However, responses to dynamic apnea have been little explored during intense physical exercise, especially in swimming. The objective of this thesis is to study, in the field in swimming situations (study 1 and 2) and in the laboratory (study 3) during an intermittent cycling exercise, the physiological, psychological and ergogenic responses to acute apnea appearing during intense exercises. Metabolism was especially assessed by measurement of tissue oxygenation, blood parameters and hormonal markers. The main results of these studies show that in apnea the performance would depend on the ability of the subjects to maintain their heart rate and that the exercise is globally perceived as harder. Apnea did not induce an increase in lactatemia, probably related to the lack of modification of the muscle extraction of oxygen. At the cerebral level, the maintenance of the oxygenation would explain that the reaction time is not altered with apnea. Finally, all our studies revealed a significant arterial desaturation in apnea at the first repetition of the 10-second apnea (study 3) but without the effect of apnea capacity (study 1) or swimming intensity (study 2) suggesting that the duration would compensate for the intensity. It would therefore be interesting to study later the respective effects of the intensity/duration pair and the chronic effects of training involving intense intermittent exercise during dynamic apneas.