En ventilation assistée, l’inadéquation entre l’activité des muscles respiratoires du patient et l’assistance délivrée par le ventilateur se traduit par la survenue d’une dysharmonie patient-ventilateur potentiellement associée avec la survenue d’asynchronies patient-ventilateur et d’une dyspnée. Minimiser cette dysharmonie est un objectif majeur de la ventilation assistée. Le Neuro Asservissement de la Ventilation Assistée (NAVA) et la Ventilation Assistée Proportionnelle (PAV) sont deux nouveaux modes qui pourraient améliorer l’harmonie patient-ventilateur. Nous avons montré que, de façon similaire, le NAVA et la PAV diminuent le nombre d’asynchronie patient-ventilateur, préviennent la surdistension pulmonaire, restaurent la variabilité cycle à cycle du comportement ventilatoire et améliorent l’équilibre charge-capacité et le couplage neuromécanique. De plus, l’utilisation du mode NAVA en ventilation non invasive pourrait également permettre d’améliorer la synchronisation patient-ventilateur. Nous avons également montré aux cours de différents travaux sur la dyspnée en ventilation mécanique que celle ci était fréquente mais néanmoins difficile à identifier, en particulier chez les patients non communicants. L’EMG de surface des muscles inspiratoires extra-diaphragmatiques pourrait constituer un outil simple et objectif pouvant permettre au clinicien de diagnostiquer une dyspnée en ventilation mécanique et optimiser les réglages du ventilateur dans le but de minimiser la dysharmonie patient-ventilateur. Ces données permettent de progresser vers une meilleure connaissance de la dysharmonie patient- ventilateur. L’impact clinique de l’utilisation des modes proportionnels et d’une détection précoce de la dyspnée doit maintenant être évalué par des essais cliniques. / Ventilatory support must be tailored to the load capacity balance of the respiratory system to avoid patient-ventilator dysharmony as it may lead to patient-ventilator asynchronies and dyspnea. Minimizing this dysharmony is crucial. Neurally Ventilatory Assist Ventilation (NAVA) and Proportional Assist Ventilation (PAV) modes may improve patient-ventilator interaction. We showed in this work that PAV and NAVA both prevents overdistension, restores breath by breath variability of the breathing pattern and improves neuromechanical coupling and patient- ventilator asynchrony in fairly similar ways compared to pressure support ventilation. In addition the use of NAVA with non-invasive ventilation may also improve patient-ventilator interaction. We also demonstrated that dyspnea is a frequent issue in mechanically ventilated ICU patients and it can be difficult to assess when the patient is unable to report it. Surface electromyograms of extradiaphragmatic inspiratory muscles provides a simple, reliable and non-invasive indicator of respiratory muscle loading/unloading in mechanically ventilated patients. Because this EMG activity is strongly correlated to the intensity of dyspnea, it could be used as a surrogate of respiratory sensations in mechanically ventilated patients, and might, therefore, provide a monitoring tool in patients in whom detection and quantification of dyspnea is complex if not impossible. These data provide a better understanding of patient-ventilator dysharmony. Further studies are needed to evaluate the possible clinical benefits of NAVA and PAV on clinical outcomes and the impact of an early detection of dyspnea in mechanical ventilation.

Cette thèse étudie ce qui peut-être calculé dans des systèmes composés de multiple ordinateurs communicant par messages ou partageant de la mémoire. Les modèles considérés prennent en compte la possibilité de défaillance d'une partie de ces ordinateurs ainsi que la variabilité et l'hétérogénéité de leurs vitesses d'exécution. Les résultats présentés considèrent principalement les problèmes d'accord, les systèmes sujets au partitionnement et les détecteurs de fautes. Ce document établis des relations entre les modèles itérés connus et la notion de détecteur de fautes. Il présente une hiérarchie de problèmes généralisant l'accord k-ensembliste et le consensus s-simultané. Une nouvelle construction universelle basée sur des objets consensus s-simultané ainsi qu'une famille de modèles itérés autorisant plusieurs processus à s'exécuter en isolation sont introduites. / This thesis studies computability in systems composed of multiple computers exchanging messages or sharing memory. The considered models take into account the possible failure of some of these computers, as well as variations in time and heterogeneity of their execution speeds. The presented results essentially consider agreement problems, systems prone to partitioning and failure detectors. The document establishes relations between known iterated models and the concept of failure detector and presents a hierarchy of agreement problems spanning from k-set agreement to s-simultaneous consensus. It also introduces a new universal construction based on s-simultaneous consensus objects and a family of iterated models allowing several processes to run in isolation.

Résumé : Cette thèse s’intéresse au temps d’émergence et aux asynchronies patient-ventilateur à l’origine de lésions pulmonaires chez des patients en soins critiques sous algosédation durant la phase aiguë de la ventilation mécanique. L’originalité de cette recherche consiste à comparer un protocole d’algosédation guidé par l’échelle de Ramsay (le standard) à celui guidé par la technologie BIS. Méthodologie. Suivant un devis mixte inter groupe et intrasujets, cette recherche comporte deux groupes de patients adultes et se déroule sur une période de quatre ans. Le premier groupe comprend 23 patients dont le protocole d’algosédation est guidé par l’échelle de Ramsay. Le second groupe compte 18 patients soumis à la même stratégie de ventilation et au même protocole d’algosédation mais guidé cette fois-ci par la technologie BIS. Mesures. Le temps d ’émergence pour un retour à la ventilation spontanée soutenue (TEVSS) suivant l’arrêt de la perfusion de l’algosédation et les interactions patient-ventilateur (synchronies et asynchronies) durant la phase aiguë de ventilation constituent les variables dépendantes. Résultats. Le groupe bénéficiant de la technologie BIS présente un TEVSS médian de 3,1 heures comparé à 22,5 heures pour le groupe guidé par l’échelle de Ramsay (valeur p=0,001). De plus, le groupe bénéficiant de la technologie BIS présente 11% de moins d’asynchronies patient-ventilateur que celui guidé par l’échelle de Ramsay (valeur p<0,001). En outre, parmi les paramètres de la technologie BIS, l’électromyogramme (EMG) s’avère l’élément le plus robuste à prédire l’asynchronie patient-ventilateur. Conclusion. La réduction du TEVSS ainsi que la diminution des asynchronies patient-ventilateur démontrent un avantage considérable à utiliser la technologie BIS en soins critiques chez les patients adultes non communicatifs durant la phase aiguë de ventilation mécanique. De plus, l’EMG de la technologie BIS permettrait vraisemblablement de déceler de façon précoce l’expression préclinique de la douleur. Enfin, cette thèse propose un algorithme de contrôle de l’algosédation en soins critiques en référence à la technologie BIS. // Abstract : This thesis focuses on emergence time from algosédation (for which a prolongation increases complex investigations and costs) and on patient-ventilator interaction (related to lung injuries) in critical care patients undergoing mechanical ventilation with algosedation perfusion during the acute phase of ventilator support. More specifically, the originality of this research stems from the simultaneous comparison of the emergence time for a retum of sustained spontaneous breathing and the presence of asynchronies, by eomparing algosedation guided by the Ramsay scale (gold standard) in a first group and by the BIS technology in a second group. Methodology. Following a mixed design of an inter group, intra subject, this research is performed in two groups of adults over a period of four years. The first group consists of 23 patients where algosedation is guided with the Ramsay scale whereas the second group consists of 18 patients with the same ventilation strategy and same algosédation protocol but guided using the BIS technology. This research evaluates the effectiveness of both instruments to guide algosedation during the acute phase of ventilation. Measures. Dependent variables consist of the emergence time for a sustained spontaneous breathing following cessation o f algosedation and patient-ventilator interaction (asynchronies) during the acute phase of ventilatory support. Results. The group guided with BIS technology has a median emergence time for a sustained spontaneous breathing of 3.1 hours compared to 22.5 hours for the Ramsay scale guided group (p value=0.001). Furthermore, patients benefiting from the BIS technology presented 11% less asynchrony than those with the Ramsay scale (p value <0.001). More specifically, among BIS technology parameters, electromyography (EMG) appeared the best indicator to predict patient-ventilator asynchrony in both groups. Conclusion. In the second group, the reduction in the emergence time for a sustained spontaneous breathing and the decrease of patient-ventilator asynchronies mandates the use o f BIS technology in critical care to guidee algosedation among non-communicative adults during the acute phase of ventilatory support. EMG from the BIS technology might be able to detect pre-clinical pain expression. This thesis also favors the implementation of a décision algorithm in the control of algosedation in critical care.

Des asynchronies patient-ventilateur sont fréquemment observées en ventilation assistée. Objectif : Déterminer l'incidence et les facteurs favorisants des asynchronies, venant du patient, du ventilateur ou des réglages, et préciser le réglage optimal du ventilateur. Méthodes : Nous avons évalué l'incidence des asynchronies avec une méthode simple et non invasive basée sur l'analyse des courbes du ventilateur. Chez les patients qui présentaient des efforts inefficaces, nous avons mesuré l'effort inspiratoire avec une sonde œsophagienne afin d'optimiser le réglage du ventilateur. Nous avons évalué l'impact du mode ventilatoire sur la qualité du sommeil avec une polysomnographie complète. Enfin, tous les ventilateurs de réanimation ont été testés sur banc afin de comparer les performances en termes de trigger et pressurisation. Résultats : Près d'un quart des patients présentaient des asynchronies fréquentes. La durée de ventilation de ces patients était plus longue et le sevrage plus difficile. Les efforts inefficaces, qui représentaient les asynchronies les plus fréquentes, étaient favorisés par une assistance ventilatoire excessive. La réduction du niveau d'aide inspiratoire (AI) permettait d'éliminer quasi-complètement les efforts inefficaces, sans augmenter l'effort inspiratoire et sans modifier la vraie fréquence respiratoire du patient. Le mode ventilatoire n'avait pas d'influence sur la qualité du sommeil et les asynchronies. Les efforts inefficaces survenaient aussi bien en AI qu'en ventilation assistée contrôlée. Avec un niveau d'AI adéquat, les apnées centrales étaient peu nombreuses et n'avaient pas d'influence sur la qualité du sommeil. Les performances insuffisantes observées avec certains ventilateurs peuvent également altérer la synchronisation. Conclusion : Les asynchronies patient-ventilateur sont fréquentes et associées à une durée de ventilation prolongée. Une " dose de ventilation " excessive favorise les efforts inefficaces, mais un réglage optimal du ventilateur permet de minimiser ces asynchronies. Cette thèse est un support pour déterminer dans une étude plus large si une synchronisation adéquate peut réduire la durée de ventilation.

Le principal rôle du corps calleux est d’assurer le transfert de l’information entre les hémisphères cérébraux. Du support empirique pour cette fonction provient d’études investiguant la communication interhémisphérique chez les individus à cerveau divisé (ICD). Des paradigmes expérimentaux exigeant une intégration interhémisphérique de l’information permettent de documenter certains signes de déconnexion calleuse chez ces individus. La présente thèse a investigué le transfert de l’information sous-tendant les phénomènes de gain de redondance (GR), de différence croisé– non-croisé (DCNC) et d’asynchronie bimanuelle chez les ICD et les individus normaux, et a ainsi contribué à préciser le rôle du corps calleux. Une première étude a comparé le GR des individus normaux et des ICD ayant subi une section partielle ou totale du corps calleux. Dans une tâche de détection, le GR consiste en la réduction des temps de réaction (TR) lorsque deux stimuli sont présentés plutôt qu’un seul. Typiquement, les ICD présentent un GR beaucoup plus grand (supra-GR) que celui des individus normaux (Reuter-Lorenz, Nozawa, Gazzaniga, & Hughes, 1995). Afin d’investiguer les conditions d’occurrence du supra-GR, nous avons évalué le GR en présentation interhémisphérique, intrahémisphérique et sur le méridien vertical, ainsi qu’avec des stimuli requérant une contribution corticale différente (luminance, couleur équiluminante ou mouvement). La présence d’un supra-GR chez les ICD partiels et totaux en comparaison avec celui des individus normaux a été confirmée. Ceci suggère qu’une section antérieure du corps calleux, qui perturbe le transfert d’informations de nature motrice/décisionnelle, est suffisante pour produire un supra-GR chez les ICD. Nos données permettent aussi d’affirmer que, contrairement au GR des individus normaux, celui des ICD totaux est sensible aux manipulations sensorielles. Nous concluons donc que le supra-GR des ICD est à la fois attribuable à des contributions sensorielles et motrices/décisionnelles. Une deuxième étude a investigué la DCNC et l’asynchronie bimanuelle chez les ICD et les individus normaux. La DCNC réfère à la soustraction des TR empruntant une voie anatomique « non-croisée » aux TR empruntant une voie anatomique « croisée », fournissant ainsi une estimation du temps de transfert interhémisphérique. Dans le contexte de notre étude, l’asynchronie bimanuelle réfère à la différence de TR entre la main gauche et la main droite, sans égard à l’hémichamp de présentation. Les effets de manipulations sensorielles et attentionnelles ont été évalués pour les deux mesures. Cette étude a permis d’établir une dissociation entre la DCNC et l’asynchronie bimanuelle. Précisément, les ICD totaux, mais non les ICD partiels, ont montré une DCNC significativement plus grande que celle des individus normaux, alors que les deux groupes d’ICD se sont montrés plus asynchrones que les individus normaux. Nous postulons donc que des processus indépendants sous-tendent la DCNC et la synchronie bimanuelle. De plus, en raison de la modulation parallèle du GR et de l’asynchronie bimanuelle entre les groupes, nous suggérons qu’un processus conjoint sous-tend ces deux mesures. / The main role of the corpus callosum is the transfer of information across the cerebral hemispheres. Evidence for this function comes from studies investigating the interhemispheric communication of split-brain individuals. Specific experimental paradigms requiring interhemispheric integration have enabled the documentation of disconnection symptoms for split-brain individuals. Along those lines, the present thesis investigated the transfer of information underlying the redundant target effect (RTE), the crossed-uncrossed difference (CUD), and bimanual asynchrony of normal and split-brain individuals, and therefore contributed to further our knowledge of the role of the corpus callosum. The first study investigated the RTE of partial split-brain (anterior section), total split-brain, and normal individuals. The RTE occurs when reaction times (RTs) to multiple stimuli are faster than RTs to a single stimulus. Split-brain individuals typically exhibit an enhanced RTE as compared to normal individuals (Reuter-Lorenz et al., 1995). In order to investigate the conditions in which the enhanced RTE occurs, we tested the RTE in interhemispheric, intrahemispheric, and midline conditions, as well as with stimuli requiring different cortical contributions (stimuli defined by luminance, equiluminant colour, or motion). Our data supported the occurrence of an enhanced RTE for partial and total split-brain individuals as compared to normal individuals. This suggests that an anterior section of the corpus callosum, which disrupts the transfer of motor/decisional information, suffices to produce an enhanced RTE in split-brain individuals. In addition, in contrast with the RTE of normal individuals, that of total split-brain individuals was modulated as a function of a sensory manipulation. We therefore conclude that the enhanced RTE of split-brain individuals is attributable to both sensory and motor/decisional contributions. The second study investigated the CUD and the bimanual asynchrony of normal, partial split-brain, and total split-brain individuals. The CUD refers to the subtraction of mean RTs of uncrossed hand-visual hemifield combination from mean RTs of crossed hand-visual hemifield combination. In the context of our study, the asynchrony reflected the difference between the left-hand RT and the right-hand RT on each trial, irrespective of the side of presentation. The effect of sensory and attentional manipulations was assessed for both measures. Our study contributed to dissociate the CUD and bimanual asynchrony. Specifically, total split-brain individuals, but not partial split-brain individuals, showed a larger CUD than normal individuals, whereas both split-brain groups were less synchronous than normal individuals. We therefore postulate that independent processes underlie the CUD and bimanual asynchrony. Furthermore, the parallel modulation of the RTE and bimanual asynchrony across groups suggest common underlying processes for these two measures.

Le principal rôle du corps calleux est d’assurer le transfert de l’information entre les hémisphères cérébraux. Du support empirique pour cette fonction provient d’études investiguant la communication interhémisphérique chez les individus à cerveau divisé (ICD). Des paradigmes expérimentaux exigeant une intégration interhémisphérique de l’information permettent de documenter certains signes de déconnexion calleuse chez ces individus. La présente thèse a investigué le transfert de l’information sous-tendant les phénomènes de gain de redondance (GR), de différence croisé– non-croisé (DCNC) et d’asynchronie bimanuelle chez les ICD et les individus normaux, et a ainsi contribué à préciser le rôle du corps calleux. Une première étude a comparé le GR des individus normaux et des ICD ayant subi une section partielle ou totale du corps calleux. Dans une tâche de détection, le GR consiste en la réduction des temps de réaction (TR) lorsque deux stimuli sont présentés plutôt qu’un seul. Typiquement, les ICD présentent un GR beaucoup plus grand (supra-GR) que celui des individus normaux (Reuter-Lorenz, Nozawa, Gazzaniga, & Hughes, 1995). Afin d’investiguer les conditions d’occurrence du supra-GR, nous avons évalué le GR en présentation interhémisphérique, intrahémisphérique et sur le méridien vertical, ainsi qu’avec des stimuli requérant une contribution corticale différente (luminance, couleur équiluminante ou mouvement). La présence d’un supra-GR chez les ICD partiels et totaux en comparaison avec celui des individus normaux a été confirmée. Ceci suggère qu’une section antérieure du corps calleux, qui perturbe le transfert d’informations de nature motrice/décisionnelle, est suffisante pour produire un supra-GR chez les ICD. Nos données permettent aussi d’affirmer que, contrairement au GR des individus normaux, celui des ICD totaux est sensible aux manipulations sensorielles. Nous concluons donc que le supra-GR des ICD est à la fois attribuable à des contributions sensorielles et motrices/décisionnelles. Une deuxième étude a investigué la DCNC et l’asynchronie bimanuelle chez les ICD et les individus normaux. La DCNC réfère à la soustraction des TR empruntant une voie anatomique « non-croisée » aux TR empruntant une voie anatomique « croisée », fournissant ainsi une estimation du temps de transfert interhémisphérique. Dans le contexte de notre étude, l’asynchronie bimanuelle réfère à la différence de TR entre la main gauche et la main droite, sans égard à l’hémichamp de présentation. Les effets de manipulations sensorielles et attentionnelles ont été évalués pour les deux mesures. Cette étude a permis d’établir une dissociation entre la DCNC et l’asynchronie bimanuelle. Précisément, les ICD totaux, mais non les ICD partiels, ont montré une DCNC significativement plus grande que celle des individus normaux, alors que les deux groupes d’ICD se sont montrés plus asynchrones que les individus normaux. Nous postulons donc que des processus indépendants sous-tendent la DCNC et la synchronie bimanuelle. De plus, en raison de la modulation parallèle du GR et de l’asynchronie bimanuelle entre les groupes, nous suggérons qu’un processus conjoint sous-tend ces deux mesures. / The main role of the corpus callosum is the transfer of information across the cerebral hemispheres. Evidence for this function comes from studies investigating the interhemispheric communication of split-brain individuals. Specific experimental paradigms requiring interhemispheric integration have enabled the documentation of disconnection symptoms for split-brain individuals. Along those lines, the present thesis investigated the transfer of information underlying the redundant target effect (RTE), the crossed-uncrossed difference (CUD), and bimanual asynchrony of normal and split-brain individuals, and therefore contributed to further our knowledge of the role of the corpus callosum. The first study investigated the RTE of partial split-brain (anterior section), total split-brain, and normal individuals. The RTE occurs when reaction times (RTs) to multiple stimuli are faster than RTs to a single stimulus. Split-brain individuals typically exhibit an enhanced RTE as compared to normal individuals (Reuter-Lorenz et al., 1995). In order to investigate the conditions in which the enhanced RTE occurs, we tested the RTE in interhemispheric, intrahemispheric, and midline conditions, as well as with stimuli requiring different cortical contributions (stimuli defined by luminance, equiluminant colour, or motion). Our data supported the occurrence of an enhanced RTE for partial and total split-brain individuals as compared to normal individuals. This suggests that an anterior section of the corpus callosum, which disrupts the transfer of motor/decisional information, suffices to produce an enhanced RTE in split-brain individuals. In addition, in contrast with the RTE of normal individuals, that of total split-brain individuals was modulated as a function of a sensory manipulation. We therefore conclude that the enhanced RTE of split-brain individuals is attributable to both sensory and motor/decisional contributions. The second study investigated the CUD and the bimanual asynchrony of normal, partial split-brain, and total split-brain individuals. The CUD refers to the subtraction of mean RTs of uncrossed hand-visual hemifield combination from mean RTs of crossed hand-visual hemifield combination. In the context of our study, the asynchrony reflected the difference between the left-hand RT and the right-hand RT on each trial, irrespective of the side of presentation. The effect of sensory and attentional manipulations was assessed for both measures. Our study contributed to dissociate the CUD and bimanual asynchrony. Specifically, total split-brain individuals, but not partial split-brain individuals, showed a larger CUD than normal individuals, whereas both split-brain groups were less synchronous than normal individuals. We therefore postulate that independent processes underlie the CUD and bimanual asynchrony. Furthermore, the parallel modulation of the RTE and bimanual asynchrony across groups suggest common underlying processes for these two measures.

En ventilation assistée, les interactions patient-ventilateur, qui sont associés au pronostic, dépendent pour partie des algorithmes de ventilation. Objectifs : Caractériser l'intérêt potentiel des nouveaux algorithmes de ventilation dans l'optimisation des interactions patient-ventilateur : 1) en ventilation invasive, deux modes et leurs algorithmes nous ont semblé novateurs et nous avons cherché à personnaliser l'assistance du ventilateur en fonction de l'effort respiratoire du patient au cours de ces modes proportionnels : ventilation assistée proportionnelle (PAV+) et ventilation assistée neurale (NAVA) ; 2) en ventilation non-invasive (VNI) nous avons évalué si les algorithmes VNI des ventilateurs de réanimation et des ventilateurs dédiés à la VNI diminuaient l'incidence des asynchronies patient-ventilateur. Méthodes : 1) En PAV+ nous avons décrit un moyen de recalculer le pic de pression musculaire réalisée par le patient à chaque inspiration à partir du gain réglé et de la pression des voies aériennes monitorée par le respirateur. Nous avons alors évalué la faisabilité clinique d'ajuster l'assistance en ciblant un intervalle jugé normal de pression musculaire. 2) Nous avons comparé une titration de l'assistance en NAVA et en aide inspiratoire (AI) en se basant sur les indices d'effort respiratoire. 3 et 4) En VNI, nous avons évalué l'incidence des asynchronies patient-ventilateur avec et sans l'utilisation d'algorithmes VNI : sur banc d'essai au cours de conditions expérimentales reproduisant la présence de fuites autour de l'interface ; en clinique chez des patients de réanimation. Résultats : En PAV+, ajuster le gain dans le but de cibler un effort respiratoire normal était faisable, simple et souvent suffisant pour ventiler les patients depuis le sevrage de la ventilation mécanique jusqu'à l'extubation. En NAVA, l'analyse des indices d'effort respiratoire a permis de préciser les bornes d'utilisation et de comparer les interactions patient-ventilateur avec l'AI dans des intervalles d'assistance semblables. En VNI, nos données pointaient l'hétérogénéité des algorithmes VNI sur les ventilateurs de réanimation et retrouvaient une meilleure synchronisation patient-ventilateur avec l'utilisation de ventilateurs dédiés à la VNI pour des qualités de pressurisation par ailleurs identiques. Conclusions : En ventilation invasive, personnaliser l'assistance des modes proportionnels optimise les interactions patient-ventilateur et il est possible de cibler une zone d'effort respiratoire normale en PAV+. En VNI, les ventilateurs dédiés améliorent la synchronisation patient-ventilateur plus encore que les algorithmes VNI sur les ventilateurs de réanimation, dont l'efficacité varie grandement selon le ventilateur considéré. / During assisted mechanical ventilation, patient-ventilator interactions, which are associated with outcome, partly depend on ventilation algorithms.Objectives: : 1) during invasive mechanical ventilation, two modes offered real innovations and we wanted to assess whether the assistance could be customized depending on the patient's respiratory effort during proportional ventilatory modes: proportional assist ventilation with load-adjustable gain factors (PAV+) and neurally adjusted ventilator assist (NAVA); 2) during noninvasive ventilation (NIV): to assess whether NIV algorithms implemented on ICU and dedicated NIV ventilators decrease the incidence of patient-ventilator asynchrony.Methods: 1) In PAV+ we described a way to calculate the muscle pressure value from the values of both the gain adjusted by the clinician and the airway pressure. We then assessed the clinical feasibility of adjusting the gain with the goal of maintaining the muscle pressure within a normal range. 2) We compared titration of assistance between neurally adjusted ventilator assist (NAVA) and pressure support ventilation (PSV) based on respiratory effort indices. During NIV, we assessed the incidence of patient-ventilator asynchrony with and without the use of NIV algorithms: 1) using a bench model; 2) and in the clinical settings.Results: During PAV+, adjusting the gain with the goal of targeting a normal range of respiratory effort was feasible, simple, and most often sufficient to ventilate patients from the onset of partial ventilatory support until extubation. During NAVA, the analysis of respiratory effort indices allowed us to precise the boundaries within which the NAVA level should be adjusted and to compare patient-ventilator interactions with PSV within similar ranges of assistance. During NIV, our data stressed the heterogeneity of NIV algorithms implemented on ICU ventilators. We therefore reported that dedicated NIV ventilators allowed better patient-ventilator synchronization than ICU ventilators, even with their NIV algorithms engaged.Conclusions: During invasive mechanical ventilation, customizing the assistance during proportional ventilatory modes with the goal of targeting a normal range of respiratory effort optimizes patient-ventilator interactions and is feasible with PAV+. During NIV, dedicated NIV ventilators allow better patient-ventilator synchrony than ICU ventilators, even with their NIV algorithm engaged. ICU ventilators' NIV algorithms efficiency is however highly variable among ventilators.

Des asynchronies patient-ventilateur sont fréquemment observées en ventilation assistée. Objectif : Déterminer l'incidence et les facteurs favorisants des asynchronies, venant du patient, du ventilateur ou des réglages, et préciser le réglage optimal du ventilateur. Méthodes : Nous avons évalué l'incidence des asynchronies avec une méthode simple et non invasive basée sur l'analyse des courbes du ventilateur. Chez les patients qui présentaient des efforts inefficaces, nous avons mesuré l'effort inspiratoire avec une sonde œsophagienne afin d'optimiser le réglage du ventilateur. Nous avons évalué l'impact du mode ventilatoire sur la qualité du sommeil avec une polysomnographie complète. Enfin, tous les ventilateurs de réanimation ont été testés sur banc afin de comparer les performances en termes de trigger et pressurisation. Résultats : Près d'un quart des patients présentaient des asynchronies fréquentes. La durée de ventilation de ces patients était plus longue et le sevrage plus difficile. Les efforts inefficaces, qui représentaient les asynchronies les plus fréquentes, étaient favorisés par une assistance ventilatoire excessive. La réduction du niveau d'aide inspiratoire (AI) permettait d'éliminer quasi-complètement les efforts inefficaces, sans augmenter l'effort inspiratoire et sans modifier la vraie fréquence respiratoire du patient. Le mode ventilatoire n'avait pas d'influence sur la qualité du sommeil et les asynchronies. Les efforts inefficaces survenaient aussi bien en AI qu'en ventilation assistée contrôlée. Avec un niveau d'AI adéquat, les apnées centrales étaient peu nombreuses et n'avaient pas d'influence sur la qualité du sommeil. Les performances insuffisantes observées avec certains ventilateurs peuvent également altérer la synchronisation. Conclusion : Les asynchronies patient-ventilateur sont fréquentes et associées à une durée de ventilation prolongée. Une « dose de ventilation » excessive favorise les efforts inefficaces, mais un réglage optimal du ventilateur permet de minimiser ces asynchronies. Cette thèse est un support pour déterminer dans une étude plus large si une synchronisation adéquate peut réduire la durée de ventilation. / Major patient-ventilator asynchrony seems common on ventilator screen during assisted mechanical ventilation. Objectives: To evaluate the incidence of major asynchrony and to identify factors related to patient's characteristics and ventilator parameters associated with asynchrony, and to determine optimal ventilator adjustments. Methods: We evaluated the incidence of major patterns of asynchrony easily detected using a noninvasive method based on flow and airway pressure curves. In patients with frequent ineffective efforts we measured patient's effort using esophageal pressure measurements to optimize ventilatory settings. We evaluated the impact of ventilatory mode on sleep quality using a complete polysomnography. All intensive-care-unit ventilators were compared on a bench test in terms of trigger performance and pressurization capacity. Results: One-fourth of intubated patients exhibited major asynchrony. Duration of mechanical ventilation was longer and weaning more difficult in patients with asynchrony as compared to patients without asynchrony. Ineffective triggering was the main pattern of asynchrony and was promoted by excessive ventilatory assistance. Reducing the pressure-support completely eliminated ineffective efforts in most of patients, without inducing excessive respiratory muscle effort and without modifying the true patient's respiratory rate. Ventilatory mode did not influence sleep quality and asynchrony. Ineffective efforts were detected during both pressure-support ventilation and assist-control ventilation, and central apneas were not common using adequate level of pressure-support. Some ventilators exhibited poor performances which could promote patient-ventilator asynchrony. Conclusion: Patient-ventilator asynchrony is frequent during assisted ventilation and associated with prolonged duration of mechanical ventilation. Excessive ventilatory support could promote ineffective efforts although optimal ventilatory settings could minimize asynchrony. This work is a starting point to determine in a large study, whether optimization of ventilatory settings could shorten duration of mechanical ventilation.

This thesis deals with the analysis of high-frequency ECG, namely by parameters for the determination of cardiac asynchrony from the amplitude envelopes ultra-high-frequency ECG. In the theoretical part is described the conventional and high-frequency ECG, procedure of their scanning and parameters of the acquired record. Also is described the electrical conduction system of the heart and its blockade. This issue is followed by chapters about cardiac asynchrony and its treatments by biventricular pacemaker – resynchronization therapy. The chapter about resynchronization includes a description of the methods used for the indication for therapy based on conventional and high-frequency ECG. In the practical part are proposed new parameters for determining heart asynchrony from high-frequency ECG, programmed their detection in environment MATLAB and described realization of detection and obtained results. In the last part of thesis is described statistical evaluation of data and is decided about suitability of use the proposed parameters.