La mort cérébrale est associée à une dysfonction cardiaque globale et à des lésions pulmonaires aiguës. Nous avons étudié l’implication de l’inflammation et de l’apoptose dans trois modèles de dysfonction cardiaque droite associée à de l’hypertension pulmonaire. Nous avons développé un nouveau modèle de mort cérébrale mimant une hémorragie cérébrale. Dans ce modèle, nous avons étudié les mécanismes pathobiologiques et pathophysiologiques impliqués dans ces dysfonctions et en utilisant le methylprednisolone en prétraitement. La mort cérébrale est associée à une dysfonction ventriculaire droite et à un œdème pulmonaire neurogénique avec un lien étroit entre ces dysfonctions et l’activation de processus inflammatoires et apoptotiques. L’entité fonctionnelle « ventricule droit-poumon » semble particulièrement touchée par la mort cérébrale. Les corticoïdes préviennent ces perturbations par un effet vasodilatateur et par un contrôle partiel des voies inflammatoires et apoptotiques. / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Contexte : Le décès neurologique se caractérise par une perte permanente des fonctions cérébrales essentielles pour la vie, survenant suite à une lésion cérébrale majeure. Le décès isolé du tronc cérébral est une condition dans laquelle tous les critères cliniques du décès neurologique sont rencontrés, bien qu’il existe une circulation sanguine ou une perfusion tissulaire persistante au niveau du cerveau supratentoriel, tel que documenté par des tests paracliniques (communément appelés des « tests ancillaires »). Les trouvailles aux tests ancillaires soulèvent la possibilité de fonction cérébrale supratentorielle résiduelle, bien que leur réelle signification clinique demeure inconnue. Le décès isolé du tronc cérébral n’est pas considéré compatible avec le décès neurologique dans plusieurs jurisdictions à travers le monde, mais il existe peu de données sur sa prévalence, ses caractéristiques et son évolution parmi les patients admis aux soins intensifs suspectés de décès neurologique. De plus, aucun facteur de risque pour le décès isolé du tronc cérébral n’est actuellement connu. Dans le cadre de ce mémoire, deux projets ont été menés afin de caractériser la prévalence, les caractéristiques et l’évolution du décès isolé du tronc cérébral parmi les patients suspectés de décès neurologique, dans un premier temps, et d’estimer l’association entre l’accident vasculaire cérébral infratentoriel et le décès isolé du tronc cérébral dans cette population, dans un deuxième temps. Méthodes : Nous avons effectué une revue systématique et méta-analyse en suivant la méthodologie Cochrane et en interrogeant quatre répertoires d’articles scientifiques et la litérature grise. Nous avons sélectionné des études de cohorte, des études transversales, et des rapports de cas qui incluaient des patients suspectés de décès neurologique et qui rapportaient la prévalence, les caractéristiques ou l’évolution de patients avec une lésion cérébrale infratentorielle et de patients avec un décès isolé du tronc cérébral. Nous avons calculé la prévalence moyenne du décès isolé du tronc cérébral parmi les patients suspectés de décès neurologique avec une méta-analyse bayésienne hiérarchique à effet mixte. Nous avons aussi décrit les caractéristiques et l’évolution des cas de décès isolé du tronc cérébral publiés dans la litérature. Nous avons ensuite effectué une analyse de l’étude INDex, une étude observationnelle transversale, prospective et multicentrique, dans laquelle nous avons enrôlé de façon consécutive les patients adultes admis aux soins intensifs suite à une lésion cérébrale grave et suspectés de décès neurologique sur la base d’un coma profond. Nous avons identifié les patients avec l’exposition d’intérêt, soit un accident vasculaire cérébral infratentoriel, grâce à la base de données INDex et aux tomodensitométries cérébrales sans contraste. Tous les patients ont subi un examen clinique pour le décès neurologique, ainsi qu’un examen radiologique comportant une angiographie cérébrale et un scan de perfusion cérébrale par tomodensitométrie. Les issues primaires étaient le décès isolé du tronc cérébral basé sur la circulation (examen clinique compatible avec le décès neurologique et présence de circulation sanguine supratentorielle en absence de circulation sanguine infratentorielle à l’angiographie par tomodensitométrie) et le décès isolé du tronc cérébral basé sur la perfusion (examen clinique compatible avec le décès neurologique et présence de perfusion supratentorielle en absence de perfusion infratentorielle au scan de perfusion par tomodensitométrie). Nous avons estimé les associations entre l’accident vasculaire cérébral infratentoriel et les deux définitions de décès isolé du tronc cérébral grâce à des modèles de régression linéaire généralisée utilisant une fonction de liaison logit, un effet aléatoire sur l’ordonnée selon le site participant et une pondération basée sur un score de propension incluant les facteurs de confusion potentiels. Résultats : Un total de 21 études ont été incluses dans la revue systématique et méta-analyse. La prévalence moyenne du décès isolé du tronc cérébral parmi les patients suspectés de décès neurologique était de 1,5% (intervalle de densité à 95% : 0,5-3,9%), bien que le degré de confiance de cet estimé était très bas compte tenu des limitations méthodologiques et de l’hétérogénéité des études regroupées. Dans l’étude observationnelle, la prévalence du décès isolé du tronc cérébral parmi les patients suspectés de décès neurologique était de 12,7% (intervalle de confiance à 95% : 9,1-17,3%) lorsque la condition était définie selon la circulation et de 1,8% (intervalle de confiance à 95% : 0,6-4,2%) lorsqu’elle était définie selon la perfusion. Dans cette étude, nous avons observé une association entre l’accident vasculaire cérébral infratentoriel et le décès isolé du tronc cérébral basé sur la circulation (rapport de cotes ajusté : 2,52; intervalle de confiance à 95% : 1,53-4,17) et entre l’accident vasculaire cérébral infratentoriel et le décès isolé du tronc cérébral basé sur la perfusion (rapport de cotes ajusté : 16,81; intervalle de confiance à 95% : 3,95-71,51). Discussion : Ces trouvailles suggèrent que le décès isolé du tronc cérébral est rare parmi les patients suspectés de décès neurologique et que l’accident vasculaire cérébral infratentoriel pourrait être un facteur de risque dans cette population. / Background: Death by neurologic criteria is characterized by the permanent loss of brain functions essential for life following a severe brain injury. Isolated brainstem death is a medical condition in which all clinical criteria of death by neurologic criteria are fulfilled, but there is persistant supratentorial cerebral blood flow or perfusion on paraclinical testing (“ancillary testing”). These paraclinical findings suggest the possibility that there may be residual supratentorial brain function in isolated brainstem death, although the actual clinical implications of these findings are uncertain. Isolated brainstem death is not considered compatible with death by neurologic criteria in many jurisdictions around the world, but there is little data on its prevalence, characteristics and evolution among patients admitted to the intensive care unit and suspected of neurological death. Furthermore, there are no known risk factors for isolated brainstem death. In this thesis, two projects were conducted in order to characterize the prevalence, caracteristics and evolution of isolated brainstem death among patients suspected of death by neurologic criteria, and to estimate the association between infratentorial stroke and isolated brainstem death in this same population. Methods: We conducted a systematic review and meta-analysis following guidance from the Cochrane group, conducting our searches in four databases and the grey literature. We selected cohort and cross-sectional studies, as well as case reports, including patients suspected of death by neurologic criteria and reporting the prevalence, the characteristics or the evolution of patients with an infratentorial brain injury and of patients with isolated brainstem death. We estimated the mean prevalence of isolated brainstem death among patients suspected by death by neurologic criteria with a hierarchial mixed-effects Bayesian meta-analysis. We decribed the characteristics and evolution of patients with isolated brainstem death published in the literature. We also performed an analysis of the INDex trial, which was an observational, cross-sectional, prospective and multicentric study, in which we enrolled consecutive adult patients admitted to the intensive care unit following a severe brain injury and suspected of death by neurologic criteria based on a deep coma. We identified patients with the exposure of interest, infratentorial stroke, using the INDex database and non-contrast brain CT scans. All patients underwent clinical evaluation for death by neurologic criteria as well as radiologic evaluation with cerebral CT-angiography and CT-perfusion scans. Primary outcomes were isolated brainstem death based on flow (clinical examination consistent with death by neurologic criteria and presence of supratentorial blood flow in the absence of infratentorial flow on CT-angiography) and isolated brainstem death based on perfusion (clinical examination consistent with death by neurologic criteria and presence of supratentorial perfusion in the absence of infratentorial perfusion on CT-perfusion). We estimated associations between infratentorial stroke and both definitions of isolated brainstem death using generalized linear regression models with a logit function, random effects in the intercept according to the participating site, and inverse probability weighting based on a propensity score including all potential confounders. Results: In total, 21 studies were included in the systematic review and meta-analysis. The mean prevalence of isolated brainstem death among patients suspected of death by neurologic criteria was 1.5% (95% highest density interval: 0.5-3.9%), although the level of certainty in this estimate was very low due to methodological limitations and heterogeneity in included studies. In the observational study, the prevalence of isolated brainstem death among patients suspected of death by neurologic criteria was 12.7% (95% confidence interval: 9.1-17.3%) when the condition was based on flow and 1.8% (95% confidence interval: 0.6-4.2%) when it was based on perfusion. In this study, we observed an association between infratentorial stroke and isolated brainstem death based on flow (adjusted odds ratio: 2.52; 95% confidence interval: 1.53-4.17) and between infratentorial stroke and isolated brainstem death based on perfusion (adjusted odds ratio: 16.81; 95% confidence interval: 3.95-71.51). Discussion: These findings suggest that isolated brainstem death is rare among patients suspected of death by neurologic criteria and that infratentorial stroke may be a risk factor for this condition in this population.

Domaine de recherche: Bioéthique / Bien que largement accepté dans la communauté médicale, le concept de mort cérébrale est encore mal compris par certains professionnels de la santé et par le public en général. Il est au centre de débats et demeure une source de controverses. Malgré la confusion et les variations de pratiques documentées, les sources d’incertitudes et de confusion entourant le concept n’ont pas encore été étudiées en profondeur. Pourtant, cette confusion est à même d’influencer les débats et les décisions de fin de vie et de don d’organes, et soulève ainsi de sérieuses considérations tant éthiques que médicales. Ce mémoire de maîtrise propose d’abord une revue de la littérature discutant des origines, de l’évolution et des débats en lien avec le concept de mort cérébrale et les enjeux éthiques associés. Les approches méthodologiques utilisées pour la réalisation de cette recherche sont ensuite décrites. Les résultats découlant de l’analyse de contenu qualitative de médias canadiens et américains des différentes représentations de la mort cérébrales qu’on y retrouve suivent. Ces résultats décrivent l’utilisation du terme de « mort cérébrale » dans des contextes de don d’organes, de définitions de la mort cérébrale, de détermination de la mort, d’enjeux de fin de vie, d’enjeux légaux ainsi que des usages familiers du terme. Finalement, une discussion générale quant au rôle de la terminologie utilisée pour parler du concept de mort cérébrale puis celui des professionnels de la santé impliqués dans sa détermination et les pratiques de don d’organes, ainsi que des recommandations pour le futur concluront ce mémoire. / Despite being widely accepted by the medical community, the concept of brain death is still misunderstood by healthcare providers and the general public. It is central to several debates and remains a source of controversy. In spite of documented practice variations and conceptual confusion surrounding brain death, the upstream sources of variability and uncertainty have not been extensively investigated. This confusion is likely to influence debates and decisions about end-of-life and organ donation, and thus raises serious medical and ethical considerations. This thesis first proposes a review of the literature discussing the origins, the evolution and the debates related to the concept of brain death, as well as the ethical issues associated with brain death. The methodological approaches used for the realization of this research are then described. The results obtained from the qualitative content analysis of Canadian and American media about the different depictions of brain death follow. These results describe the use of the term “brain death” in contexts of organ donation, definitions of brain death, determination of death, end-of-life issues, legal issues and also colloquial uses of the term. Finally, a general discussion about the role of the terminology used to discuss the concept and that of healthcare professionals involved in its determination and organ donation practices, as well as recommendations for the future will conclude this thesis.

Bien que largement accepté dans la communauté médicale, le concept de mort cérébrale est encore mal compris par certains professionnels de la santé et par le public en général. Il est au centre de débats et demeure une source de controverses. Malgré la confusion et les variations de pratiques documentées, les sources d’incertitudes et de confusion entourant le concept n’ont pas encore été étudiées en profondeur. Pourtant, cette confusion est à même d’influencer les débats et les décisions de fin de vie et de don d’organes, et soulève ainsi de sérieuses considérations tant éthiques que médicales. Ce mémoire de maîtrise propose d’abord une revue de la littérature discutant des origines, de l’évolution et des débats en lien avec le concept de mort cérébrale et les enjeux éthiques associés. Les approches méthodologiques utilisées pour la réalisation de cette recherche sont ensuite décrites. Les résultats découlant de l’analyse de contenu qualitative de médias canadiens et américains des différentes représentations de la mort cérébrales qu’on y retrouve suivent. Ces résultats décrivent l’utilisation du terme de « mort cérébrale » dans des contextes de don d’organes, de définitions de la mort cérébrale, de détermination de la mort, d’enjeux de fin de vie, d’enjeux légaux ainsi que des usages familiers du terme. Finalement, une discussion générale quant au rôle de la terminologie utilisée pour parler du concept de mort cérébrale puis celui des professionnels de la santé impliqués dans sa détermination et les pratiques de don d’organes, ainsi que des recommandations pour le futur concluront ce mémoire. / Despite being widely accepted by the medical community, the concept of brain death is still misunderstood by healthcare providers and the general public. It is central to several debates and remains a source of controversy. In spite of documented practice variations and conceptual confusion surrounding brain death, the upstream sources of variability and uncertainty have not been extensively investigated. This confusion is likely to influence debates and decisions about end-of-life and organ donation, and thus raises serious medical and ethical considerations. This thesis first proposes a review of the literature discussing the origins, the evolution and the debates related to the concept of brain death, as well as the ethical issues associated with brain death. The methodological approaches used for the realization of this research are then described. The results obtained from the qualitative content analysis of Canadian and American media about the different depictions of brain death follow. These results describe the use of the term “brain death” in contexts of organ donation, definitions of brain death, determination of death, end-of-life issues, legal issues and also colloquial uses of the term. Finally, a general discussion about the role of the terminology used to discuss the concept and that of healthcare professionals involved in its determination and organ donation practices, as well as recommendations for the future will conclude this thesis. / Domaine de recherche: Bioéthique

La transplantation d'organe améliore durablement la qualité de vie de patients en défaillance organique terminale. Malheureusement le nombre de greffons disponibles est insuffisant pour traiter tous les patients inscrits en liste d'attente. En France, les organes greffés proviennent essentiellement de donneurs en mort encéphalique. En cas de maladie grave, incurable et rapidement mortelle, il est également possible dans certains pays (dont la France) d'arrêter les thérapeutiques qui maintiennent artificiellement un patient en vie et de prélever ses organes une fois le décès par arrêt circulatoire constaté. La loi n°2005-370 du 22 Avril 2005 (dite loi Léonetti) autorise l'arrêt des traitements lorsqu'ils apparaissent « inutiles, disproportionnés ou n'ayant d'autre effet que le seul maintien artificiel de la vie ». Pour certains, cette fin de vie médicalement planifiée devrait prendre en compte les souhaits du patient en matière de don d'organes et l'intérêt de la greffe pour la société. La position française était néanmoins jusqu'en 2014 de ne pas considérer le patient en fin de vie comme un donneur potentiel afin d'éviter toute confusion entre la décision d'arrêter les traitements curatifs et l'intention de prélever ses organes. Alors que ce type de prélèvement a débuté fin 2014 dans quelques sites pilotes français, nous avons examiné les aspects pratiques, juridiques et éthiques du prélèvement d'organe en situation de fin de vie médicalisée, en focalisant notre réflexion sur les droits du patient, la définition de la mort, la temporalité du processus de prélèvement, et les éléments qui déterminent les modalités d'arrêt des suppléances vitales. / Organ transplantation saves lives of many persons who otherwise would die from end-stage organ disease. In the past decades the need for transplants has grown faster than the number of available organs. This increasing requirement for donated organs has led to a renewed interest in donation after circulatory determination of death (DCDD). In some countries including France, terminally ill patients who die of cardiac arrest after a planned withdrawal of life support may be considered as organ donors (controlled DCDD). Before 2005 French rules were not designed for such practices. With regard to patients in final stage of incurable diseases, the law number 2005-370 of April 22, 2005 authorizes the withholding or withdrawal of treatments when they appear "useless, disproportionate or having no other effect than solely the artificial preservation of life". Advocates of the controlled DCDD argue that the end-of-life care plan should incorporate the patient's wishes concerning organ donation and the public interest of transplantation. Until 2014, most French medical academics regarded the perceived conflict of interest that would arise for clinicians treating potential donors as a major ethical question. As the French program started at the end of 2014 in a few pilot sites, we thus examine the practical, legal and ethical issues that arise in considering controlled DCDD, including determination of the donor's overall benefit, debates relating to the diagnosis and time of death, and factors determining how life-sustaining treatment is to be withdrawn.

Mise en contexte : Le décès neurologique correspond à la perte permanente des fonctions cérébrales. La validité de son diagnostic repose sur des conditions préalables et l’exclusion des facteurs confondants. L’objectif du mémoire est d’investiguer le rôle potentiellement confondant des médicaments sédatifs et analgésiques (MSA) sur le diagnostic de décès neurologique (DDN). Méthodes : 1) Nous avons réalisé une étude de la portée des recommandations mondiales s’intéressant au rôle des médicaments sédatifs et analgésiques lors du diagnostic de décès neurologique. Nous avons extrait les informations pertinentes à nos questions et les références qui les soutiennent. 2) Nous avons réalisé une étude transversale (étude Pinkie) nichée dans la cohorte INDex « CT-Perfusion for neurological diagnostic evaluation: a prospective Canadian multicenter diagnostic test study ». Nous avons comparé les concentrations plasmatiques de MSA lors du DDN et investigué l’association statistique entre MSA et DDN. Résultats : 1) La revue de la portée a démontré la variabilité des recommandations dans le domaine et le peu de preuves qui les soutiennent. Néanmoins, 67% des recommandations suggéraient de doser les MSA lors du DDN. 2) Nous avons observé dans l’étude Pinkie que les concentrations plasmatiques de MSA sont faibles et qu’elles ne sont pas associées à la probabilité de déclarer un patient en décès neurologique. Conclusion : Dans le cadre d’un diagnostic de décès neurologique effectué selon les guides de pratique au Canada, les médicaments sédatifs et analgésiques ne sont pas associés à la probabilité de diagnostic de décès neurologique. / Background: Neurological death is defined by the permanent loss of cerebral function. The validity of its diagnosis relies on prerequisite conditions and the exclusion of confounding factors. The goal of this work is to investigate the potential confounding role of sedatives and analgesics drugs (SAD) on the neurological death determination (NDD). Methods: 1) We conducted a scoping review of global guidelines addressing the role of sedative and analgesic drugs in the neurological death determination. We have extracted the information relevant to our questions and the references that support them. 2) We conducted a cross-sectional study (Pinkie study) nested in the INDex cohort “CT-Perfusion for neurological diagnostic evaluation: a prospective Canadian multicenter diagnostic test study”. We compared plasma concentrations of SAD during NDD and investigated the statistical association between SAD and NDD. Results: 1) The scoping review demonstrated the variability of recommendations in the field and the limited evidence supporting them. Nevertheless, 67% of recommendations suggested dosing SAD during NDD. 2) We observed in the Pinkie study that the plasma concentrations of SAD are low and that they are not associated with the probability of declaring a patient neurologically dead. Conclusion: In the context of a neurological death determination made according to the Canadian practice guidelines, sedative and analgesic drugs are not associated with the probability of neurological death diagnosis.

Le diagnostic de mort cérébrale est une étape complexe et chronophage lors de l'évaluation des patients en soins intensifs soupçonnés d'être en décès neurologique. Bien que les critères neurologiques cliniques qui déterminent la mort cérébrale soient largement acceptés dans le monde, le diagnostic reste imparfait et l'utilisation de tests auxiliaires tels que la perfusion tomographique cérébrale (CTP) est souvent nécessaire pour le confirmer. L'objectif principal de ce travail était d'explorer la faisabilité de classer la mort cérébrale à partir de scans CTP par le traitement automatique de l’image. Les scans CTP de l'étude prospective canadienne multicentrique de validation du CTP pour le diagnostic de décès neurologique ont été regroupées à partir de 11 sites participants (INDex-CTP, ClinicalTrials.gov, NCT03098511). Des caractéristiques spatiales et temporelles ont été extraites en utilisant une combinaison de deux modules de convolution et utilisées pour prédire la mort neurologique. Les performances du modèle ont également été évaluées sur différentes catégories de blessures cérébrales. Les études de 217 patients ont été utilisées pour entraîner le modèle. Nous rapportons une AUC de 0,79 (IC95 % 0,76-0,82), un score F1 de 0,82 (IC95 % 0,80-0,83), une précision de 0,92 (IC95 % 0,91-0,93), un rappel de 0,76 (CI95 % 0,72-0,79) ainsi qu'une valeur prédictive négative de 0,49 (CI95 % 0,45-0,53). En raison de la petite taille d'échantillon, nous n'avons pas effectué de tests statistiques sur des sous-ensembles de lésions cérébrales, mais avons signalé une valeur prédictive négative du modèle présumé plus élevée sur des blessures cérébrales anoxiques avec 0,82 (CI95 % 0,77-0,87). Ce modèle montre des preuves préliminaires soutenant la faisabilité de développer un réseau neuronal profond pour classer les patients comateux comme étant neurologiquement décédés ou non. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour valider et améliorer le modèle en utilisant des ensembles de données plus vastes et diversifiés. / The diagnostic of brain death is a complex and chronophage step when evaluating patients in critical care suspected of being neurologically deceased. Although the clinical neurological criteria that determine brain death are mostly accepted worldwide, the diagnosis remains imperfect and often the use of ancillary tests such as brain computed tomography perfusion (CTP) are required to confirm it. The main objective of this work was to explore the feasibility of classifying brain death from CTP scans using deep learning. CTP studies from a multicenter prospective diagnostic cohort study with the primary objective of evaluating the diagnostic accuracy of neurological death using CTP were pooled from 11 participating sites (INDex-CTP, ClinicalTrials.gov, NCT03098511). Spatial and temporal features were extracted using a combination of two convolution modules and used to predict neurological death. The performance of the model was also evaluated on subsets of cerebral injuries. 217 patients' studies were used to train the model. We report an AUC of 0.79 (IC95% 0.76-0.82), a F1 score of 0.82 (IC95% 0.80-0.83), a precision of 0.92 (IC95% 0.91-0.93), a recall of 0.76 (CI95% 0.72-0.79) as well as a negative predictive value of 0.49 (CI95% 0.45-0.53). Due to a lack of sample size, we did not perform statistical tests on subsets of cerebral injury, but report suspected higher model negative predictive value on anoxic cerebral injury with 0.82 (CI95% 0.77-0.87). This model shows preliminary evidence supporting the feasibility of developing a deep neural network to classify comatose patients as neurologically deceased or not. Additional research is needed to validate and refine the model by employing larger and more diverse datasets.