Position du problème. L'arrêt cardiaque extra-hospitalier (ACEH), dont la forme clinique la plus caricaturale correspond à la " mort subite ", représenterait la première cause de mortalité à travers le monde. Malgré les améliorations apportées à leur prise en charge, le pronostic de ces patients demeure très péjoratif, y compris chez ceux qui ont bénéficié d'une réanimation initiale avec succès. En effet, la longue période d'ischémie suivie du phénomène de reperfusion secondaire au retour d'une activité circulatoire (RACS) est à l'origine d'une cascade de phénomènes physiopathologiques qui caractérisent le syndrome post-arrêt cardiaque. Plusieurs éléments thérapeutiques, telles que la reperfusion coronaire précoce et l'hypothermie thérapeutique, se sont développés ces dernières années afin de diminuer la morbi-mortalité importante observée dans cette situation. L'intérêt de ces interventions précoces sur le pronostic ultérieur demeure cependant débattu, car il a souvent été établi sur des sous-groupes de patients très sélectionnés. Objectif. L'objectif de ce travail était d'évaluer l'influence de ces interventions thérapeutiques précoces sur le devenir des patients victimes d'ACEH et admis vivants en service de réanimation. Méthode. Depuis 2000, une cohorte de patients survivants d'ACR et admis vivants en réanimation a été constituée dans un centre spécialisé. L'ensemble des caractéristiques démographiques, pré-hospitalières et hospitalières ont été analysées. L'analyse multivariée des facteurs pronostiques dans cette cohorte a utilisé principalement les méthodes de régression logistique. Résultats principaux. Entre 2003 et 2008, 435 patients ont été admis, ne présentaient pas d'étiologie extra-cardiaque évidente et ont bénéficié d'une coronarographie immédiate et systématique. Une lésion coronaire récente a été observée chez près de la moitié d'entre eux. Les moyens de détection d'une étiologie cardiaque sont extrêmement limités que ce soit par des modèles prédictifs simples utilisant des paramètres démographiques ou circonstancielles ou par des paramètres para-cliniques tels que l'électrocardiogramme ou les enzymes cardiaques. En effet, ces derniers possèdent des valeurs prédictives médiocres et ne peuvent être considérés comme outil de triage de ces patients. En revanche, la coronarographie immédiate et systématique (suivie d'une reperfusion coronaire si nécessaire) était associée de manière significative et indépendante à la survie hospitalière (OR ajusté= 2.06 (1.16-3.66)) et ceci quelque soit l'aspect électrocardiographique. Entre 2000 et 2009, 1145 patients ont été admis et 2/3 d'entre eux ont été traités par hypothermie thérapeutique. Parmi eux, 708/1145 (62%) avait initialement un rythme cardiaque choquable et 437/1145 (38%) présentait un rythme non choquable. Après ajustement sur les autres facteurs pronostiques, l'hypothermie thérapeutique avait un rôle protecteur sur le pronostic neurologique des patients à la sortie de réanimation dans le groupe présentant initialement un rythme choquable (OR ajusté= 1.90 (1.18-3.06)). En revanche, l'association entre le pronostic et l'intervention dans le groupe " non-choquable " n'était pas significative (OR ajusté=0.71 (0.37-1.36)). Parmi les facteurs susceptibles d'altérer le bénéfice lié à ce traitement, les complications infectieuses chez les patients traités par hypothermie thérapeutique s'avèrent courantes La plus fréquente est la pneumopathie précoce, dont l'apparition est associée de manière significative au traitement par hypothermie (OR ajusté= 1.90 (1.28-2.80)), mais son rôle sur le pronostic n'est pas démontré.

Introduction : L’hypothermie accidentelle est associée à un taux important de morbidité et de mortalité, notamment en cas d’hypothermie accidentelle sévère où le risque d’arrêt cardiaque est très élevé. L’Extracorporeal Life Support (ECLS) est le traitement de référence dans le cas d’hypothermie avec arrêt cardiaque ou instabilité hémodynamique réfractaire. Il n’existe pas de recommandations concernant les modalités optimales de réchauffement.L’objectif de ce travail était de développer un modèle expérimental porcin d’arrêt cardiaque en hypothermie profonde afin d’étudier la réponse physiopathologique cardiaque et pulmonaire pendant le refroidissement et le réchauffement par ECLS. Nous avons également évalué l’impact de différentes stratégies de réchauffement (en terme de débit d’ECLS et de delta de température entre l’ECLS et la température centrale) sur les lésions cardiaques et pulmonaires.Méthode : Deux protocoles expérimentaux ont été réalisés. Les animaux ont été canulés pour ECLS, refroidis jusqu’à l’obtention d’un arrêt cardiaque (AC) en hypothermie profonde et soumis à 30 minutes d’ischémie complète. Protocole A (n = 24) : durant la phase de réchauffement, les animaux étaient randomisés en 4 groupes selon un plan factoriel 2x2 comparant un débit normal d’ECLS de 3l/min (groupe NF) à un débit réduit de 1,5 l/min (groupe LF) ainsi qu’un delta de température entre la température centrale et le circuit d’ECLS limité à 5°C, ou une température d’ECLS à 38°C. Protocole B (n = 20) : les animaux ont été randomisés en 2 groupes pendant le réchauffement : un groupe NF et un groupe LF avec un delta de température de 5°C. L’impact de l’ECLS sur le débit cardiaque en fin de réchauffement a été évalué par une technique de thermodilution (site d’injection du catheter positionné dans le ventricule droit) et contrôlé par une technique écho-doppler. Le débit cardiaque, l’hémodynamique et des paramètres de fonction pulmonaire étaient évalués. Des marqueurs biologiques de lésions d’ischémie/reperfusion étaient mesurés.Résultats : Protocole A : Le débit cardiaque final était réduit dans les groupes LF comparé aux groupes NF (1.96±1.4 vs. 3.34±1.7 L/min, p=0.05). L’augmentation de RAGE était plus élevée dans les groupes avec une température d’ECLS à 38°C comparée aux groupes avec delta contrôlé. Protocole B : Durant la phase de refroidissement, le débit cardiaque, la fréquence cardiaque et la pression artérielle ont diminué de façon continue. La pression artérielle pulmonaire avait tendance à augmenter à 32°c comparée à la valeur initiale (20.2±1.7 vs. 29.1±5.6 mmHg, p=0.09). Pendant le réchauffement, la pression artérielle moyenne était plus élevée dans le groupe NF vs. groupe LF à 20°C et 25°C (p=0.003 and 0.05, respectivement). Après réchauffement à 35°C, le débit cardiaque était de 3.9±0.5L/min dans le groupe NF vs. 2.7±0.5 L/min dans le groupe LF (p=0.06). Sous ECLS, le débit cardiaque gauche était inversement proportionnel au débit d’ECLS. En fin de réchauffement, le débit ECLS n’avait pas d’impact significatif sur les résistances pulmonaires.Conclusion : Nos résultats suggèrent que le réchauffement par ECLS des arrêts cardiaques en hypothermie profonde, en utilisant un débit d’ECLS normal avec un delta de température n’excédant pas 5°C par rapport à la température centrale, pourrait être la stratégie la moins délétère au niveau cardiaque et pulmonaire. L’ECLS à débit normal diminuait la dysfonction myocardique en fin de réchauffement et ne majorait pas les résistances vasculaires pulmonaires par rapport au groupe avec un débit d’ECLS réduit. Un delta important entre la température centrale et celle de l’ECLS augmentait le taux du biomarqueur associés aux lésions pulmonaires. Ce modèle expérimental apporte des éléments physiopathologiques dans le choix des modalités de réchauffement des patients victimes d’hypothermie accidentelle profonde et pourrait permettre d’évaluer d’autres stratégies thérapeutiques dans ce contexte. / Introduction: Accidental hypothermia is associated with significant mortality and morbidity, especially when core temperature is under 28°C with an increased risk of cardiac arrest. Extracorporeal life support (ECLS) is the preferred treatment in case of cardiac arrest or hemodynamic instability not responding to medical treatment. There are no current guidelines concerning the optimal rewarming strategy. The aim of this work was to develop a porcine experimental model of deep hypothermic cardiac arrest (DHCA) in order to assess the cardiac and pulmonary pathophysiological response during cooling and rewarming with ECLS. We also aimed to assess the impact of different ECLS blood flow rates on cardiopulmonary lesions.Method: Two experimental protocols were performed. Pigs were cannulated for ECLS, cooled until DHCA occurred and subjected to 30 min of cardiac arrest. Protocol A (n = 24): during the rewarming phase, pigs were randomized into 4 groups with 2X2 factorial design. We compared a low blood flow rate of 1.5 L/min (group LF) vs. a normal flow rate of 3.0 L/min (group NF) and a temperature during ECLS adjusted to 5°C above the central core temperature vs. 38°C maintained throughout the rewarming phase. Protocol B (n = 20): Animals were also randomized in 2 groups during rewarming, a group NF and a group LF with a controlled temperature delta of 5°C. In order to assess the physiological impact of ECLS on cardiac output at the end of rewarming we measured flow in the pulmonary artery using a modified thermodilution technique using the Swan-Ganz catheter (injection site inserted in the right ventricle) controlled also by an echocardiographic measurement. Cardiac output, hemodynamics and pulmonary function parameters were evaluated. Biological markers of ischemia/reperfusion injuries were analyzed.Results: Protocol A : The final cardiac output was reduced in the low flow rate versus the high flow rate groups (1.96±1.4 versus 3.34±1.7 L/min, p=0.05). The increase in the serum RAGE concentration was higher in the 38°C rewarming temperature groups compared to 5°C above adjusted temperature.Protocol B: During the cooling phase, cardiac output, heart rhythm, and blood pressure decreased continuously. Pulmonary artery pressure tended to increase at 32°C compared to initial value (20.2 ± 1.7 vs. 29.1 ± 5.6 mmHg, p=0.09). During rewarming, arterial blood pressure was higher at 20° and 25°C in group NF vs. Group LF (p=0.003 and 0.05, respectively). After rewarming at 35°C, cardiac output was 3.9 ± 0.5 in the group NF vs. 2.7 ± 0.5 L/min in group LF (p=0.06). Under ECLS cardiac output was inversely proportional to ECLS flow rate. ECLS flow rate did not significantly change pulmonary vascular resistance.Conclusion: Our results suggest that ECLS rewarming for DHCA patients, using a normal inflow rate of ECLS and a controlled temperature with less than 5°C between ECLS and core temperature could be the less deleterious rewarming strategy to limit cardiac and pulmonary dysfunction. A normal inflow rate of ECLS decreased cardiac dysfunction after rewarming and did not increased pulmonary vascular resistance compared to a low flow rate. A non controlled temperature delta between core temperature and ECLS increased biomarkers level of lung injury. This experimental model on pigs bring some pathophysiological finding for the rewarming strategy of patients who suffer deep accidental hypothermia and could allow to assess different therapeutic strategy in this context.

Étude expérimentale de l'hypothermie ultra-rapide par ventilation liquide totale au cours de situations critiques d'ischémie-reperfusionL’ischémie-reperfusion est une situation rencontrée de façon pluri-quotidienne en anesthésie-réanimation. Sa prise en charge thérapeutique est limitée au traitement de la pathologie causale et à la suppléance des organes défaillants. Dans ce contexte, l’hypothermie possède des effets cyto- et organo-protecteurs pléiotropes, dont les bénéfices pourraient être pénalisés par des délais d’application trop longs. La ventilation liquide totale (VLT) hypotherme est une approche émergente, permettant de refroidir très rapidement un organisme. Elle consiste à ventiler les poumons avec des perfluorocarbones liquides, permettant d’assurer les échanges gazeux, tout en faisant varier la température de ces perfluorocarbones, et en utilisant le poumon comme bio-échangeur thermique.L’objectif de cette thèse était d’investiguer les effets de la VLT hypotherme au cours de la défaillance multi-viscérale dans des modèles d’ischémie-reperfusion systémique chez le lapin.Dans un premier travail, nous avons étudié un modèle d’ischémie-reperfusion par clampage de 30 minutes de l’aorte abdominale supra-cœliaque, suivi par 5 heures de reperfusion. Les animaux témoins développaient une défaillance multi-viscérale d’expression clinico-biologique sévère. Dans le groupe soumis à la VLT, cette stratégie permettait d’abaisser la température à 33°C en moins de 15 minutes, cible thermique maintenue pendant 75 minutes avant réchauffement. Les défaillances cardio-circulatoires, rénales et hépato-splanchniques étaient atténuées de façon pérenne, avec une protection d’autant plus puissante que la VLT était initiée tôt par rapport au clampage.Dans un second travail, nous nous sommes appuyés sur un modèle d’arrêt cardiaque en rythme non choquable par asphyxie, à l’origine d’une mortalité majeure de cause neurologique, et d’un syndrome post-arrêt cardiaque sévère. La VLT hypotherme offrait une neuro- et cardio-protection puissante, et une réduction du syndrome inflammatoire. L’hyperhémie cérébrale, la production d’espèces réactives de l’oxygène et l’augmentation de la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique étaient également significativement réduits.Ces travaux démontrent qu’une hypothermie systémique ultra-rapide par VLT hypotherme atténue les effets délétères multi-viscéraux de l’ischémie-reperfusion. La brièveté de la fenêtre temporelle de protection suggère que la rapidité d’obtention de la cible thermique est un élément clef dans le bénéfice permis par cette approche. / Ultra-fast cooling with total liquid ventilation and ischemia-induced multi-organ failureIschemia and reperfusion injury is a major challenge in anesthesiology and critical care. Resolution of the underlying condition and organ replacement therapies are the cornerstone of the treatment. Hypothermia exhibits a myriad of protective effects, but delays of application may blunt its benefits. Ultra-fast cooling with total liquid ventilation (TLV) is an emerging strategy, which consists in lung ventilation with cold perflurocarbons and uses the lungs as a heat exchanger while maintaining normal gas exchanges. Our objective was to investigate the effects of TLV-induced cooling during multiorgan failure caused by systemic ischemia-reperfusion in rabbits.In a first study, the application of 30 minutes of supraceliac aortic cross-clamping followed by 300 minutes of reperfusion led to severe multiorgan failure in control animals. On the contrary, animals submitted to hypothermic TLV reached the temperature of 33°C within less than 15 minutes. Hypothermia was maintained during 75 minutes before rewarming. This brief period of hypothermic TLV attenuated biochemical and histological markers of multiorgan failure. Cardiovascular and liver dysfunctions were limited by this short period of hypothermic TLV, even when started after reperfusion. Conversely, acute kidney injury was limited only when hypothermia was started before reperfusion.In a second study, non-shockable cardiac arrest from respiratory cause was responsible for a high rate of mortality and a severe post-cardiac arrest syndrome. Hypothermic TLV had potent neuro- and cardio-protective effects, as well as reduced inflammatory syndrome. Early preservation of the blood-brain barrier integrity and cerebral hemodynamics as well as reduction in the immediate reactive oxygen species production in the brain, heart, and kidneys were also notable.These studies demonstrate that ultra-fast cooling by TLV alleviates the deleterious effects of ischemia-reperfusion. The optimal duration and timing of TLV-induced hypothermia for end-organ protection in hypoperfusion states remains to be determined.

L’arrêt cardiaque extra-hospitalier (ACREH) touche environ 30 à 40,000 personnes en France chaque année. Dans près de la moitié des cas, la cause de l’ACREH est une occlusion coronaire aiguë provoquant un trouble du rythme ventriculaire létal. Malgré les progrès réalisés ces dernières années en terme de prise en charge pré et intra-hospitalière, le pronostic de ces patients reste sombre, de par les lésions neurologiques se produisant très rapidement après l’arrêt circulatoire. Alors que le pronostic à court terme est relativement bien décrit, les données sur le devenir à long terme, en termes de survie, mais aussi de devenir fonctionnel, neurologique, et de qualité de vie, restent rares. Objectifs : L’objectif de ce travail est de décrire le devenir à long terme des patients victimes d’un ACREH et admis vivants à l’hôpital (qualité de vie liée à l’état de santé, devenir neurologique et fonctionnel) et d’évaluer les facteurs associés à ce devenir (biomarqueurs, revascularisation coronaire précoce). Patients et méthodes : Ce travail a consisté en l’analyse des données de la cohorte des patients victimes d’un ACREH et admis vivants en réanimation mé- dicale à l’hôpital Cochin. Cette cohorte a été constituée rétrospectivement entre 2000 et 2006 sur dossiers archivés puis prospectivement selon les recommandations internationales d’Utstein depuis 2007. Les données de survie ont été collectées. Le devenir neurologique et fonctionnel et les données de qualité de vie ont été collectées lors d’entretiens téléphoniques réalisés auprès des survivants sortis vivants de l’hôpital. Résultats principaux : La mortalité globale à J30 était de 68,2%. La revascu- larisation coronaire (ATL) immédiate était associée à une mortalité à J30 plus faible (ORcoro sans ATL vs. pas coro 0,79 [0,57;1,08], p=0,14 et ORcoro avec ATL vs. pas coro 0,61 [0,43;0,85], p<0,01). Les 466 patients vivants à J30 ont été suivis pendant une durée médiane de 3,2 ans [IQR : 0,7 ;6,7], avec une durée maximale de suivi de 13,5 ans. En analyse multivariée, la revascularisation coronaire immédiate restait inversement associée à la mortalité à long terme (HRcoro sans ATL vs. pas coro 0,78 [0,45 ;1,33], p=0,35 et HRcoro avec ATL vs. pas coro 0,40 [0,23 ;0,70], p<0,01).
La copeptine a été dosée chez 298/510 patients à l’admission et chez 224 patients à J3. Le taux médian à l’admission était de 261,3 [125,2 ;478,6] pmol/L. Le taux de survie à 1 an était inversement proportionnel au quintile de copeptine à l’admission (38,2, 32,6, 27,7, 31 et 13,6%, respectivement; p<0,01). En analyse multivariée, seul le cinquième quintile de copeptine à l’admission était associé à la mortalité à 1 an (HR5ème vs. 1er 1,64 [1,06;2,58], p=0,03). Après ajustement mutuel des taux de copeptine à l’admission et à J3, le taux de copeptine à l’admission n’était plus associé à la mortalité à 1 an mais le taux de copeptine à J3 restait asso- cié à la mortalité à 1 an par une relation concentration-dépendante (HR2ème vs. 1er 1,60 [0,90-3,17], p=0,10 ; HR3ème vs. 1er 1,94 [1,01 ;3,71], p=0,05 ; HR 4ème vs. 1er 2,01 [1,04 ;3,89], p=0,04 et HR5ème vs. er 2,38 [1,19 ;4,74], p=0,01 ; p de tendance =0,02). Au cours du suivi, 255 patients ont pu être recontactés. Le délai médian de recon- tact après la survenue de l’ACREH était de 50 [22-93] mois. 66% des patients sortis de réanimation avec un score CPC coté à 1 gardaient une performance neurolo- gique préservée au moment de l’interview (n=150/231). Les dimensions physiques et mentales agrégées du SF-36 étaient similaires chez les survivants d’ACREH en comparaison avec les individus de la population générale (47,0 vs. 47,1, p=0,88 et 46,4 vs. 46,9, p=0,45, respectivement). Les patients présentaient une altération plus marquée des dimensions physiques que des dimensions mentales du score SF- 36 en comparaison avec la population générale. L’activité physique (74,1 vs. 78,4, p=0,02) et la vitalité (50,7 vs. 56,2, p<0,01) étaient les dimensions les plus altérées. (...) / Out-of-hospital cardiac arrest (OHCA) occurs in about 30-40,000 people in France each year and is related to a culprit coronary occlusion in half cases. Although pre and in-hospital management of such patients dramatically improved last years, outcome remains poor because of the neurological damage related to brain anoxia. Short-term outcome is well-described but data are lacking on long-term outcome, functionnal and neurological outcome and health-related quality of life (HRQOL). Objectives : The main purpose of this work was to describe the long-term outcome of successfully resuscitated OHCA patients admitted alive at ICU. We aimed at picking up factors associated with HRQOL as well. Patients and methods : Data from the Paris registry were used. Consecutive sucessfully resuscitated OHCA patients admitted alive at Medical ICU of Cochin hospital, Paris, France are included in the database since 2000, January 1st, accor-ding to Utstein style. We also collected survival data. Neurological and functionnal outcome, as well as HRQOL (SF-36 questionnaire) were recorded during phone in- terviews in OHCA patients discharged alive from hospital. Main results : Overall mortality at day-30 was 68.2%. Immediate percutaneous coronary intervention (PCI) was associated with day-30 mortality (ORcoro w/o PCI vs. no coro 0.79 [0.57,1.08], p=0.14 et ORcoro w/ PCI vs. no coro 0.61 [0.43,0.85], p<0.01). The 466 patients alive at day-30 were followed-up for 3.2 years [IQR : 0.7-6.7]. After adjus- tement for cofounders, immediate PCI remained associated with long-term mor-
tality (HRcoro w/o PCI vs. no coro 0.78 [0.45,1.33], p=0.35 et HRcoro w/ PCI vs. no coro 0.40 [0.23,0.70], p<0.01). Copeptin was assessed in 298/510 patients at ICU admission and in 224 patients at day-3. Median admission copeptin level was 261.3 [125.2,478.6] pmol/L. Survival rates were 38.2, 32.6, 27.7, 31 and 13.6% through admission copeptin quintiles (p<0,01). In multivariate analysis, only the fifth quin-
tile was associated with one-year mortality (HR5ème vs. 1st 1.64 [1.06-2.58], p=0.03). After mutual adjustement of admission and day-3 copeptin levels, admission co- peptin level was not associated anymore with one-year mortality whereas day-3 copeptin level remained associated with one-year mortality in a concentration- dependent manner (HR2nd vs. 1st 1.60 [0.90-3.17], p=0.10; HR3th vs. 1st 1.94 [1.01- 3.71], p=0.05; HR 4th vs. 1st 2.01 [1.04-3.89], p=0.04 et HR5th vs. st 2.38 [1.19-4.74], p=0.01 ; p for trend =0.02). During follow-up, 255 OHCA patients dicharged alive from hospital were phone in- terviewed, after a median duration from cardiac arrest of 50 [22-93] months. 66% of patients kept a good cerebral performance after hospital discharge (n=150/231). Overall physical and mental SF-36 dimensions were similar between OHCA pa- tients and age- and gender-matched individuals from French general population (47.0 vs. 47.1,p=0.88 and 46.4 vs. 46.9, p=0.45, respectively). Physical dimensions were more significantly altered in OHCA patients, especially physical functionning (74.1 vs. 78.4, p=0.02) and vitality (50.7 vs. 56.2, p<0.01). In multivariate analysis, age, male gender, initial shockable rhythm were associated with an improvement in most of the SF-36 dimensions. Immediate PCI was associated with a gain in physical functionning (+7.0, p=0.06), general health (+7.3, p=0.02) and vitality (+4.4, p=0.08). Conclusion : Overall survival in this large cohort of successfully resuscitated OHCA patients was about 20%. Immediate PCI was associated with a decrea- sed short and long-term mortality. HRQOL was similar between OHCA patients and age and gender matched individuals from general population but physical di- mensions appeared significantly altered. Age, male gender and initial shockable rhythm were associated with a better HRQOL. (...)

L’arrêt cardiaque extra-hospitalier (ACREH) touche environ 30 à 40,000 personnes en France chaque année. Dans près de la moitié des cas, la cause de l’ACREH est une occlusion coronaire aiguë provoquant un trouble du rythme ventriculaire létal. Malgré les progrès réalisés ces dernières années en terme de prise en charge pré et intra-hospitalière, le pronostic de ces patients reste sombre, de par les lésions neurologiques se produisant très rapidement après l’arrêt circulatoire. Alors que le pronostic à court terme est relativement bien décrit, les données sur le devenir à long terme, en termes de survie, mais aussi de devenir fonctionnel, neurologique, et de qualité de vie, restent rares. Objectifs : L’objectif de ce travail est de décrire le devenir à long terme des patients victimes d’un ACREH et admis vivants à l’hôpital (qualité de vie liée à l’état de santé, devenir neurologique et fonctionnel) et d’évaluer les facteurs associés à ce devenir (biomarqueurs, revascularisation coronaire précoce). Patients et méthodes : Ce travail a consisté en l’analyse des données de la cohorte des patients victimes d’un ACREH et admis vivants en réanimation mé- dicale à l’hôpital Cochin. Cette cohorte a été constituée rétrospectivement entre 2000 et 2006 sur dossiers archivés puis prospectivement selon les recommandations internationales d’Utstein depuis 2007. Les données de survie ont été collectées. Le devenir neurologique et fonctionnel et les données de qualité de vie ont été collectées lors d’entretiens téléphoniques réalisés auprès des survivants sortis vivants de l’hôpital. Résultats principaux : La mortalité globale à J30 était de 68,2%. La revascu- larisation coronaire (ATL) immédiate était associée à une mortalité à J30 plus faible (ORcoro sans ATL vs. pas coro 0,79 [0,57;1,08], p=0,14 et ORcoro avec ATL vs. pas coro 0,61 [0,43;0,85], p<0,01). Les 466 patients vivants à J30 ont été suivis pendant une durée médiane de 3,2 ans [IQR : 0,7 ;6,7], avec une durée maximale de suivi de 13,5 ans. En analyse multivariée, la revascularisation coronaire immédiate restait inversement associée à la mortalité à long terme (HRcoro sans ATL vs. pas coro 0,78 [0,45 ;1,33], p=0,35 et HRcoro avec ATL vs. pas coro 0,40 [0,23 ;0,70], p<0,01).
La copeptine a été dosée chez 298/510 patients à l’admission et chez 224 patients à J3. Le taux médian à l’admission était de 261,3 [125,2 ;478,6] pmol/L. Le taux de survie à 1 an était inversement proportionnel au quintile de copeptine à l’admission (38,2, 32,6, 27,7, 31 et 13,6%, respectivement; p<0,01). En analyse multivariée, seul le cinquième quintile de copeptine à l’admission était associé à la mortalité à 1 an (HR5ème vs. 1er 1,64 [1,06;2,58], p=0,03). Après ajustement mutuel des taux de copeptine à l’admission et à J3, le taux de copeptine à l’admission n’était plus associé à la mortalité à 1 an mais le taux de copeptine à J3 restait asso- cié à la mortalité à 1 an par une relation concentration-dépendante (HR2ème vs. 1er 1,60 [0,90-3,17], p=0,10 ; HR3ème vs. 1er 1,94 [1,01 ;3,71], p=0,05 ; HR 4ème vs. 1er 2,01 [1,04 ;3,89], p=0,04 et HR5ème vs. er 2,38 [1,19 ;4,74], p=0,01 ; p de tendance =0,02). Au cours du suivi, 255 patients ont pu être recontactés. Le délai médian de recon- tact après la survenue de l’ACREH était de 50 [22-93] mois. 66% des patients sortis de réanimation avec un score CPC coté à 1 gardaient une performance neurolo- gique préservée au moment de l’interview (n=150/231). Les dimensions physiques et mentales agrégées du SF-36 étaient similaires chez les survivants d’ACREH en comparaison avec les individus de la population générale (47,0 vs. 47,1, p=0,88 et 46,4 vs. 46,9, p=0,45, respectivement). Les patients présentaient une altération plus marquée des dimensions physiques que des dimensions mentales du score SF- 36 en comparaison avec la population générale. L’activité physique (74,1 vs. 78,4, p=0,02) et la vitalité (50,7 vs. 56,2, p<0,01) étaient les dimensions les plus altérées. (...) / Out-of-hospital cardiac arrest (OHCA) occurs in about 30-40,000 people in France each year and is related to a culprit coronary occlusion in half cases. Although pre and in-hospital management of such patients dramatically improved last years, outcome remains poor because of the neurological damage related to brain anoxia. Short-term outcome is well-described but data are lacking on long-term outcome, functionnal and neurological outcome and health-related quality of life (HRQOL). Objectives : The main purpose of this work was to describe the long-term outcome of successfully resuscitated OHCA patients admitted alive at ICU. We aimed at picking up factors associated with HRQOL as well. Patients and methods : Data from the Paris registry were used. Consecutive sucessfully resuscitated OHCA patients admitted alive at Medical ICU of Cochin hospital, Paris, France are included in the database since 2000, January 1st, accor-ding to Utstein style. We also collected survival data. Neurological and functionnal outcome, as well as HRQOL (SF-36 questionnaire) were recorded during phone in- terviews in OHCA patients discharged alive from hospital. Main results : Overall mortality at day-30 was 68.2%. Immediate percutaneous coronary intervention (PCI) was associated with day-30 mortality (ORcoro w/o PCI vs. no coro 0.79 [0.57,1.08], p=0.14 et ORcoro w/ PCI vs. no coro 0.61 [0.43,0.85], p<0.01). The 466 patients alive at day-30 were followed-up for 3.2 years [IQR : 0.7-6.7]. After adjus- tement for cofounders, immediate PCI remained associated with long-term mor-
tality (HRcoro w/o PCI vs. no coro 0.78 [0.45,1.33], p=0.35 et HRcoro w/ PCI vs. no coro 0.40 [0.23,0.70], p<0.01). Copeptin was assessed in 298/510 patients at ICU admission and in 224 patients at day-3. Median admission copeptin level was 261.3 [125.2,478.6] pmol/L. Survival rates were 38.2, 32.6, 27.7, 31 and 13.6% through admission copeptin quintiles (p<0,01). In multivariate analysis, only the fifth quin-
tile was associated with one-year mortality (HR5ème vs. 1st 1.64 [1.06-2.58], p=0.03). After mutual adjustement of admission and day-3 copeptin levels, admission co- peptin level was not associated anymore with one-year mortality whereas day-3 copeptin level remained associated with one-year mortality in a concentration- dependent manner (HR2nd vs. 1st 1.60 [0.90-3.17], p=0.10; HR3th vs. 1st 1.94 [1.01- 3.71], p=0.05; HR 4th vs. 1st 2.01 [1.04-3.89], p=0.04 et HR5th vs. st 2.38 [1.19-4.74], p=0.01 ; p for trend =0.02). During follow-up, 255 OHCA patients dicharged alive from hospital were phone in- terviewed, after a median duration from cardiac arrest of 50 [22-93] months. 66% of patients kept a good cerebral performance after hospital discharge (n=150/231). Overall physical and mental SF-36 dimensions were similar between OHCA pa- tients and age- and gender-matched individuals from French general population (47.0 vs. 47.1,p=0.88 and 46.4 vs. 46.9, p=0.45, respectively). Physical dimensions were more significantly altered in OHCA patients, especially physical functionning (74.1 vs. 78.4, p=0.02) and vitality (50.7 vs. 56.2, p<0.01). In multivariate analysis, age, male gender, initial shockable rhythm were associated with an improvement in most of the SF-36 dimensions. Immediate PCI was associated with a gain in physical functionning (+7.0, p=0.06), general health (+7.3, p=0.02) and vitality (+4.4, p=0.08). Conclusion : Overall survival in this large cohort of successfully resuscitated OHCA patients was about 20%. Immediate PCI was associated with a decrea- sed short and long-term mortality. HRQOL was similar between OHCA patients and age and gender matched individuals from general population but physical di- mensions appeared significantly altered. Age, male gender and initial shockable rhythm were associated with a better HRQOL. (...)

Afin d’apporter les soins adéquats aux victimes d'arrêt cardiaque extrahospitalier, l'évaluation de leur état hémodynamique est primordiale. La prise de pouls manuelle ne permet pas une identification fiable de l'arrêt cardiaque par les profanes ou une discrimination des rythmes organisés par les premiers intervenants. Dans ce contexte, l'entreprise Schiller Médical a cherché à intégrer dans sa gamme de défibrillateurs un module de détection de l'hémodynamique systémique par analyse de l'électrocardiogramme et des variations d'impédance transthoracique recueillis via les électrodes de défibrillation. Ce travail de recherche mené en partenariat entre l'entreprise Schiller Médical et l'Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien de l’Université de Strasbourg a consisté dans un premier temps a recherché, lors d'arrêt cardiaque induit électriquement chez l'homme, des descripteurs des variations d'impédance transthoracique marqueurs de l’hémodynamique systémique. L’identification des descripteurs les plus pertinents a par la suite permis de construire des modèles prédictifs des défaillances circulatoires. Nous avons mis en lumière des limites à l’utilisation des variations d’impédance transthoracique. Elles sont prises en considération pour la documentation des interventions extrahospitalières destinée à l’apprentissage des algorithmes de classification des rythmes perfusants et rythmes sans pouls. / Providing suitable emergency care during out of hospital cardiac arrest requires the diagnostic of the circulatory status. Manual pulse check does not provide a reliable way for laypersons to identify cardiac arrest or for first responders to discriminate organized rhythms. Thus, Schiller Medical sought to embed an hemodynamic sensor in its external defibrillators by analyzing the electrocardiogram and transthoracic impedance recorded via the defibrillation pads. This thesis work stemmed from a partnership between Schiller Medical and the Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien of the Université de Strasbourg. We first identified transthoracic impedance featureslinked with the circulatory status by studying clinically induced cardiac arrest. The most relevant features were later selected to form predictive models of hemodynamic collapse. We uncovered restrictions to the use of transthoracic impedance. We took them into account for the annotation of out of hospital cardiac arrests aimed at training algorithms for the classification of pulseless electrical activity and pulsatile rhythms.

L’arrêt cardiaque extra-hospitalier (ACREH) touche environ 30 à 40,000 personnes en France chaque année. Dans près de la moitié des cas, la cause de l’ACREH est une occlusion coronaire aiguë provoquant un trouble du rythme ventriculaire létal. Malgré les progrès réalisés ces dernières années en terme de prise en charge pré et intra-hospitalière, le pronostic de ces patients reste sombre, de par les lésions neurologiques se produisant très rapidement après l’arrêt circulatoire. Alors que le pronostic à court terme est relativement bien décrit, les données sur le devenir à long terme, en termes de survie, mais aussi de devenir fonctionnel, neurologique, et de qualité de vie, restent rares. Objectifs : L’objectif de ce travail est de décrire le devenir à long terme des patients victimes d’un ACREH et admis vivants à l’hôpital (qualité de vie liée à l’état de santé, devenir neurologique et fonctionnel) et d’évaluer les facteurs associés à ce devenir (biomarqueurs, revascularisation coronaire précoce). Patients et méthodes : Ce travail a consisté en l’analyse des données de la cohorte des patients victimes d’un ACREH et admis vivants en réanimation mé- dicale à l’hôpital Cochin. Cette cohorte a été constituée rétrospectivement entre 2000 et 2006 sur dossiers archivés puis prospectivement selon les recommandations internationales d’Utstein depuis 2007. Les données de survie ont été collectées. Le devenir neurologique et fonctionnel et les données de qualité de vie ont été collectées lors d’entretiens téléphoniques réalisés auprès des survivants sortis vivants de l’hôpital. Résultats principaux : La mortalité globale à J30 était de 68,2%. La revascu- larisation coronaire (ATL) immédiate était associée à une mortalité à J30 plus faible (ORcoro sans ATL vs. pas coro 0,79 [0,57;1,08], p=0,14 et ORcoro avec ATL vs. pas coro 0,61 [0,43;0,85], p<0,01). Les 466 patients vivants à J30 ont été suivis pendant une durée médiane de 3,2 ans [IQR : 0,7 ;6,7], avec une durée maximale de suivi de 13,5 ans. En analyse multivariée, la revascularisation coronaire immédiate restait inversement associée à la mortalité à long terme (HRcoro sans ATL vs. pas coro 0,78 [0,45 ;1,33], p=0,35 et HRcoro avec ATL vs. pas coro 0,40 [0,23 ;0,70], p<0,01).
La copeptine a été dosée chez 298/510 patients à l’admission et chez 224 patients à J3. Le taux médian à l’admission était de 261,3 [125,2 ;478,6] pmol/L. Le taux de survie à 1 an était inversement proportionnel au quintile de copeptine à l’admission (38,2, 32,6, 27,7, 31 et 13,6%, respectivement; p<0,01). En analyse multivariée, seul le cinquième quintile de copeptine à l’admission était associé à la mortalité à 1 an (HR5ème vs. 1er 1,64 [1,06;2,58], p=0,03). Après ajustement mutuel des taux de copeptine à l’admission et à J3, le taux de copeptine à l’admission n’était plus associé à la mortalité à 1 an mais le taux de copeptine à J3 restait asso- cié à la mortalité à 1 an par une relation concentration-dépendante (HR2ème vs. 1er 1,60 [0,90-3,17], p=0,10 ; HR3ème vs. 1er 1,94 [1,01 ;3,71], p=0,05 ; HR 4ème vs. 1er 2,01 [1,04 ;3,89], p=0,04 et HR5ème vs. er 2,38 [1,19 ;4,74], p=0,01 ; p de tendance =0,02). Au cours du suivi, 255 patients ont pu être recontactés. Le délai médian de recon- tact après la survenue de l’ACREH était de 50 [22-93] mois. 66% des patients sortis de réanimation avec un score CPC coté à 1 gardaient une performance neurolo- gique préservée au moment de l’interview (n=150/231). Les dimensions physiques et mentales agrégées du SF-36 étaient similaires chez les survivants d’ACREH en comparaison avec les individus de la population générale (47,0 vs. 47,1, p=0,88 et 46,4 vs. 46,9, p=0,45, respectivement). Les patients présentaient une altération plus marquée des dimensions physiques que des dimensions mentales du score SF- 36 en comparaison avec la population générale. L’activité physique (74,1 vs. 78,4, p=0,02) et la vitalité (50,7 vs. 56,2, p<0,01) étaient les dimensions les plus altérées. (...) / Out-of-hospital cardiac arrest (OHCA) occurs in about 30-40,000 people in France each year and is related to a culprit coronary occlusion in half cases. Although pre and in-hospital management of such patients dramatically improved last years, outcome remains poor because of the neurological damage related to brain anoxia. Short-term outcome is well-described but data are lacking on long-term outcome, functionnal and neurological outcome and health-related quality of life (HRQOL). Objectives : The main purpose of this work was to describe the long-term outcome of successfully resuscitated OHCA patients admitted alive at ICU. We aimed at picking up factors associated with HRQOL as well. Patients and methods : Data from the Paris registry were used. Consecutive sucessfully resuscitated OHCA patients admitted alive at Medical ICU of Cochin hospital, Paris, France are included in the database since 2000, January 1st, accor-ding to Utstein style. We also collected survival data. Neurological and functionnal outcome, as well as HRQOL (SF-36 questionnaire) were recorded during phone in- terviews in OHCA patients discharged alive from hospital. Main results : Overall mortality at day-30 was 68.2%. Immediate percutaneous coronary intervention (PCI) was associated with day-30 mortality (ORcoro w/o PCI vs. no coro 0.79 [0.57,1.08], p=0.14 et ORcoro w/ PCI vs. no coro 0.61 [0.43,0.85], p<0.01). The 466 patients alive at day-30 were followed-up for 3.2 years [IQR : 0.7-6.7]. After adjus- tement for cofounders, immediate PCI remained associated with long-term mor-
tality (HRcoro w/o PCI vs. no coro 0.78 [0.45,1.33], p=0.35 et HRcoro w/ PCI vs. no coro 0.40 [0.23,0.70], p<0.01). Copeptin was assessed in 298/510 patients at ICU admission and in 224 patients at day-3. Median admission copeptin level was 261.3 [125.2,478.6] pmol/L. Survival rates were 38.2, 32.6, 27.7, 31 and 13.6% through admission copeptin quintiles (p<0,01). In multivariate analysis, only the fifth quin-
tile was associated with one-year mortality (HR5ème vs. 1st 1.64 [1.06-2.58], p=0.03). After mutual adjustement of admission and day-3 copeptin levels, admission co- peptin level was not associated anymore with one-year mortality whereas day-3 copeptin level remained associated with one-year mortality in a concentration- dependent manner (HR2nd vs. 1st 1.60 [0.90-3.17], p=0.10; HR3th vs. 1st 1.94 [1.01- 3.71], p=0.05; HR 4th vs. 1st 2.01 [1.04-3.89], p=0.04 et HR5th vs. st 2.38 [1.19-4.74], p=0.01 ; p for trend =0.02). During follow-up, 255 OHCA patients dicharged alive from hospital were phone in- terviewed, after a median duration from cardiac arrest of 50 [22-93] months. 66% of patients kept a good cerebral performance after hospital discharge (n=150/231). Overall physical and mental SF-36 dimensions were similar between OHCA pa- tients and age- and gender-matched individuals from French general population (47.0 vs. 47.1,p=0.88 and 46.4 vs. 46.9, p=0.45, respectively). Physical dimensions were more significantly altered in OHCA patients, especially physical functionning (74.1 vs. 78.4, p=0.02) and vitality (50.7 vs. 56.2, p<0.01). In multivariate analysis, age, male gender, initial shockable rhythm were associated with an improvement in most of the SF-36 dimensions. Immediate PCI was associated with a gain in physical functionning (+7.0, p=0.06), general health (+7.3, p=0.02) and vitality (+4.4, p=0.08). Conclusion : Overall survival in this large cohort of successfully resuscitated OHCA patients was about 20%. Immediate PCI was associated with a decrea- sed short and long-term mortality. HRQOL was similar between OHCA patients and age and gender matched individuals from general population but physical di- mensions appeared significantly altered. Age, male gender and initial shockable rhythm were associated with a better HRQOL. (...)

L’insuffisance cardiaque aigue est une émergence médicale qui nécessite une prise en charge multidisciplinaire. L’Extracorporeal Life Support (ECLS) peut être envisagé comme option thérapeutique pour les formes d’insuffisance cardiaque aigue réfractaire au traitement conventionnel. L’objectif de ce projet de recherche clinique est de fournir une vue d’ensemble de l’ECLS dans la prise en charge du choc cardiogénique et de l’arrêt cardiaque réfractaire. L’intoxication médicamenteuse et la myocardite sont les meilleures indications à l’implantation de l’ECLS en considération de leur potentiel de récupération myocardique très élevé. La défaillance primaire du greffon après transplantation cardiaque et l’infarctus du myocarde présentent des résultats plus mitigés avec l’ECLS en raison d’une physiopathologie plus complexe. Le choc cardiogénique postcardiotomie après une intervention de chirurgie cardiaque montre des résultats décevants en raison du profile préopératoire des patients. L’arrêt cardiaque aussi exige une prise en charge immédiate et l’ECLS peut être considéré comme une solution thérapeutique de sauvetage. Une meilleure sélection des patients s’impose afin d’améliorer les résultats de l’ECLS pour l’arrêt cardiaque réfractaire intrahospitalier. Les résultats de l’ECLS pour l’arrêt cardiaque réfractaire extrahospitalier sont dictés principalement par le temps de réanimation cardio-pulmonaire et le rythme cardiaque. Les rythmes non choquables pourraient être considérés comme une contre-indication formelle à l’utilisation de l’ECLS autorisant une concentration de nos efforts sur les rythmes choquables où les chances de survie sont plus importantes / Acute heart failure is a clinical situation requiring a prompt multidisciplinary approach. Extracorporeal Life Support (ECLS) could represent a therapeutic option for acute heart failure refractory to standard maximal treatment. The aim of this report is to offer an overview of ECLS in the management of refractory cardiogenic shock and cardiac arrest. Drug intoxication and myocarditis are the best indications of ECLS in consideration of their high potential of myocardial recovery. Primary graft dysfunction after heart transplantation and acute myocardial infarction show reduced survival rates owing to their more complex pathophysiology. Postcardiotomy cardiogenic shock after cardiac surgery operations displays poor outcomes due to the preoperative profile of the patients. ECLS could be also considered as a rescue solution for refractory cardiac arrest. A better selection of in-hospital cardiac arrest patients is mandatory to improve ECLS outcomes. In-hospital cardiac arrest patients with a reversible cause like drug intoxication and acute coronary syndrome should benefit from ECLS whereas end-stage cardiomyopathy and postcardiotomy patients with an unclear cause of cardiac arrest should be contraindicated to avoid futile support. ECLS for refractory out-ofhospital cardiac arrest should be limited in consideration of its poor, especially neurological, outcome and the results are mainly limited by the low-flow duration and cardiac rhythm. Nonshockable rhythms could be considered as a formal contraindication to ECLS for refractory out-of-hospital cardiac arrest allowing a concentration of our efforts on the shockable rhythms, where the chances of success are substantial

Le taux de survie des patients souffrant d’un arrêt cardiaque extrahospitalier est inférieur à 10% même avec les meilleures pratiques en réanimation. Une nouvelle technique de réanimation, soit la réanimation par circulation extracorporelle, a été mise à l’essai et s’avère prometteuse pour améliorer le pronostic chez cette population. Par contre, des réponses à plusieurs enjeux doivent être obtenues avant de tester de façon prospective les avantages de cette technique, notamment quant aux impacts collatéraux sur les pratiques de réanimation préhospitalière qu’elle impliquerait, à la sélection des patients et aux potentielles stratégies de monitorage à utiliser chez ces patients. Cette thèse vise à répondre à ces questions avant d’éventuellement démontrer la valeur ajoutée de cette technique de réanimation et ainsi améliorer la survie pour ces patients. Le premier volet présente les résultats de trois études de cohorte explorant les impacts qu’aurait l’incorporation de la réanimation par circulation extracorporelle sur les protocoles de soins. Les résultats d’une première étude de cohorte ont démontré que la durée des manœuvres de réanimation avancées pratiquées en préhospitalier pourrait être réduite pour permettre un départ plus rapide vers un centre hospitalier pouvant initier la réanimation par circulation extracorporelle puisqu’il n’y avait pas d’association positive entre la durée de ces manœuvres et la survie chez ces patients. Les résultats d’une deuxième étude ont démontré que de rediriger les patients en arrêt cardiaque vers les centres hospitaliers pouvant pratiquer la réanimation par circulation extracorporelle pourrait augmenter leur taux de survie. Ce bénéfice potentiel subsistait jusqu’à un ajout de 14 minutes de la durée du trajet par ambulance dû à la redirection. Troisièmement, la modification de ces deux protocoles de soins permettrait à potentiellement trois fois plus de patients de bénéficier d’une réanimation par circulation extracorporelle. Le second volet présente les résultats de deux études visant à optimiser la sélection des patients pour une réanimation par circulation extracorporelle. Les résultats d’une première étude de cohorte descriptive ont démontré que les patients nécessitant plus de 10 défibrillations conservaient un pronostic de survie adéquat, et ainsi devraient demeurer éligible à une réanimation par circulation extracorporelle. Dans une deuxième étude de cohorte, nous avons étudié l’impact pronostique d’une conversion de rythme pendant la réanimation et avons démontré que le rythme initial était un meilleur marqueur de pronostic que la conversion du rythme. Ainsi, les patients ayant une conversion d’un rythme non-défibrillable à un rythme défibrillable ne devraient pas être retenus en première intention pour une réanimation par circulation extracorporelle, contrairement à ceux dont le rythme initial était déjà défibrillable. Les études du troisième volet visaient à explorer l’usage d’une technologie de monitorage de l’oxymétrie tissulaire, la spectroscopie proche-infrarouge, en raison de son potentiel pour mesurer en continu le degré d’oxygénation des candidats à une réanimation par circulation extracorporelle. Une revue systématique de la littérature a démontré l’utilité pronostique de cette technologie pour les patients en arrêt cardiaque. Ensuite, nous avons décrit à l’aide d’une cohorte prospective les propriétés métrologiques de deux appareils et les facteurs associés permettant d’optimiser leur utilité dans le contexte de patients en arrêt cardiaque. Les connaissances développées par l’entremise des études composant la présente thèse ont déjà été intégrées aux protocoles de prise en charge des patients souffrant d’un arrêt cardiaque extrahospitalier ce qui jette des bases solides pour poursuivre des recherches pour ultimement améliorer leur pronostic. / Despite advances in medical care, survival amongst out of hospital cardiac arrest patients remains low, with only 10% of patients surviving. The use of extracorporeal cardiopulmonary resuscitation, a novel resuscitation procedure, has recently garnered interest and showed promise to improve resuscitation outcomes. However, questions remain to be answered before this technology can be prospectively evaluated, notably regarding the collateral impacts of its implementation, appropriate patient selection and the monitoring strategies to use for these patients. The main objective of this thesis is to answer these questions to eventually improve the outcome of patients suffering from an out-of-hospital cardiac arrest. In the first part, the results of three cohort studies exploring the potential impact of the implementation of extracorporeal resuscitation on prehospital resuscitation protocols are presented. A first cohort study showed that the duration of prehospital advanced cardiac life support could be reduced to allow for an earlier transport to an extracorporeal resuscitation centre. A second cohort study showed that patients being transported to specialized resuscitation centres might have increased survival. This increase in survival would remain despite an additional 14 minutes of prehospital transport time due to the redirection. A third study showed that prehospital redirection could triple the number of patients who could benefit from extracorporeal resuscitation. In the second part, the results of two studies aiming to improve the selection of adequate patients for extracorporeal resuscitation are presented. A first cohort study showed that patients requiring more than 10 defibrillations still had an adequate chance at survival and should remain eligible for an extracorporeal resuscitation. A second cohort study showed that the initial rhythm was a much better prognosticating factor than subsequent rhythms. Patients with an initial non- shockable rhythm who experience a conversion to a shockable rhythm should not be considered first-line candidates for extracorporeal resuscitation. In the third part, three studies exploring the potential uses of near-infrared spectroscopy for the monitoring of extracorporeal resuscitation patients are presented. A systematic review was first performed and showed the prognosticating ability of this technology for patients suffering from a cardiac arrest. Then, using a prospective cohort, the metrological properties and their determinants of two frequently used near-infrared spectroscopy devices were described, in order to optimize their uses in the context of cardiac arrest. The knowledge acquired by the studies comprised in this thesis has already been integrated in protocols guiding the care for patients suffering from an out-of-hospital cardiac arrest and has laid the foundation for the prospective evaluation of extracorporeal resuscitation for this population, which will hopefully ultimately lead to improvement in their prognosis.

L'arrêt cardiaque est principalement d'étiologie cardio-vasculaire. Dans le contexte actuel des arrêts cardiaques extrahospitaliers, 20 à 25% des victimes présentent une fibrillation ventriculaire. Environ 3 à 5% des personnes sont sauvées sans séquelle neurologique. La survie à un arrêt cardiaque extrahospitalier dépend d'une prise en charge précoce et rapide de la victime. Les premiers témoins actifs réalisant la réanimation cardio-pulmonaire combinée à l'utilisation d'un défibrillateur sont ainsi un maillon important pour sauver la victime.Notre objectif principal est d'améliorer le taux de survie à un arrêt cardiaque extrahospitalier. Une première voie d'investigation est de proposer un fonctionnement de défibrillateur optimal combinant judicieusement les différents modules de détection embarqués (détection de fibrillation ventriculaire, détection de massage cardiaque, détection d'interférences électromagnétiques) afin de réduire les temps de pause péri-choc durant la procédure de réanimation. En effet, pendant ces temps, dits « hands-off » en anglais, aucun geste de secours n'est administré au patient qui, lui, voit d'une part sa pression de perfusion coronarienne chuter, d'autre part la probabilité de succès des tentatives de défibrillation décroître. C'est pourquoi une deuxième voie d'investigation porte sur la prédiction de l'efficacité de choc. Dans ce contexte, nous proposons de combiner des paramètres de l'électrocardiogramme dans les domaines temporel, fréquentiel et de la dynamique non-linéaire. Un classifieur bayésien utilisant le modèle de mélange de gaussiennes a été appliqué aux vecteurs de paramètres les plus prédicteurs de l'issue de la défibrillation et l'algorithme Espérance-Maximisation a permis de mener à bien la procédure d'apprentissage des paramètres du modèle probabiliste représentant les distributions conditionnelles de classe.L'ensemble des méthodes proposées a permis d'atteindre des résultats prometteurs pour à la fois réduire les temps de pause péri-choc et prédire l'efficacité de défibrillation et ainsi espérer améliorer le taux de survie à un arrêt cardiaque / The cardiac arrest is mainly of cardiovascular etiology. In the actual context of out-of-hospital cardiac arrests, 20 to 25% of the victims present a ventricular fibrillation. About 3 to 5% of the victims are saved without neurological damage. The chance of surviving a cardiac arrest outside an hospital depends on the early and fast support of the victim. The first active witnesses performing cardiopulmonary resuscitation combined with the use of a defibrillator are an important link to save the victim.Our main objective is to improve survival rate in out-of-hospital cardiac arrest cases. A first way of investigation is to propose an optimal functioning of defibrillator combining wisely the different processes of detection embedded (ventricular fibrillation detection, chest compressions detection, electromagnetic interferences detection), in order to reduce the peri-shock pauses during the resuscitation procedure. In fact, during these pauses, known as "hands-off" pauses, no emergency action is provided to the patient, what is correlated to a drop of the coronary pression, but also to a decrease of the chance of successful defibrillation. That is the reason why, a second way of investigation is based on the prediction of the efficiency of defibrillation. In this context, we propose to use a combination of parameters extracted from electrocardiogram in time, frequency and non-linear dynamics domains. A bayesian classifier using a gaussian mixture model was applied to the vectors of parameters, which are the most predictor of the defibrillation outcome and the algorithm Expectation-Maximization allowed to learn the parameters of the probabilistic model representing the class conditional distributions.All of the proposed methods allowed to reach promising results for both reducing the peri-shock pauses and predicting the efficiency of defibrillation in hope to improve the survival rate in cardiac arrest cases