Les dysfonctions cardiovasculaires et cérébrovasculaires constituent une des principales causes de morbidité et de mortalité à l’échelle mondiale. Ce travail s'inscrit clans une logique descriptive à finalité préventive, analysant les différents désordres physiologiques liés au syndrome métabolique (MetS), défini suivant les critères du NCEP, sur un échantillon de plus mille sexagénaires bien portants choisis dans la liste électorale de la ville de Saint-Etienne. A l’issue des différentes évaluations, il ressort que 1) le tour de taille, l'un des composants du MetS, constitue le principal lien d'association indépendant entre le MetS et un témoin de l'inflammation, la protéine c-réactive (CRP) 2) l'index de désaturation nocturne de l’oxyhémoglobine est le principal témoin des interactions entre le MetS et le syndrome d'apnées du sommeil ; 3) la sensibilité du baroréflexe est largement affaiblie par le MetS, et ce en fonction de sa sévérité 4) l'évaluation de la variabilité de la fréquence cardiaque à partir d'enregistrements de 24 heures, reste le meilleur témoin de sa diminution, plus encore chez les femmes ; 5) l'obésité évaluée par le body fat index, nouvel indice créé par notre équipe, explique mieux les associations avec la baisse de l'activité autonomique. Le MetS est un ensemble de facteurs interactifs responsables ou consécutifs aux dysfonctionnements métaboliques multiples. Dans cette optique, c’est souvent leur combinaison qui est le plus redoutable. Notre travail démontre la forte association entre le MetS et l'activité autonomique. Toutes ces observations apportent un complément d'information clans la compréhension des conséquences du MetS chez le sujet âgé / Cardiovascular and metabolic disorders represent today one of the main causes of morbidity and mortality in the world. We analysed different physiologic and metabolic disorders associated to metabolic syndrome, defined by NCEP criteria, within one thousand healthy aged subjects recruited from the electoral list of the town of Saint Etienne. Our main results are that 1) waist circumference presents the strongest relationship between metabolic syndrome and C-reactive protein (CRP), an inflammatory indicator; 2) nocturnal oxyhemoglobin desaturation index is the main marker of the relationship between metabolic syndrome and obstructive sleep apnoea ; 3) baroreflex sensibility is largely altered by the metabolic syndrome, in relation with its severity ; 4) the indices of heart rate variability evaluated by 24-hour ECG monitoring, constitute the best marker of autonomic activity decrease with metabolic syndrome ; 5) obesity, evaluated by Body Fat index, a new rnarker created in our laboratory, presents the best association with autonomic activity decrease. Metabolic syndrome is a cluster of interacting factors responsible of, or consecutive to muItiple metabolic dysfunctions. In that view, the combination of these factors worsens the autonomic nervous system deactivation, particularly in women. Our work demonstrates, globally, a strong degree of implication

L’Anévrisme de l’Aorte Abdominale (AAA) est une pathologie qui est définie par une dilatation localisée et permanente de l’artère et qui concerne plus de 8.8% des personnes âgées. Actuellement, lorsqu’un patient présente une dilatation de l’aorte impliquant l’éventualité d’une intervention chirurgicale en raison du risque de rupture, la décision thérapeutique est prise en fonction du rapport des diamètres de l’artère au niveau de l’anévrisme et à proximité de celui-ci. Pour déterminer ces diamètres, il est généralement procédé à un examen par imagerie médicale (Echographie, Tomographie, IRM,..). On constate cependant que le diagnostic ne peut pas se contenter d’une mesure dimensionnelle simple face aux risques induits: d’une part, passé une certaine excroissance, le risque de rupture peut atteindre 50% mais d’autre part plus de 5% des interventions chirurgicales provoquent le décès du patient. D’autres paramètres de mesure comme la compliance de l’artère, peuvent être à la base de la décision d’une intervention chirurgicale. La compliance correspond à une définition précise utilisée par les cardiologues : c’est une grandeur qui permet de caractériser l’aptitude à la déformation, décrivant la capacité de l'aorte à se distendre sous l'influence de la pression sanguine. De notre point de vue cette notion est insuffisante car, généralement, dans le cas d’un anévrisme, la rupture est très localisée du fait de la complexité de la forme de celui-ci. Il est donc nécessaire d’étendre sa définition à une grandeur localisée non pas au niveau d’une section mais à un endroit précis de la paroi. Les moyens de diagnostics seront d’autant plus fiables qu’ils pourront détecter la compliance localisée. De point de vue mécanique, la détermination de la compliance se transforme donc en la mesure de l'élasticité pariétale aortique localisée. L’élasticité n’est pas un paramètre mesurable directement. Donc, la problématique revient à la détermination de la déformation locale de la paroi aortique sous la sollicitation hémodynamique. La résolution de ce problème reste complexe. En effet, les sollicitations mécaniques dépendent de l’écoulement du sang, des organes environnants l’artère, des propriétés matérielles de l’artère et de la géométrie de l’anévrisme qui sont spécifiques à chaque patient. A l’heure actuelle, beaucoup de travaux numériques et expérimentaux sont effectués mais peu d’études ont permis de bien corréler les techniques d’imageries médicales pour l’aide au diagnostic. C’est dans ce contexte que se situent les travaux de ma thèse, réalisée en collaboration, à la fois avec le CHU de Dijon où ont été effectuées toutes les expérimentations à l’aide d’IRM, le laboratoire GMedTech, GMIT (Galway-Mayo Institute of Technology) en Irlande qui nous a fourni les répliques ainsi que leur savoir-faire dans le domaine cardio-vasculaire et le Laboratoire DRIVE situé à Nevers où ont été menées les mesures d’écoulement par PIV. Les travaux, menés sur des fantômes de diverses formes in vitro, ont pour finalité, d’une part, de construire une méthodologie métrologique pour aider les médecins à comprendre et à valider les mesures d’IRM à l’aide d’autres dispositifs de mesure, d’autre part, de permettre d’améliorer les méthodes de diagnostic des pathologies de type d’anévrisme de l’aorte abdominale. Le principe de ces travaux est donc de mettre en place une modélisation expérimentale in Vitro dans un cadre métrologique d’intercomparaison par divers moyens de mesure et de corréler leurs résultats au long d’un cycle reproduisant les conditions hémodynamiques de mesure, mais aussi de confronter ces résultats à de modélisations numériques. Pour prendre en compte le problème dans sa globalité, non seulement l’évolution de la déformation, représentant l’élasticité de l’aorte, a dû être étudiée mais aussi l’évolution du flux sollicitant la paroi (…). / The Abdominal Aorta Aneurysm (AAA) is a pathology that is defined by a localized and permanent dilation of the artery and which involves over 8.8% of the seniors. Currently, when a patient has a dilatation of the aorta leading to a surgery because of the rupture risk, the therapeutic decision is made depending on the diameter of the aneurysm. To determine this diameter, it is usually conducted an examination by medical imaging (ultrasound, CT, MRI...). However, it notes that the diagnosis can’t be satisfied with a single dimensional measurement face to induced risks: first of all, when the diameter exceed a certain growth, the risk of rupture can reach 50% but more than 5% of surgical procedures may cause the patient's death. Other metrics such as compliance of the artery can be used for the decision for surgery. Compliance corresponds to a precise definition by cardiologists: this is a quantity that characterizes the deformability, describing the ability of aorta to distend under the influence of blood pressure. From our point of view, this concept is insufficient because, generally, in the case of an aneurysm, rupture is highly localized because of the complexity of the shape. It is therefore necessary to extend its definition in a quantity not localized at a section or a specific location but to the whole wall. Diagnostics methods will be more reliable if they can determine localized compliance. From a mechanical standpoint, determining compliance is thus transformed into the measurement of localized parietal elasticity of aorta. The elasticity is not a directly measurable parameter. Therefore, the problem comes down to determining the local strain of the aortic wall in the hemodynamic condition. Solving this problem is complex. Indeed, the mechanical stresses are dependent on the flow of blood, the artery surrounding organs, the material properties of the artery and the geometry of the aneurysm which are specific to each patient. At present, many numerical and experimental works is done but few studies have well correlated medical imaging techniques for the diagnostic aid. It is in this context that are my thesis in collaboration both with the Dijon University Hospital where were performed all experiments using MRI and GMedTech laboratory GMIT (Galway- Mayo Institute of Technology) in Ireland who provided the replicas and their expertise in the cardiovascular area. This work, conducted on various form of phantoms in Vitro, are intended, first to build a metrological methodology to help doctors understand and validate MRI measurements using other devices measurement, on the other hand, to improve the methods of diagnosing the abdominal aortic aneurysm. The principle of this work is to develop experimental modeling in vitro in a metrology framework and correlate the results from different measurement techniques and numerical modeling throughout a cycle reproducing the hemodynamic conditions. To consider the problem as a whole, not only the evolution of deformation representing the elasticity of the aorta should be studied, but also the evolution of soliciting flow. Therefore, in this thesis, several devices such as stereovision, Particle image velocimetry (PIV), MRI kinetic sequence but also the flow 2D and 4D were employed. Various numerical models were established to not only correlate the results with those obtained experimentally, therefore, to improve the credibility of our study, but also to be part of the aid protocol to the diagnosis that we have proposed. In the end, all the results from different experimental and numerical models have led to propose a validated and feasible diagnosis protocol based on MRI sequences. The application of this protocol on a realistic AAA complex phantom showed its feasibility. We can therefore say that the feasibility of the proposed protocol is demonstrated and that based on MRI (…).

La douleur abdominale aiguë (DAA) est un problème de santé publique du fait de sa fréquence, du large éventail de pathologies causales et de son enjeu thérapeutique avec une nécessité d'opérer rapidement les patients à risque et de ne pas opérer la plupart des patients. Le retard ou l'insuffisance diagnostique d'une urgence abdominale, qu'elle soit non traumatique (en particulier en cas de strangulation, d'ischémie digestive ou de péritonite) ou traumatique, entrainera une augmentation de la morbi-mortalité. Il est donc primordial que la prise en charge diagnostique et thérapeutique repose sur de l'Evidence-Based Médecine, intégrant une expertise clinique avec les meilleurs examens para-cliniques dont les performances ont été validées par les recherches scientifiques. A ce jour, c'est la tomodensitométrie (TDM) qui s'est imposée comme l'examen complémentaire de référence en cas d'incertitude diagnostique, pour l'exploration d'une DAA. Or, les études publiées sur l'apport du scanner dans les DAA ont un certain nombre de limites : elles ne s'intéressent souvent qu'à une seule pathologie donnée et ne correspondent donc pas à la situation clinique de pathologies non identifiées, elles intègrent rarement des objectifs sur l'impact thérapeutique et présentent, pour la plupart, des faibles niveaux de preuve (niveau I ou II) sur l'échelle à 5 niveaux de la classification des études diagnostiques. Quel que soit le niveau de l'étude, des outils statistiques avancés peuvent être utilisés pour diminuer les biais d'interprétation, pour prendre en compte le degré d'incertitude diagnostique clinique, pour tenir compte de la faible prévalence de certaines pathologies urgentes et pour faciliter le transfert et la généralisation des résultats obtenus à la pratique clinique. L'objectif de cette thèse est donc de présenter des outils statistiques, en analysant les forces et limites des résultats obtenus, afin d'étayer les perspectives d'intégration dans une stratégie de prise en charge clinique. Certains de ces outils statistiques sont déjà connus et largement utilisés en imagerie, d'autres sont développés essentiellement dans les études thérapeutiques et enfin, certains sont totalement innovants.Ainsi, la première partie de cette thèse est consacrée à une mise au point sur la méthodologie de la recherche en imagerie, en exposant ses caractéristiques, ses faiblesses et ses perspectives d'évolution. La deuxième partie est constituée d'une production scientifique de 5 articles, 4 d'entre eux publiés, focalisée sur les urgences abdominales traumatiques et non traumatiques, illustrant à l'aide du développement des analyses statistiques, l'apport du scanner pour améliorer certaines stratégies diagnostiques et thérapeutiques. De cette façon, les méthodes de concordance diagnostique, de régression logistique multivariée, de construction de score diagnostique et de méta-analyse bivariée avec effets aléatoires sont explicitées. Nous avons dans le dernier article proposé une méthode d'analyse statistique innovante basée sur une notion de distance permettant d'intégrer l'incertitude diagnostique représentée par les multiples hypothèses diagnostiques face à une douleur abdominale. Cette approche permet ainsi de mesurer la valeur ajoutée de la TDM à la fois en termes d'exactitude diagnostique et de confiance diagnostique, en se rapprochant de la pratique clinique quotidienne. A l'avenir, ces outils statistiques pourraient être plus largement utilisés dans la recherche diagnostique afin d'améliorer la pertinence scientifique et l'impact clinique, à l'origine d'une meilleure prise en charge des patients, et d'une meilleure utilisation des ressources économiques. / Acute abdominal pain (AAP) is a public health problem, given its frequency, the numerous specific causes and the therapeutic impact, with patients at risk requiring urgent surgical care while most patients do not require surgery. Delayed diagnosis or misdiagnosis of an abdominal emergency, whether of non traumatic (such as bowel strangulation, or bowel ischemia, or peritonitis) or traumatic origin, will lead to increased morbidity and mortality. It is thus crucial that diagnostic and therapeutic management relies on Evidence-based Medicine, integrating clinical expertise and paraclinical tests that have been validated through scientific research. To date, computed tomography (CT) has become the reference examination to investigate AAP when diagnosis is uncertain. However, published studies evaluating the value of CT in AAP, have some limits: they often focus on a specific disease, and consequently do not meet the unsorted pathologies encountered in clinical practice, they sparsely include objectives on therapeutic impact, and most show low levels of evidence (level I or II) on the five level diagnostic studies scale. Whatever the study's level, advanced statistical methods can be used to reduce interpretation bias, take into account the clinical diagnostic uncertainty or the low prevalence of some urgent diseases, and to facilitate the transfer and generalisation of results into daily clinical practice.The aim of this work is to present statistical tools, by analysing the results' strengths and limits, in order to illustrate the perspective of integration within a clinical management strategy. Some of these statistical tools are known and largely used in imaging studies, others are essentially developed in therapeutic studies, and some are completely innovative.Thus, the first part of this thesis reports on a review of the methodological aspect of research in the field of medical imaging, showing its characteristics, its weaknesses and its development perspective.The second part is composed of 5 scientific articles - with 4 already published - and focus on traumatic and non traumatic abdominal emergencies, illustrating the value of CT in improving some diagnostic and therapeutic strategies, while detailing the statistical analyses. Hence, statistical methods for diagnostic agreement, multivariate logistic regression, diagnostic scoring-system building and bivariate random-effects meta-analysis are developed. In the last article, we propose a new statistical analysis method, based on a distance concept, allowing integrating the diagnostic uncertainty resulting from multiple diagnosis hypotheses in front of an AAP. This approach allows for investigating the added value of CT both in terms of diagnostic accuracy and diagnostic confidence, while getting close to daily clinical practice.In the future, these statistical tools could be implemented into diagnostic research in order to improve the scientific relevance and clinical impact, allowing for better patients' management, and better economic resource usage.

L'anévrysme de l'aorte abdominale (AAA) est un problème de Santé Publique qui touche principalement les hommes de plus de 65 ans. L'AAA souvent asymptomatique évolue vers la rupture associée à un taux de mortalité élevé. Parmi les acides ribonucléiques (ARNs) non codants, les microARNs (miARNs), stables dans le tissu et les biofluides, sont des candidats intéressant dans la recherche de biomarqueurs. L'inflammation, la dégradation de la matrice extra-cellulaire (MEC) et la raréfaction de la média participent à l'AAA. De nombreuses cellules inflammatoires sont impliquées dans l'AAA. La raréfaction des cellules musculaires lisses (CML) est secondaire à l'anoïkis, apoptose par détachement cellulaire de la MEC. Une analyse protéomique différentielle de CML en culture, issues de patients porteurs d'AAA, réalisée au laboratoire a montré que la désintégrine et metalloprotéinase avec un motif de thrombospondine 5 (ADAMTS 5) est surexprimée dans les CML de patients présentant un AAA. L'isolement des cellules par la microdissection laser permet de conserver le phénotype des cellules isolées et de mettre en évidence des marqueurs potentiels de l'AAA masqués par l'analyse du tissu global. Mon travail de thèse a consisté à partir des cellules isolées de la paroi anévrysmale de l'aorte abdominale sous-rénale chez l'Homme: à effectuer une analyse globale des miARNS et une analyse ciblée de l'ADAMTS 5, métalloprotéase qui a une action enzymatique sur les protéines de la MEC. Les objectifs de ce travail sont une meilleure compréhension de l'AAA et l'identification de nouveaux biomarqueurs.La distribution des cellules dans la paroi anévrysmale est étudiée par immunohistochimie sur des biopsies anévrysmales et d'aortes saine obtenues chez l'Homme. Les cellules localisées sont isolées par microdissection laser. L'analyse par criblage de l'expression des miARNs des cellules isolées de l'AAA et des CML issues d'aorte saine est réalisée sur puce. L'expression différentielle de miARNs sélectionnés est analysée par PCR quantitative dans des cellules isolées de l'AAA et dans du tissu global. L'expression des miARNs sélectionnés est ensuite comparée dans le plasma des patients présentant un AAA et de patients athérosclérotiques sans AAA par PCR pour identifier de potentiels biomarqueurs. Dans l'AAA, les macrophages M1 proinflammatoires sont retrouvés dans l'adventice et les macrophages M2 anti inflammatoires dans le thrombus intraluminal, les lymphocytes de type B sont retrouvés organisé en organe lymphoïde tertiaire adventitielle ou ATLOs dans 11 échantillons sur 20 analysés. Les CML sont rares et strictement localises au niveau de la média. Sur 850 miARNs testés dans la puce, 205 miARNs sont exprimés dans les cellules isolées. Les miR-29b et let-7f sont augmentés dans le plasma de patients porteurs d'AAA et représentent de potentiel biomarqueurs.L'expression d'ADAMTS 5 dans les CML de la paroi anévrysmale est évaluée par immunohistochimie dans la paroi aortique saine et anévrysmale et quantifiée par Western-blot dans les CML isolées de la paroi aortique saine et anévrysmale.Deux morphotypes de CML anévrysmales ont été identifiés: un morphotype arrondi positif au marqueur de l'apoptose, caspase 3 et un morphotype allongé, similaire aux CML de l'aorte saine. Le profil d'expression des sous-unités d'ADAMTS 5 est diffèrent dans les CML arrondies et les CML allongées anévrysmales et saines. La mise en apoptose des CML a été mise au point in vitro pour étudier les mécanismes impliqués dans les modifications d’ expression d'ADAMTS 5 dans l'AAA et les conséquences sur son action enzymatique.L'approche systématique de l'expression transcriptomique des cellules anévrysmales isolées a identifié des marqueurs potentiels de l'AAA, les miR-29b et let-7f et l'analyse ciblée suggère l'implication d'ADAMTS 5 dans le profil évolutif des CML vers l'anoïkis dans l'AAA. Des études complémentaires permettront une meilleure compréhension de l'AAA. / Abdominal aortic aneurysm (AAA) is a public health problem, which mainly affects men older than 65 year. AAA are usually asymptomatic with a natural evolution towards rupture associated with a high mortality rate. Among non coding ribonucleic acids (RNAs), microRNAs are stable in tissue and biofluids and are interesting candidates for the search of biomarkers. Inflammation, extracellular matrix (ECM) degradation and media rarefaction are involved in AAA. Many inflammatory cells are involved in AAA. Anoikis is an apoptosis secondary to a cell detachment from ECM and is responsible for rarefaction of smooth muscle cells (SMC). Differential proteomic analysis of cultured SMC from AAA patients was performed in the laboratory and highlighted the overexpression of a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motif of type 5 (ADAMTS 5) in SMC of AAA patients. Isolation of cells with laser microdissection allows to keep their phenotype and to find potential markers that may be masked by global tissue analysis.The aim of my PhD work was to perform a global miRNA screening of cells isolated from human aneurysmal wall and an analysis targeted on ADAMTS 5, a metalloprotease with an enzymatic activity on ECM proteins. The main objectives were a better understanding of AAA and the identification of new biomarkers.The distribution of cells in the aneurysmal wall was studied by immunohistochemistry in human aneurysmal and healthy aortic samples. Once located, the cells were isolated by laser microdissection and screened for miRNAs by microarrays. Differential expression of selected miRNAs was quantified by PCR in the cells isolated by laser microdissection and in whole aortas. They were then compared in plasma of AAA patients and atherosclerotic patients without AAA by quantitative PCR to identify potential biomarkers.In AAA, the M1 proinflammatory macrophages were located in the adventitia and the M2 antiinflammatory macrophages in the intraluminal thrombus; the type B lymphocytes were organized in tertiary lymphoid organs (ATLOs) in 11/20 of analysed samples. SMC were rare and restricted to the media. Among the 850 miRNAs tested on microarray, 205 miRNAs were detected in isolated cells. MiR-29b and let-7f were upregulated in plasma of AAA patients, and thus are potential biomarkers.The expression of ADAMTS 5 in aneurysmal SMC was evaluated by immunohistochemistry of healthy and aneurysmal aortic wall and quantified by Western blot in isolated SMC from healthy and aneurysmal wall.Two aneurysmal SMC morphotypes were identified: a rounded morphotype positive for caspase 3, an apoptotic marker, and a spindle-shaped morphotype similar to the healthy aortic SMC. The expression profile of ADAMTS 5 subunits was different in rounded SMC compared to aneurysmal and healthy spindle-shaped SMC. In vitro induction of apoptosis of SMC was established in order to study the mechanisms involved in ADAMTS 5 expression in AAA and their consequences on enzymatic actions.The global transcriptomic screening of aneurysmal cells isolated by laser microdissection has identified potential markers of AAA, miR-29b and let-7f. The targeted analysis suggested that ADAMTS 5 is involved in the evolution profile of SMC towards anoikis in AAA. Further investigations will allow a better understanding of AAA pathophysiology.

La physiopathologie de l’anévrysme de l’aorte abdominale (AAA) est multifactorielle. De la plaque athéro-thrombotique jusqu’à l’anévrisme menaçant, les phénomènes hémodynamiques, protéolytiques, oxydatifs et inflammatoires jouent un rôle aussi complexe qu’interdépendant. Aucun traitement pharmacologique n’a fait la preuve de son efficacité. Dans ce travail, nous étudions 2 voies pharmacologiques potentielles, et développons un modèle murin d’exclusion endovasculaire. La rapamycine est utilisée en oncologie. Ses propriétés anti-inflammatoires, antiprolifératives et anti-angiogéniques stabilisaient la progression anévrismale dans un modèle établi d’AAA. L’AZD9668 est un inhibiteur sélectif de l’élastase. Sécrétée par les neutrophiles, cette protéase joue un rôle clé dans la physiopathologie anévrismale. Les propriétés thérapeutiques ont été étudiées sur un modèle murin potentialisé par l’injection systémique de Porphyromonas Gingivalis, entretenant la réaction inflammatoire et protéolytique pariétale. Dans un second temps, nous avons développé un modèle murin d’exclusion endovasculaire. La spécificité de ce traitement a soulevé de nouvelles problématiques, soulignant le rôle crucial de l’activité biologique du thrombus. L’exclusion endovasculaire d’un AAA sur les modèles de grands animaux est complexe et coûteuse. Nous avons ainsi décrit la technique sur un modèle reconnu d’AAA chez le rat. Le traitement pharmacologique des AAAs a démontré son efficacité sur modèles murins, mais est difficilement transposable à l’homme en raison des effets secondaires. Un traitement endoluminal véhiculant un principe actif délivré in-situ permettrait de stabiliser durablement les AAA. / Abdominal aortic aneurysm (AAA) pathophysiology is multifactorial. From the athero-thrombotic plaque to a threatening aneurysm, hemodynamic, proteolysis, oxidation and inflammation play a complex but interdependent role. No pharmacological treatment has yet proved to be efficient. In this work, we study 2 potential pharmacological targets, and develop a murine model of endovascular abdominal aneurysm repair (EVAR). Rapamycine is used in oncology. Its anti-inflammatory, anti-proliferative and antiangiogenic properties stabilized aneurysm progression on an established AAA. AZD9668 is an elastase selective inhibitor. Secreted by neutrophils, this protease plays a key role in aneurysmal pathophysiology. Its therapeutic benefits have been study on a murine AAA model potentiated by Porphyromonas Gingivalis systemic injection, maintaining inflammatory reaction and wall proteolysis. Then, we developed a murine endovascular aneurysm exclusion model. EVAR raised new concern, underlining the crucial role of the thrombus biological activity. Endovascular AAA exclusion on big animals is complex and expensive. We hence described the technic on a rat AAA well known model. Pharmacological AAAs treatment has proved to be efficient on murine models, but is hard to transpose to humans because of systemic side effects. An endoluminal treatment carrying active drugs, and delivered in-situ, could durably stabilize AAAs.

L’expansion volémique est le traitement de première intention de l’insuffisance circulatoire aiguë dans presque tous les cas. Cependant, son efficacité très inconstante et ses effets secondaires incitent à en prédire les effets avant de l’entreprendre. Plusieurs tests ont été développés pour détecter cet état de précharge dépendance, et nous nous sommes intéressés au perfectionnement de certains d’entre eux et à la description de leurs limites.Le test de passive leg raising (PLR) repose sur le transfert de sang veineux depuis le territoire veineux splanchnique et les membres inférieurs vers le thorax. Nous avons démontré qu’en cas d’hypertension intra-abdominale, la valeur diagnostique du test était plus faible, avec l’apparition de nombreux cas de faux négatifs. Cette limite du PLR test est importante en raison de la prévalence de l’hypertension intra-abdominale chez les patients de soins intensifs.Les effets de ce test doivent être appréciés sur le débit cardiaque, et plusieurs méthodes ont déjà été décrites pour cela. Nous avons d’abord pu montrer que celle qui consiste à mesurer les effets du test sur les débits artériels carotidien et fémoral n’était pas fiable, avec une très mauvaise corrélation entre les changements de débit cardiaque et ceux de ces deux débits artériels. En revanche, nous avons décrit une méthode originale et fiable pour mesurer les effets du test, qui consiste en la mesure de l’indice de perfusion (IP), rapport entre la portion pulsatile et non pulsatile du signal de saturation pulsée en oxygène. Même si le signal ne pouvait pas être recueilli de façon stable chez tous les patients, les changements de cet indice lors du PLR permettaient de mesurer ses effets et de détecter la précharge dépendance. Ces résultats ouvrent la possibilité de mesurer les effets du test grâce à un outil non-invasif et pouvant être utilisé chez tous les patients en réanimation et au bloc opératoire.Enfin, nous avons appliqué la mesure de l’IP à un autre test détectant la précharge dépendance, le test d’occlusion télé-expiratoire. Il consiste à interrompre la ventilation mécanique pendant quelques secondes et à observer les changements simultanés du débit cardiaque. Même s’ils sont de plus faible amplitude que ceux induits par le PLR, ces changements étaient correctement suivis par les modifications de l’IP et ils détectaient de façon fiable la précharge dépendance. / Volume expansion is the first-line treatment of acute circulatory failure in almost all cases. However, its inconsistent effectiveness and side effects encourage to predict its effects before undertaking it. Several tests have been developed to detect preload responsiveness and we have sought to improve some of them and describe their limits.The passive leg raising (PLR) test is based on the transfer of some venous blood from the venous compartment of the splanchnic compartment and the lower limbs toward the thorax. We have shown that, in case of intra-abdominal hypertension, the diagnostic value of the test was lower, with many cases false negatives cases. This limitation of the PLR test is of importance because of the prevalence of intra-abdominal hypertension in critically ill patients.The effects of this test should be evaluated on cardiac output, and several methods have already been described for this evaluation. First, we have shown that measuring the effects of the test on carotid and femoral arterial flows was unreliable, with a very poor correlation between changes in cardiac output and those in these two arterial flows. Second, we have described an original and reliable method for measuring the effects of the test, which consists in measuring the perfusion index (PI), the ratio between the pulsatile and non-pulsatile portions of the pulse oximetry signal. Although a stable signal could not be obtained in all patients, changes in this index during PLR allowed the measurement of its effects and the detection of preload responsiveness. These results open up the possibility of measuring the effects of the test with a non-invasive tool that can be used in all patients in the intensive care unit and the operating room.Finally, we applied the PI measurement to another test of preload responsiveness, the end-expiratory occlusion test. It consists in interrupting mechanical ventilation for a few seconds and observing simultaneous changes in cardiac output. Although the changes are smaller than those induced by PLR, these changes were well tracked by PI changes and reliably detected preload dependence.

Accumulating evidence suggests that measures of abdominal obesity outperform BMI in predicting diabetes and cardiovascular risk. However, it is debated which measure of obesity should be used. Currently, waist circumference (WC) is most commonly used and codefines the metabolic syndrome.

Historique et Objectif : La littérature est conflictuelle sur le rôle des calcifications aortiques dans la rupture d’anévrisme de l’aorte abdominale (AAA). La prédiction de rupture d’AAA basée sur le sexe et le diamètre est peu précise. Le but de ce projet était donc de déterminer si les calcifications permettent de mieux prédire la rupture d’AAA que le sexe et le diamètre à eux seuls. Méthodologie : Lors de cette étude rétrospective, 80 patients traités pour rupture d’AAA entre Janvier 2001 et Août 2018 ont été appariés à 80 patients non-rompus sur la base du diamètre maximal d’AAA, de l’âge, du sexe et de la présence de contraste lors du scan. La charge et la répartition des calcifications de la paroi aortique ainsi que certaines variables morphologiques d’anévrisme ont été comparées entre les deux groupes par analyse univariée et apprentissage machine. Résultats : L’âge moyen des patients était de 74.0 ± 8.4 ans et 89% étaient des hommes. Les diamètres d’AAA étaient équivalents entre groupes (80.9 ± 17.5 vs 79.0 ± 17.3 mm, p= 0.505). Selon l’analyse univariée, les anévrismes rompus comportaient significativement moins d’agrégats de calcifications (18.0 ± 17.9 vs 25.6 ± 18.9, p=0.010) et étaient moins enclins à avoir un collet (45.0% vs 76.3%, p<0.0001). Les 5 variables les plus importantes délivrées par l’apprentissage machine étaient: collet, antiplaquettaires, nombre de calcifications, distance d’Euler entre calcifications et finalement l’écart-type de la distance d’Euler entre calcifications. Le modèle à 5 variables a produit une aire sous la courbe (AUC) de 0.81 ± 0.02 (sensibilité 83% et spécificité 71%), supérieure à une AUC de 0.67(IC 95%, 0.58-0.77%) (sensibilité 60% et spécificité 77%) obtenues dans une étude antérieure avec une population similaire à celle-ci et ne tenant compte que du sexe et du diamètre. Conclusion : La charge en calcifications des anévrismes rompus était moins bien répartie que celle des non-rompus. Le modèle d’apprentissage machine a mieux prédit la rupture que le modèle basé uniquement sur le diamètre et le sexe. / Background and Purpose: Literature is conflictual regarding the role of aortic calcification in AAA rupture. AAA rupture prediction based on sex and diameter could be improved. The goal of this project was to assess whether aortic calcification could better predict AAA rupture. Methods: In this retrospective study, 80 patients treated for a ruptured AAA between January 2001 and August 2018 were matched with 80 non-ruptured patients based on maximal AAA diameter, age, sex and contrast enhancement status of the CT scan. Calcification load and dispersion, morphologic and clinical variables were compared between both groups using a univariable analysis and machine learning. Results: Mean age of patients was 74.0 ± 8.4 years and 89% were men. AAA diameters were equivalent in both groups (80.9 ± 17.5 vs 79.0 ± 17.3 mm, p= 0.505). Ruptured aneurysms contained a smaller number of calcification chunks than the non-ruptured (18.0 ± 17.9 vs 25.6 ± 18.9, p=0.010) and were less likely to have a proximal neck than the non-ruptured (45.0% vs 76.3%, p<0.0001). In the machine learning analysis, 5 variables were associated to AAA rupture: proximal neck, antiplatelets, calcification number, Euler distance between calcifications and standard deviation of the Euler distance between calcifications. The model including these 5 variables yielded an area under the curve (AUC) of 0.81 ± 0.02 (83% sensitivity and 71% specificity) which was better than a previous study with a similar population reporting a 0.67 AUC (95% CI, 0.58-0.77%) (60% sensitivity and 77% specificity) for sex and diameter only. Conclusion: Ruptured aneurysms were more likely to have their calcification load concentrated in a small number of clusters closer to each other. Our 5-variable model predicted rupture better than the model based on age and sex.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Les anévrysmes de l'aorte abdominale (AAAs) sont des dilatations artérielles qui exposent le patient au décès par rupture. Ils sont caractérisés notamment par la perte de la monocouche de cellules endothéliales et son remplacement par un épais thrombus mural. Cependant, le lienentre l'accroissement du diamètre anévrysmal, la présence d'un thrombus et la perte en cellules endothéliales reste inexploré. Notre hypothèse est que la perte de l'endothélium contribue au développement des AAAs et que sa restauration par thérapie cellulaire permettrait de stabiliser les AAAs. In vivo, la réparation endothéliale implique le recrutement des cellules endothéliales adjacentes mais également des cellules progénitrices endothéliales (EPCs). Chez l'homme, le nombre et l’activité fonctionnelle des EPCs sont inversement corrélés aux facteurs de risque cardiovasculaire, et très peu de données sont disponibles sur l’activité fonctionnelle des EPCs issues de patients porteurs d'AAA. La présence du thrombus pourrait ainsi diminuer le nombre et les propriétés cicatricielles des EPCs issues de patients porteurs d'AAA. / Summary not transmitted