Le but principal de cette thèse de doctorat est de concevoir un système de chirurgie assistée par la connaissance. Cette connaissance est extraite de l'information issue des données et du contexte capturés en salle d'opération. Ce contexte est défini à l'aide d'un modèle de processus opératoire (surgical workflow - SWf). L'assistance porte sur la capture des modèles, l'automatisation de tâches ou encore la gestion des erreurs et des imprévus.<p><p>The main goal of this PhD thesis is to design a computer assisted surgery system based on surgical workflow (SWf) modeling, and intra-operative data and metadata acquired during the operation. For the SWf modeling, workflow-mining techniques will be developed based on dynamic learning and incremental inference. An ontology will be used to describe the various steps of the surgery and their attributes. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ce travail reprend les études d’évaluation d’une plateforme instrumentale dédiée à la chirurgie mitrale mini-invasive vidéo-assistée, et du télémanipulateur Da Vinci pour la réalisation d’anastomose mammaire interne / IVA à thorax fermé.) Evaluation du Portaclamp. Cette étude clinique a porté sur 20 patients opérés de chirurgie cardiaque sous CEC et a confirmé la simplicité d’utilisation du système, son efficacité et l’absence de morbidité ou complication induite. L’étude chez le porc des effets histologiques sur la paroi de l’aorte des trois clamps (l’endo-clamp, le clamp Chitwood et le Portaclamp) a révélé une atteinte majeure de l’endothélium aortique induite par l’endo-clamp . 2) Evaluation du Portapleg. Le Portapleg est un dispositif auto-suturant de cardioplégie antérograde constitué d’un clip en Nitinol restant implanté sur l’aorte. Une étude sur 20 patients a été rapportée avec comme critère principal le temps de saignement du site de ponction après injection de protamine. Le système a montré son efficacité hémostatique dans tous les cas sans événement secondaire. 3) Evaluation du Mitrax’s. C’est un cône en plastique polymère auto ajustable et auto expansible, qui repousse de façon symétrique et concentrique les parois de l’oreillette. Une étude prospective de son efficacité a été réalisée chez 62 patients opérés de chirurgie mitrale vidéo-assistée de façon consécutive. L’indice de satisfaction a été en moyenne 4.6, témoin d’une exposition optimale de la valve mitrale avec une vision endoscopique ou directe de la valve mitrale jugée excellente. 4) Analyse comparative des techniques mini-invasives de revascularisation de l’IVA par pontage mammaire (Port Access, MIDCAB, TECAB). Cette étude prospective a porté sur 160 patients ; à trois mois, le taux de réintervention sur l’IVA était : PA-CABG, 0% ; MIDCAB, 1.8% ; TECAB, 10% ; p<0.01. A trois ans, les taux actuariels de survie sans réintervention étaient : PA-CABG, 100% ; MIDCAB, 98±5 % ; TECAB, 88±8 % ; p<0.05. / This thesis is based on the evaluation studies of an instrumental platform dedicated to video assisted minimally invasive mitral valve surgery, and of the robotic Da Vinci system in LAD bypass with mammary artery in a closed chest approach. 1) Evaluation of Portaclamp. In 20 patients who underwent cardiac surgery with Portaclamp, a clinical study showed that the clamping system is safe, fast and easy and does not generate undue morbidity. In a pig model, severe lesions of the intima were observed on the clamping spot with the endoclamp, in comparison with Portaclamp and Chitwood clamp. 2) Evaluation of Portapleg. Portapleg is an auto-suturing system dedicated to antegrade cardioplegia delivery, and based on a Nitinol clip left implanted on the aorta. In 20 patients, the closure of the puncture aortic hole and the haemostasis after protamine were obtained in all cases. The procedure did not generate undue morbidity and there was no device-related adverse event. 3) Evaluation of Mitrax’s. The Mitrax’s retractor is a pattern cut polymer sheet, self-expanding and auto-adjusting. The effectiveness of Mitrax’s was evaluated in 62 patients who consecutively underwent a video-assisted mitral valve procedure. The global satisfaction index was 4.6±0.5, demonstrating the effectiveness of the device which provides optimal exposure and excellent direct vision. 4) Comparative analysis of minimally invasive techniques for LAD revascularization with mammary artery graft (Port Access, MIDCAB, TECAB). In a prospective study, 160 patients were included. At 3-month postoperatively, the end-point of LAD reintervention were PA-CABG, 0%; MIDCAB, 1.8%; TECAB, 10%; p=0.01. At 3-year, reintervention-free survival was significantly lower in the TECAB group: PA-CABG, 100% ; MIDCAB, 98±5 % ; TECAB, 88±8 % ; p<0.05.

Les transfusions de globules rouges représentent le traitement principal de l’anémie. La décision de transfuser représente un vrai dilemme clinique. L’anémie et les transfusions de globules rouges sont toutes les deux associées à des risques et à un moins bon devenir des patients, alors que le bénéfice des transfusions sanguines reste difficile à démontrer. C’est pour cela que la décision de transfuser ne doit pas être pris à la légère et qu’elle doit tenir compte de la balance antre les risques des transfusions de globules rouges et les risques de l’anémie. L’anémie, définie comme un taux d’hémoglobine sous la moyenne pour l’âge, est fréquente chez les enfants en péri-opératoire de chirurgie cardiaque. Les conséquences de l’anémie sont une diminution du transport en oxygène vers les cellules. Le taux d’hémoglobine sous lequel la demande tissulaire en oxygène est compromise n’est pas connue et dépend de l’état de santé du patient et de ses comorbidités. Les causes peropératoires de l’anémie sont surtout le saignement et l’hémodilution. Une diminution de la production d’érythropoïétine endogène, une dérégulation du métabolisme du fer, une production défectueuse de la moelle et la répétition des prélèvements sanguins contribuent à l’anémie postopératoire. L’anémie est associée à des évènements indésirables et un moins bon devenir, mais cette association semble en grande partie expliquée par la pathologie sous-jacente, elle-même associée à l’anémie. Les transfusions en globules rouges sont fréquentes en chirurgie cardiaque pédiatrique. Le rapport bénéfice-risque des transfusions sanguines reste difficile à évaluer. Alors que les études rapportant des bénéfices clairs des transfusions sanguines restent rares, plusieurs travaux observent une association entre les transfusions en globules rouges et une augmentation de la morbidité et mortalité. En outre, les transfusions sanguines demeurent une ressource rare et chère. <p>Le but de ce travail est de contribuer à une meilleure utilisation des transfusions sanguines chez les patients de chirurgie cardiaque pédiatrique. Dans la première partie du travail, nous avons étudié les déterminants des transfusions en globules rouges et du saignement, qui représentent une des causes principales de transfusion sanguine chez ces patients. Une meilleure identification et une prise en charge adéquate des facteurs qui mènent aux transfusions sanguines devraient diminuer le nombre de transfusions inappropriées. Dans la deuxième partie de ce travail, nous nous sommes penchés sur l’association entre les transfusions sanguines et le mauvais pronostic des patients en étudiant deux approches :l’âge des globules rouges transfusés et l’indication transfusionnelle. Une meilleure compréhension des facteurs associés à un moins bon pronostic devrait permettre de mieux définir les patients qui bénéficieraient réellement de transfusions en globules rouges. <p>En ce qui concerne les déterminants des transfusions sanguines, nous avons démontré que l’anémie préopératoire était significativement associée aux transfusions sanguines péri-opératoires. Les enfants qui saignent reçoivent beaucoup de produits sanguins. Nous avons déterminé les patients à risque de saignement afin de les reconnaître et les soumettre à des tests de coagulation rapides pour orienter le type de produits sanguins à transfuser en fonction des anomalies de coagulation mises en évidence. Puisque l’anticoagulation par héparine est systématique chez les patients opérés sous circulation corporelle, nous avons étudié si notre protocole de neutralisation de l’héparine avec de la protamine était adéquat. En effet, la persistance d’héparine circulante ainsi qu’un surdosage en protamine sont associés à des saignements postopératoires. Un ratio protamine-héparine de 1:2 semble permettre une neutralisation adéquate de l’héparine chez la majorité des patients sans les exposer à un surdosage en protamine. Finalement, nous avons démontré qu’une stratégie transfusionnelle restrictive en postopératoire permettait de diminuer l’exposition aux transfusions sanguines sans augmenter la morbidité et mortalité de ces enfants. Cela signifie qu’on pourrait éviter des transfusions en globules rouges en prenant en charge l’anémie préopératoire, en développant un algorithme de prise en charge précoce du saignement peropératoire et en diminuant le seuil transfusionnel postopératoire. <p>La deuxième partie de ce travail avait pour but de préciser l’association qu’il existe entre les transfusions en globules rouges et la morbidité et mortalité postopératoire. L’âge du sang n’a pas l’air d’être un facteur influençant le pronostic des enfants opérés de chirurgie cardiaque. Par contre, ce travail a permis de montrer que c’est probablement l’indication transfusionnelle ou la raison qui mène à la transfusion, plutôt que la transfusion en elle-même qui est associée à un moins bon pronostic. L’association entre les transfusions sanguines et un moins bon pronostic est probablement surestimée par la présence de facteurs confondants comme l’indication transfusionnelle. Les transfusions en globules rouges seraient plutôt un marqueur de risque qu’un facteur de risque de mauvais pronostic.<p>En conclusion, ce travail contribue au développement de stratégies transfusionnelles plus rationnelles en chirurgie cardiaque pédiatrique. Reposant sur une approche multidisciplinaire, elles assurent une prise en charge structurée et orientée permettant de diminuer l’exposition des enfants aux produits sanguins, avec pour objectif une amélioration du pronostic et une réduction des coûts de prise en charge de ceux-ci. / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'arthroplastie de la hanche entraîne, en postopératoire une douleur d'intensité élevée. Pour la contrer, une approche multimodale (combinaison de stratégies pharmacologiques et complémentaires) est encouragée.L'implication du patient et de sa famille est aussi suggérée, mais peu d'exemples existent. Le but de l'étude est de mesurer les effets d'une intervention éducative centrée sur le patient et la famille (proche accompagnant) axée sur la promotion de stratégies complémentaires, sur le soulagement de la douleur, l'anxiété et les stratégies d'adaptation à la douleur utilisées en postopératoire.L'intervention prenait en considération la famille en reconnaissant son expertise, son existence, son expérience et son besoin d'espoir. Trente-trois patients ont participé à cette étude quasi-expérimentale, tous accompagnés par une personne significative (groupe contrôle (GC) n=17, groupe expérimental (GE) n=16). Le groupe contrôle a reçu le traitement usuel alors que le groupe expérimental a bénéficié de l'intervention. Les résultats indiquent que l'intensité de la douleur des participants du GE est inférieure en période postopératoire au Jour 2 (2,75 vs 5,14 p=0,001) et au Jour 4 (2,17 vs 4,00, p=0,01). Les participants du GE rapportent moins d'anxiété (29,50 vs 37,00, p=0,041). Les participants du GE ont utilisé, de façon significative, moins de stratégies d'adaptation à la douleur négatives telles que l'ignorance et la dramatisation. Les résultats suggèrent qu'une intervention éducative, centrée sur le patient et sa famille axée sur la promotion de stratégies complémentaires, devrait être utilisée de façon systématique, intégrée à l'approche multimodale. Cette dernière améliore la gestion de la douleur, diminue l'anxiété et favorise l'utilisation de stratégies d'adaptation positive en postopératoire.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Inhaltsangabe zweier medizinischer Vorlesungen zur Medicinischen Chirurgie und Gehörkrankheiten von Carl Gustav Himly (1773 - 1835) um 1820 an der Universität Göttingen / Medical lecture about medical surgery and otolgy, 19 th century

Cette thèse porte sur la conception et la validation expérimentale d’une architecture de téléopération avec retour d’effort pour la chirurgie endoluminale. Dans cette perspective, un robot chirurgical, à échelle mésoscopique, a été utilisé en tant que dispositif téléopéré. Ce robot, nommé SPRINT, a été développé dans le cadre du projet Européen ARAKNES (FP7, bourse no. 224565). L’objectif de ce projet, est d’insérer les degrés de liberté robotisés nécessaires aux manipulations chirurgicales à l’intérieur de la cavité péritonéale, ce qui permet d’apporter une assistance active durant la chirurgie laparoscopique à trocart unique. Pour répondre à cette problématique, plusieurs études ont été menées. Tout d’abord, une analyse détaillée du processus de conception des robots chirurgicaux a été réalisée, afin de garantir le transfert des technologies issues de la recherche vers le bloc opératoire. Puis, la mise en œuvre d’une architecture logicielle générique et temps réel a été décrite, servant de base au système actuel. Ce dernier est constitué d’un contrôleur adaptatif qui utilise un observateur d’état actif (AOB) ainsi qu’un modèle viscoélastique de tissus mous du type Kelvin- Boltzmann. Une telle association permet d’améliorer les performances du système de téléopération par rapport aux contributions précédentes qui utilisaient des modèles moins réalistes de tissus, tel que le modèle élastique. Dans ce contexte, deux schémas de téléopération de type “position-position” et “position-force” ont été proposés afin de répondre aux contraintes matérielles de la plateforme ARAKNES. La transparence et la stabilité, i.e. les deux paramètres qui permettent de quantifier les performances des systèmes téléopérés, des schémas proposés ont été étudiées. De plus, les effets d’une mise à l’échelle des positions qui sont commandées par le chirurgien, ainsi que des efforts ressentis par ce dernier, ont été examinés du point de la performance du système téléopéré. Enfin, la possibilité d’effectuer une commande sans-fil des robots chirurgicaux a été aussi abordée afin d’augmenter les libertés de mouvement des méso-robots et d’explorer les possibilités d’amélioration en termes de performance mécanique et de miniaturisation. / This dissertation deals with the design, implementation and experimental validation of a force-reflecting teleoperation architecture for robotic assisted endoluminal surgery. For this purpose, a meso-scale surgical robot was used as target device to be teleoperated. This robot, codenamed SPRINT, was developed during the ARAKNES European project (FP7, grant agreement no. 224565). The key idea of ARAKNES was to transfer the robot’s degrees of freedom required for surgery inside the peritoneal cavity, allowing to provide robotic assistance in single port laparoscopic surgery. In order to attain the objectives of this work, several studies were carried out : First, the specifics of surgical robotic design were investigated with the objective of guar- anteeing the technology transfer from research centers into the operating room. Second, a generic real-time software architecture for surgical robots was described, serving as support for the current implementation of the teleoperation control system. The latter system employs an adaptive controller which is based on an active state observer (AOB) and a viscoelastic Kelvin-Boltzmann soft-tissue environment model. This com- bination allows improving the performance with respect to previous works in the field that use less realistic soft-tissue environment models, such as the elastic model. In this context, two teleoperation schemes of types “position–position” and “position–force” were proposed in order to fulfill the hardware requirements of ARAKNES. Both schemes were analyzed in terms of their transparency and stability, i.e. the two parameters that allow quantifying the performance of teleoperated systems. Furthermore, the effects of scaling the po- sitions and the forces which are respectively commanded and felt by the surgeon, were examined regarding the surgeon’s performance, and also the system’s performance. Finally, the possibility of performing wireless control of surgical robots was also explored in order to increase the freedom of movement and, possibly, to improve the mechanical performance and/or miniaturization of the surgical robots that were employed.

Introduction: Obesity is a major health problem that affects an individual's overall health. Bariatric metabolic surgery is most important and has permanent impact on weight loss in comparison with conservative therapy. The downside is that it often leads to a row nutritional deficiencies requiring long-term supplementation. Object: The aim of the thesis is to map the intake of nutrients in the diet of bariatric patients six months and one year after the procedure. The research is primarily focused on the intake of vitamin D and calcium in diet, vitamin D, parathyroid hormone and calcium levels are also evaluated. Marginally, laboratory values are assessed prior to surgery as deficiencies are known to occur before surgery. Methodology: The research sample consists of 30 respondents who are six months (M6) and one year (Y1) from the procedure. Micronutrients are evaluated from three-day dining records recorded by respondents for at least one week. The research laboratory data was used from the medical information system of the hospital information system. The evaluation parameters for vitamin D-25 (OH)D (limit level was established to > 30 ng/ml). To assess the parathyroid hormone concentration, a minimum limit is set to 1.58 pmol/l, calcium 2.00-2.75 (mmol/l). We were wondering if the profile of...