Les complications neurologiques et les déficits cognitifs sont très préoccupants en chirurgie cardiaque. Cette étude se propose d'évaluer l'efficacité d'un nouveau médicament expérimental, le MC-l, afin de mesurer ses effets neuroprotecteurs auprès de sujets susceptibles de subir des séquelles cognitives à la suite d'une chirurgie de pontage coronarien. Ainsi, la performance cognitive à une batterie de tests neuropsychologique et psychologiques d'un groupe de patients considérés comme étant à haut risque sera évaluée. Il est postulé que les patients qui recevront le traitement obtiendront une performance significativement supérieure à celle offerte par d'autres patients ne recevant pas le traitement. Pour ce faire, 843 sujets provenant de 42 hôpitaux nord-américains (incluant l'Institut de Cardiologie de Montréal) ont été recrutés et ont été répartis aléatoirement en trois groupes. Le premier groupe est composé de 279 sujets subissant un pontage coronarien et recevant 250 mg par jour du médicament, le deuxième groupe se compose de 285 sujets subissant un pontage coronarien et recevant 750 mg par jour de MC-l. Enfin, le troisième groupe est composé de 279 sujets qui subissent aussi un pontage coronarien mais qui ne reçoivent aucune dose du médicament à l'étude (groupe contrôle placebo). Les résultats obtenus montrent que le MC-l possèderait un certain effet neuroprotecteur chez des patients devant subir une chirurgie de pontage coronarien lorsque l'on compare leur performance à celle offerte par un groupe contrôle. Ainsi, les patients recevant l'une ou l'autre des deux doses du médicament voient leur rendement amélioré à une épreuve neurologique et une épreuve cognitive. De plus, les patients qui ont reçu la dose la plus élevée obtiennent un meilleur rendement, 3 mois après la chirurgie, à une tâche psychomotrice. D'autres essais seront nécessaires dans le but de confirmer la pertinence de ces résultats, notamment au plan neuropsychologique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Déficits cognitifs, Chirurgie de pontage coronarien, Circulation extracorporelle, Médicament, Effet neuroprotecteur, Tests neuropsychologiques, Neuropsychologie, Protection du coeur.

L'objectif de ce travail de thèse est de proposer un système robotique basé sur un asservissement visuel échographique pour l'assistance au chirurgien lors d'interventions écho-guidées. Ce système permet au chirurgien de sélectionner la position désirée d'un instrument dans une image échographique et de commander un robot pour qu'il déplace l'instrument jusqu'à la position spécifiée. L'application considérée est la réparation d'une valve mitrale à coeur battant.<br />Les principales contributions de ce travail se situent au niveau de la modélisation de l'imageur échographique, de la modélisation du système robotique et de sa commande. Plusieurs lois de commande à découplage par modèle cinématique inverse sont alors proposées. Elles sont évaluées à travers des études de stabilité par la méthode indirecte de Lyapunov et des simulations.<br />Enfin, le système proposé est mis en oeuvre et validé à travers des expériences in vitro et in vivo sur cochon, à coeur battant.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine : Nancy 1 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre.

Dans le cadre du développement d’une stratégie clinique de diminution de l’invasivité de l’acte de Chirurgie cardiaque, axée à la fois sur la réduction du traumatisme de la paroi thoracique, de l’ischémie myocardique peropératoire, et de l’agressivité de la CEC, une étude prospective randomisée a été réalisée pour comparer l’impact sur le métabolisme myocardique en peropératoire de l’utilisation de la cardioplégie cristalloïde Custodiol® versus la solution de cardioplégie de St Thomas au cours de la chirurgie coronarienne. L’objectif de cette étude est de comparer les modifications periopératoire de la concentration dans l’espace interstitiel de lactate, pyruvate, glycérol et glucose dans les deux groupes de cardioplégie et ceci depuis le déclampage jusqu'à 24h en post-opératoire. Matériels et méthodes. Vingt-huit patients ont pu être inclus dans l’étude. Le monitorage a été pratiqué avec la technique de microdialyse (cathéter CMA 70, Analyseur CMA 600, CMA Microdialysis,Sweden), avec une mesure toutes les 10 minutes pendant le temps du clampage et la première heure post déclampage, puis toutes les heures, des concentrations interstitielles des métabolites. Les concentrations plasmatiques des troponines à la sortie du bloc opératoire et à H +12 ont été également évaluées dans les deux groupes. Résultats : Des 28 patients inclus et randomisés, 22 ont pu bénéficier d’un monitorage complet (12 pour le groupe Custodiol® et 10 pour le groupe St Thomas). Six ont été exclus pour des raisons techniques (1 arrachement, 3 plicatures, 1 chute du cathéter et 1 dysfonctionnement de l’analyseur). Une analyse comparative entre les patients inclus et exclus de l’étude ne montre pas de différences significatives pour les facteurs de risque cardiovasculaires, la FEVG, l’âge, le genre. Les valeurs moyennes des concentrations +/- écart type de lactate, pyruvate, glucose et glycérol au déclampage (T0,) sont les suivants : groupe Custodiol® : 2.77+/-1.81 mmol l-1 ; 13.74+/-20.87 μmol l-1 ; 0.46+/-0.84 mmol l-1 ; 196.99+/-122.22 mmol l-1 ; groupe St Thomas : 0.89+/-0.64 mmol l-1 ; 6.49+/-9.10 μmol l-1 ; 0.19+/-0.18 mmol l-1 ; 73.17+/-72.11 mmol l-1. Les temps de CEC et de clampage ont été respectivement dans le groupe Custodiol® de : 94.2+/-14 min et 59.8+/-15 min, et, dans le groupe St Thomas de 82.6+/-15.9 min et 55.8+/-16.29 et min (p=ns). Les concentrations post-opératoires en troponine T (sortie de bloc et H+12) ont été respectivement de 2.8+/-1.8 et 7.4+/-5.3 μmol/L pour le groupe Custodiol® et de 3.3+/-4.0 et 5.0+/-3.6 μmol/L (p=ns) pour le groupe Saint Thomas. Aucun évènement clinique ou électrocardiographique n’a eu lieu en post opératoire dans les deux groupes. Conclusion. Le monitorage de l’état redox myocardique interstitiel a été possible dans les deux groupes de façon sûre et efficace et a permis de déceler des variations des concentrations en métabolites dans les deux groupes en l’absence d’évènements cliniques. Les résultats de ces analyses retrouvent, au déclampage, des concentrations significativement plus hautes de lactate et glycérol dans le groupe Custodiol®. Ces différences s’effacent rapidement pendant la phase de reperfusion avec une tendance (non significative) à une concentration de lactates plus basse dans le groupe de patients du groupe Custodiol®. Des études multicentriques ciblées sur des clampages longs supérieurs à 90 min nous semblent nécessaires pour définir si une différence à la fois métabolique et clinique peut exister entre les différentes solutions de protection cardiaque / In our unit, the challenge is to develop a clinical strategy of reduction of the invasiveness of the “On pump procedure” of cardiac surgery: that means a reduction of the chest wall trauma, of the cross clamping perioperative myocardial ischemia, and of the invasiveness of the extra-corporeal circulation. In this background, we organized a randomized perspective study in order to assess the impact of the perioperative myocardial redox metabolism during the on pump coronary surgery protected with Custodiol® versus St Thomas crystalloid cardioplegias. Objectives: To assess the presence and the severity of the perioperative myocardial ischemia in the Custodiol® versus St Thomas group, defined as the interstitial myocardial concentrations of lactate, pyruvate, glycerol and glucose, at the time of the removal of the aortic clamp. Materials and methods : Twenty height patients could be enrolled in the study and were randomized in the Custodiol® and in the St-Thomas group. Monitoring was assessed with the technique of the cardiac microdialysis (CMA 70 probe, CMA 600 analyzer, CMA Microdialysis, Sweden), by dosing every ten minutes during the aortic cross clamping period and every hour out of the operating room, up to 24 hours, the interstitial myocardial concentrations of Lactate, pyruvate, glycerol and glucose. The Lactate/pyruvate ratio and glucose/lactate ratios and 12 hours post-operative troponin plasmatic concentrations were also assessed. Statistical analysis comparing the Custodiol® versus ST Thomas group were performed via a t-test. Results: Out of the 28 enrolled patients, twenty-two (12 of the Custodiol® group and 10 of the St Thomas group) could be successfully monitored with the microdialysis technique. Six were excluded because of technical reasons (one intempestive ablation, 3 iatrogenic plication of the tube, 1 felled out of the table, one due to a dysfunction of the analyzer). The comparative analysis between included and excluded patients did not prove any statistical result in terms of cardiovascular risk factors, EF, age and gender. At declamping time (T0), mean values of concentrations of lactate, pyruvate, glucose and glycerol were the following: Custodiol® group: 2.77+-1.81 mmol l-1;13.74+-20.87 μmol l-1;0.46+-0. mmol l-1;196.99+-122.22 mmol l-1 ; St Thomas : 0.89+-0.64 mmol l-1 ; 6.49+-9.10 μmol l-1; 0.19+-0.18 mmol l-1; 73.17+-72.11 mmol l-1. Cross clamping and CPB times were respectively 94.2+/-14 et 59.8+/-15 min (Custodiol®), and 82.6+/-15.9 et 55.8+/-16.29 et minutes (St-Thomas) (p=ns) . Post operative plasmatic levels of Troponin (arrival in the ICU and 12 H+12) were respectively de 2.8+/-1.8 and 7.4+/-5.3 (pour le groupe Custodiol®) et de 3.3+/-4.0 et 5.0+/-3.6 μmol/L (Saint Thomas) (ns). Conclusion: Monitoring of the interstitial myocardial redox state was safely possible in both groups and allowed to assess metabolic different findings in the two cardioprotective methods that were not enhanced by perioperative clinical ischemic events. Microdialysis assessed, at the time of aorta declamping, significantly higher concentrations of lactate and Glycerol in the Custodiol® group. That difference regressed during the reperfusion phase with a tendency for a lower lactate level in the Custodiol® group. Multicentric studies focused on cross clamping time longer than 90 minutes seem necessary to enhance metabolic interstitial and clinical superiority between cardioprotective solutions

Un bio-marqueur est un paramètre biologique absent ou exprimé à un taux basal en situation physiologique, et présent ou surexprimé en cas d'altération de la fonction tissulaire correspondante. Le dosage de certain bio-marqueurs permet de suivre voire d'anticiper la survenue d'une complication en post-opératoire, et permet la prise en charge rapide et adaptée de cette complication. Les patients opérés cardiaques sont exposés à plusieurs types de complications. Les plus importantes sont l'ischémie myocardique résiduelle voire l'infarctus péri-opératoire, les complications respiratoires, l'insuffisance rénale et les infections de la cicatrice sternale. Chacune de ces complications augmente la morbi-mortalité post-opératoire. Le dosage de la TROPONINE I CARDIAQUE a montré son intérêt dans la détection des ischémies myocardiques résiduelles et le diagnostic d'infarctus péri-opératoire. Nous avons testé l'intérêt du ratio Troponine I cardiaque à 12h / Troponine I cardiaque à 6h dans la détection des ischémies myocardiques résiduelles post-opératoires. Nous avons démontré qu'un rapport de troponine H 12/H6> 1.3 permet de détecter les lésions des greffons au décours de pontages coronariens. Leur détection précoce permet de prévenir l'évolution péjorative des greffons. La NEUTROPHIL GELATINASE-ASSOCIATED LIPOCALIN (NGAL), est un marqueur de l'insuffisance rénale jamais encore testé chez les patients insuffisants rénaux chroniques en pré-opératoire de chirurgie cardiaque. Nous avorn démontré que la NGAL plasmatique est un marqueur robuste de l'apparition d'une insuffisance rénale aigüe en post­opératoire de chirurgie cardiaque, chez des patients déjà insuffisants rénaux en pré-opératoire. Un taux de NGAL à la 6ème heure supérieur à l 55ng/ml est un facteur de risque indépendant de survenue d'une insuffisance rénale aigüe post­opératoire. L'ENDOCAN est un marqueur de l'atteinte pulmonaire, qui n'a jamais été testé dans le cadre de la chirurgie cardiaque. Nous proposons de: 1) Déterminer la cinétique de L'Endocan dans le contexte inflammatoire de la CEC, 2) Evaluer le lien entre la diminution du taux d'Endocan circulant et le risque d'évolution vers une défaillance respiratoire d'origine septique ou inflammatoire, 3) Comparer la cinétique de l'Endocan à celle d'autres marqueurs de l'inflammation et de l'infection: Protéine C Réactive (CRP) et procalcitonine (PCT), et 4) Evaluer la valeur pronostique du taux d'Endocan dans la survenue des décès postopératoires d'origine respiratoire. Nous avons réalisé une étude pilote qui a mis en évidence que 6 heures après l'intervention, les patients ayant présenté une infection pulmonaire post-opératoire avaient des niveaux significativement plus élevés d'Endocan que les patients sans infection pulmonaire. Cette étude pilote a montré un intérêt potentiel pour concevoir une étude spécifique, qui a été soumise pour publication. Nous avons réalisé secondairement une étude prospective incluant 155 patients. Les résultats confirment ceux de l'étude pilote à savoir que le taux d'Endocan en préopératoire et à 6 heures est prédictif de l'atteinte pulmonaire post-opératoire. / A biomarker is a biological parameter absent or expressed at a basal Ievel in physiological situation, and present or overexpressed in the event ofalteration of the corresponding tissue function. The dosage ofsome biomarkers makes it possible to follow or even anticipate the occurrence of a postoperative complication, and allows a rapid and adapted management ofthis complication. Patients with heart surgery are exposed to several types of complications. The most important are residual myocardial ischemia and perioperative infarction, respiratory complications, renal insufficiency and sternal wound infections. Each c these complications increases post-operative morbidity and mortality. The determination of the cardiac TROPONINE I has shown its interest in the detection ofresidual myocardial ischemia and the diagnosis ofperioperative infarction. We tested the cardiac Troponin I ratio at 12 h / cardiac Troponin I at 6 h in the detection ofpost-operative residual myocardial ischemia. We have demonstrated that a ratio oftroponin Hl2 / H6> 1.3 makes it possible to detect the lesions of the grafts after coronary bypass surgery. Their early detection makes it possible to prevent the pejorative evolution of the grafts. NEUTROPHIL GELATINASE-ASSOCIATED LIPOCALIN (NGAL), is a marker ofrenal failure never tested in patients with chronic renal failure in preoperative cardiac surgery. We have demonstrated that plasma NGAL is a robust marker for the development of acute renal failure in postoperative cardiac surgery in patients with pre-operative renal failure. An NGAL level at the 6th hour above 155ng / ml is an independent risk factor for the occurrence of post­operative acute renal failure. ENDOCAN is a marker ofpulmonary involvement, which has never been tested in cardiac surgery. We propose to: 1) Determine the kinetics ofEndocan in the inflammatory context of the CEC, 2) Assess the Iink between the decrease in circulating endocan and the risk ofprogress towards respiratory failure ofseptic origin or Inflammatory, 3) Compare endocan kinetics with other markers of inflammation and infection: Protein C Reactive (CRP) and procalcitonin (PCT), and 4) Assess the prognostic value of the rate of inflammation, Endocan in the occurrence ofpostoperative respiratory deaths. We conducted a pilot study that found that 6 hours after the procedure, patients with postoperative pulmonary infection had significantly higher levels ofEndocan than patients without pulmonary infection. This pilot study showed a potential interest in designing a specific study, which was submitted for publication. We performed a prospective study, which included 155 patients. The results confirm the results of the pilot study, namely that the preoperative and 6-hour Endocan is predictive ofpostoperative pulmonary involvement

Des indicateurs physiologiques de l’activité cérébrale pourraient améliorer la détection du délirium. Ce mémoire a pour but de décrire les valeurs d’oxymétrie cérébrale (rSO2) et d’électroencéphalographie traitée (pEEG) pendant les trois premiers jours d’hospitalisation aux SI à la suite d’une chirurgie cardiaque chez le groupe de patients qui présentent un délirium (D+) et chez ceux qui n’en présentent pas (D-), puis de comparer ces valeurs entre les deux groupes. Les mesures concomitantes du Confusion Assessment Method — Intensive Care unit (CAM-ICU), de la rSO2 et de la pEEG sur les ondes alpha, thêta et delta ont été recueillies au premier (J1), deuxième (J2) et troisième (J3) jour à la suite de la chirurgie. Parmi les 125 patients retenus, 10 (8 %) étaient en délirium (CAM-ICU + au moins une fois entre J1 et J3). De J1 à J3, les valeurs de rSO2 moyennes sont similaires pour les deux groupes (D+ : 62,9 à 61,4 %, D- : 62,1 à 58,7 % ; p > 0,05). En comparaison avec le groupe D- en J2, les patients D+ présentent un ratio plus bas d’ondes alpha (2,7 % versus 5,6 % ; p = 0,007) et un ratio d’ondes delta plus élevé (50,5 % versus 45,2 % ; p = 0,009). / Physiological indicators of brain activity could improve the detection of delirium. The purpose of this Master Thesis is to describe the values of cerebral oximetry (rSO2) and processed electroencephalography (pEEG) during the first three days of hospitalization to ICU following cardiac surgery in the group of patients who have delirium (D+) and in those who do not (D-), and then compare these values between the two groups. Concomitant measures of Confusion assessment method — intensive care unit (CAM-ICU), rSO2 and pEEG on alpha, theta and delta waves were collected on the first (D1), second (D2) and third (D3) day following surgery. Of the 125 patients selected, 10 (8%) were in delirium (CAM-ICU + at least once between Day 1 and Day 3). From D1 to D3, the mean rSO2 values are similar for both groups (D+ : 62.9 to 61.4 %, D-: 62.1 to 58.7 %; p > 0.05). Compared with the D- group to D2, the group D+ patients have a lower ratio of alpha waves (2.7 % versus 5.6 % ; p = 0.007) and a higher delta wave ratio (50.5 % versus 45.2 % ; p = 0.009).

La thymectomie est un geste chirurgical fréquemment nécessaire lors des interventions cardiaques en période néonatale. Il est connu que la résection du thymus entraîne une lymphopénie ne semblant pas avoir de conséquences cliniques graves. La lymphopénie constatée serait plus importante chez les patients ayant eu une chirurgie cardiaque de type Fontan. Toutefois, on ignore si la lymphopénie est uniquement secondaire à la thymectomie ou si elle est liée à ce type particulier de chirurgie cardiaque. La présente recherche porte sur 19 patients opérés selon l'approche Fontan; ils ont été comparés à 6 patients "contrôle" ayant eu une thymectomie au cours d'une chirurgie cardiaque d'un autre type. Les résultats indiquent que les patients de type Fontan accusent une diminution du nombre de cellules naïves CD4+ et CD8+ et plus particulièrement une baisse de leurs émigrants thymiques (CD45RA+CD31+/CD4+). On note en contrepartie une expansion du répertoire mémoire (CD45RO+). Ces altérations lymphocytaires sont comparables aux contrôles. Il semble donc que les anomalies lymphocytaires relevées soient reliées principalement à la thymectomie et non pas au type de chirurgie. Les infections plus importantes chez les Fontan, quant à elles, pourraient s'expliquer par une évolution post-opératoire défavorable. / The thymectomy is a surgical procedure often done during cardiac surgery. It is well known that the resection of the thymus can cause alterations of lymphocyte subpopulations without major clinical consequences. This lymphopenia could be more pronounced in patients who undergone a cardiac surgery named "Fontan". Nevertheless, it is not known if these alterations are due to the thymectomy or this specific type of cardiac surgery. We recruited 19 patients with Fontan surgery and compared them to 6 patients who had a cardiac surgery of another type. Our results show decreased CD4+ and CD8+ naive T cells populations and more specifically, low numbers of thymic emigrants (CD45RA+CD31+/CD4+). Expansion of memory repertoire (CD45RO+) is also noted. These findings are also found in the control group. Thus, perturbations of T cells populations seem to be related to the thymectomy rather than the type of cardiac surgery. Infections were more severe in the Fontan group but they can be explained by an unfavourable post-operative evolution in this group of patients.

No description available.

La chirurgie mini-invasive limite les incisions et le traumatisme pour le patient. Elle bénéficie de l'assistance robotisée qui améliore précision et confort du geste opératoire. Cependant des difficultés subsistent. Ainsi dans les opérations de pontage des artères coronaires, la localisation et l'identification des artères cibles de l'intervention posent problème. Nous proposons alors de guider le chirurgien en superposant le modèle des artères du patient dans les images endoscopiques intra-opératoires. L'une des contributions de cette thèse consiste à définir une approche basée sur l'analyse de l'intervention et du geste chirurgical: tout d'abord nous nous intéressons à la modélisation statique des artères coronaires à partir de moyens standards d'imagerie. Nous initialisons ensuite le recalage dans les images endoscopiques en calibrant l'endoscope stéréoscopique robotisé et en recalant l'enveloppe externe du patient au bloc opératoire. Nous affinons enfin ce résultat pour tenir compte du déplacement intra-opératoire du coeur et des erreurs successives. Un mécanisme multi-modèles robuste original, basé sur la traduction des indications données par le chirurgien en mesures, permet d'aboutir à la précision nécessaire au guidage. Cet outil novateur de chirurgie assistée par ordinateur est intégré au sein d'une architecture commune expérimentée avec le robot Da Vinci au cours de nombreux tests in-vivo.

La thymectomie est un geste chirurgical fréquemment nécessaire lors des interventions cardiaques en période néonatale. Il est connu que la résection du thymus entraîne une lymphopénie ne semblant pas avoir de conséquences cliniques graves. La lymphopénie constatée serait plus importante chez les patients ayant eu une chirurgie cardiaque de type Fontan. Toutefois, on ignore si la lymphopénie est uniquement secondaire à la thymectomie ou si elle est liée à ce type particulier de chirurgie cardiaque. La présente recherche porte sur 19 patients opérés selon l'approche Fontan; ils ont été comparés à 6 patients "contrôle" ayant eu une thymectomie au cours d'une chirurgie cardiaque d'un autre type. Les résultats indiquent que les patients de type Fontan accusent une diminution du nombre de cellules naïves CD4+ et CD8+ et plus particulièrement une baisse de leurs émigrants thymiques (CD45RA+CD31+/CD4+). On note en contrepartie une expansion du répertoire mémoire (CD45RO+). Ces altérations lymphocytaires sont comparables aux contrôles. Il semble donc que les anomalies lymphocytaires relevées soient reliées principalement à la thymectomie et non pas au type de chirurgie. Les infections plus importantes chez les Fontan, quant à elles, pourraient s'expliquer par une évolution post-opératoire défavorable. / The thymectomy is a surgical procedure often done during cardiac surgery. It is well known that the resection of the thymus can cause alterations of lymphocyte subpopulations without major clinical consequences. This lymphopenia could be more pronounced in patients who undergone a cardiac surgery named "Fontan". Nevertheless, it is not known if these alterations are due to the thymectomy or this specific type of cardiac surgery. We recruited 19 patients with Fontan surgery and compared them to 6 patients who had a cardiac surgery of another type. Our results show decreased CD4+ and CD8+ naive T cells populations and more specifically, low numbers of thymic emigrants (CD45RA+CD31+/CD4+). Expansion of memory repertoire (CD45RO+) is also noted. These findings are also found in the control group. Thus, perturbations of T cells populations seem to be related to the thymectomy rather than the type of cardiac surgery. Infections were more severe in the Fontan group but they can be explained by an unfavourable post-operative evolution in this group of patients.