Contexte L’occlusion d’une artère du cœur cause un syndrome coronarien aigu (SCA) soit avec une élévation du segment ST (IAMEST) ou sans élévation du segment ST (1). Le traitement des patients avec un IAMEST requiert soit une intervention coronarienne d’urgence (ICP primaire) ou une thérapie fibrinolytique (FL). La thérapie FL peut être administrée soit dans un contexte pré-hospitalier (PHL) ou à l’hôpital. Une prise en charge précoce des patients avec SCA peut être améliorée par un simple indice de risque. Objectifs Les objectifs de cette thèse étaient de : 1) comparer l’ICP primaire et la thérapie FL (2); décrire plusieurs systèmes internationaux de PHL; (3) développer et valider un indice de risque simplifié pour une stratification précoce des patients avec SCA. Méthodes Nous complétons des méta-analyses, de type hiérarchique Bayésiennes portant sur l’effet de la randomisation, d’études randomisées et observationnelles; complétons également un sondage sur des systèmes internationaux de PHL; développons et validons un nouvel indice de risque pour ACS (le C-ACS). Résultats Dans les études observationnelles, l’ICP primaire, comparée à la thérapie FL, est associée à une plus grande réduction de la mortalité à court-terme; mais ce sans bénéfices concluants à long terme. La FL pré-hospitalière peut être administrée par des professionnels de la santé possédant diverses expertises. Le C-ACS a des bonnes propriétés discriminatoires et pourrait être utilisé dans la stratification des patients avec SCA. Conclusion Nous avons comblé plusieurs lacunes importantes au niveau de la connaissance actuelle. Cette thèse de doctorat contribuera à améliorer l’accès à des soins de qualité élevée pour les patients ayant un SCA. / Background Acute occlusion of an artery of the heart results in acute coronary syndromes (ACS), either with ST-segment elevation (STEMI) or without ST-segment elevation (1). STEMI requires urgent treatment to restore coronary artery flow either by primary percutaneous coronary intervention (PCI) or fibrinolytic therapy (FL) (2). Although several randomized controlled trials (RCTs) demonstrate the superiority of primary PCI in reducing mortality compared to FL (2), the benefit of primary PCI over FL remains uncertain in unselected “real-life” patients (3,4). FL can be administered either in the pre-hospital setting (i.e., pre-hospital FL (PHL)) or at the hospital. PHL is rarely available outside Europe (5,6). Insights into the organization of PHL systems of care may promote more widespread use of PHL. Risk stratification of ACS patients should be prompt to ensure timely PCI for high-risk patients and to avoid unnecessary intervention in low-risk patients (7). Despite the availability of numerous ACS risk scores, there is still no simple risk score that can be easily applied in the initial management of ACS patients (8). Objectives The objectives of this doctoral dissertation were to address these current knowledge gaps in the optimal management of ACS. The objectives were to: 1) evaluate the efficacy, effectiveness, and safety of primary PCI and FL, (2) describe the infrastructure, processes and outcomes of several international PHL systems; and (3) develop and validate a novel clinical risk score for early risk stratification of ACS patients. Methods To address these objectives, I completed Bayesian hierarchical random-effects meta-analyses of published RCTs and observational studies which compare primary PCI and FL in patients with STEMI. I undertook a survey of the infrastructure, processes and outcomes of PHL in several European and North American pre-hospital emergency systems. Finally, I developed and validated an ACS risk score called the Canadian ACS (C-ACS). Results Primary PCI was superior to FL in reducing short-term mortality in RCTs and observational studies. However, the long-term survival benefit of primary PCI was noted only in RCTs, and not in the observational studies. PHL can be effectively delivered by health care professionals with variable levels of expertise. The new risk score, C-ACS, has good discriminant properties for short- and long-term mortality in patients with ACS. Conclusions The first manuscript of this dissertation has been recognized as one of the most valuable recent publications in STEMI management and has contributed to reorganization of STEMI care in Ontario. The other two manuscripts in this dissertation provide practical information and tools for health professionals caring for patients with ACS. In summary, this doctoral dissertation has and will continue to contribute to improve access to high quality care for patients with ACS.

Les inégalités sociales de santé au sein des grandes agglomérations urbaines ont été largement documentées et sont encore aujourd'hui un problème de santé publique majeur au Québec. Des études épidémiologiques ont déterminé que les taux de mortalité associés aux maladies cardiovasculaires, notamment chez les groupes socioéconomiquement défavorisés (SÉD), en seraient largement responsables. Dans le but d’améliorer la santé des populations cardiaques, de nombreuses stratégies en réadaptation cardiaque (RC) ont été mises sur place par les institutions de santé. Si les effets bénéfiques de ces mesures ont été largement documentés, peu d’entre elles se sont penchées sur les populations moins bien nanties. Pourtant, leur participation aux programmes de réadaptation cardiaque est très faible. Cette étude qualitative vise à élargir la base des connaissances en promotion de la santé en établissant des liens entre la pauvreté et les pratiques préventives. Elle vise à combler le manque d’information à l’égard des pratiques de réadaptation cardiaque d’hommes de milieux SÉD, afin de déterminer les facteurs qui peuvent les inciter à opter pour un programme de réadaptation cardiaque. En employant l’approche socioculturelle de Pierre Bourdieu, cette thèse se penche sur les composantes du rapport au corps qui exercent une influence sur la participation aux programmes de réadaptation cardiaque. Des entrevues de type semi-structurées ont été effectuées auprès de 60 hommes francophones (âge moyen: 58,5 ans) de l’Outaouais urbain, ayant subi un incident cardiovasculaire nécessitant une intervention médicale et étant considérés « autonomes » selon les normes du Ministère de la Santé et des Services sociaux du Québec.Les résultats de cette thèse sont présentés sous deux études. La première traite de l’impact de la pauvreté sur les pratiques préventives d’hommes SÉD aux prises avec une maladie cardiaque (MC), et la deuxième se penche plutôt sur la variation sociale de la réadaptation cardiaque entre deux classes sociales distinctes (classes moyennes et SÉD). De manière générale, les résultats présentent clairement la faible disposition des hommes moins bien nantis à adopter des pratiques préventives et à participer à un programme de réadaptation cardiaque. La comparaison entre les deux classes socioéconomiques suggère que plus le revenu et la scolarité d’un individu sont élevés, plus son style de vie sera conforme aux normes de la santé publique, et plus il sera disposé à adopter des pratiques préventives dans le but d’améliorer sa santé après un incident cardiaque. Les résultats de cette étude permettent de mieux adapter les programmes destinés aux hommes SÉD qui sont durement touchés par les problèmes cardiovasculaires, et favorisent une meilleure compréhension de leurs expériences de vie afin de répondre plus adéquatement à leurs besoins sur le plan des programmes de prévention secondaire.

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Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le cadre du planning de traitements minimalement invasifs des lésions des artères coronaires. Le cardiologue réalise un examen coronarographique, puis dans la continuité, une angioplastie transluminale. L’angiographie rotationnelle à rayons X permet de visualiser sous différentes incidences 2D la lumière des artères coronaires sur plusieurs cycles cardiaques et aussi d’obtenir une reconstruction 3D+T des arbres coronaires. A partir de cette séquence, notre objectif est de déterminer automatiquement une incidence optimale 2D du segment sténosé compatible avec les angles du C-arm afin d’aider le cardiologue lors de l’intervention.Différentes étapes sont considérées pour calculer la position angulaire optimale du C-arm. Afin de suivre la zone de lésion durant le cycle cardiaque, une première méthode est proposée pour mettre en correspondance tous les arbres de la séquence 3D+T. Tout d’abord, un appariement deux à deux des arbres successifs est réalisé afin de construire un arbre d’union. Ces derniers sont ensuite fusionnés afin d’obtenir un arbre mosaïque représentant l’arbre le plus complet de la séquence. L’utilisation de mesures de similarités géométriques et hiérarchiques ainsi que l’insertion de nœuds artificiels permet de prendre en compte les différents mouvements non-rigides des artères coronaires subits au cours du cycle cardiaque et les variations topologiques dû à leurs extractions. Cet appariement nous permet de proposer une deuxième méthode afin d’obtenir une vue angiographique 2D optimale de la zone de lésion tout le long du cycle cardiaque. Cette incidence est proposée spécifiquement pour trois types de région d’intérêt (segment unique, segment multiple ou bifurcation) et est calculée à partir de quatre critères (raccourcissement, chevauchement interne et externe ou angle d’ouverture de bifurcation). Une vue 2D déployée du segment projeté avec le moins de superposition avec les structures vasculaires avoisinantes est obtenue. Nous donnons également la possibilité au cardiologue d’avoir une incidence optimale privilégiant soit le déploiement du stent ou soit le guidage d’outils de la racine de l’arbre à la zone sténosée. Nos différents algorithmes ont été évalués sur une séquence réelle de 10 phases segmentées à partir d’un CT et de 41 séquences simulées. / The thesis work deals with the planning of minimally invasive surgery of coronary artery lesions. The physician performs a coronarography following by a percutaneous transluminal angioplasty. The X-ray rotational angiography permits to visualize the lumen artery under different projection angles in several cardiac cycles. From these 2D projections, a 3D+T reconstruction of coronary arteries can be obtained. Our goal is to determine automatically from this 3D+T sequence, the optimal angiographic viewing angle of the stenotic segment. Several steps are proposed to compute the optimal angular position of the C-arm. Firstly, a mosaic-based tree matching algorithm of the 3D+T sequence is proposed to follow the stenotic lesion in the whole cardiac cycle. A pair-wise inexact tree matching is performed to build a tree union between successive trees. Next, these union trees are merged to obtain the mosaic tree which represents the most complete tree of the sequence. To take into account the non-rigid movement of coronary arteries during the cardiac cycle and their topology variations due to the 3D reconstruction or segmentation, similarity measures based on hierarchical and geometrical features are used. Artificial nodes are also inserted. With this global tree sequence matching, we propose secondly a new method to determine the optimal viewing angle of the stenotic lesion throughout the cardiac cycle. This 2D angiographic view which is proposed for three regions of interest (single segment, multiple segment or bifurcation) is computed from four criteria: the foreshortening, the external and internal overlap and the bifurcation opening angle rates. The optimal view shows the segment in its most extended and unobstructed dimension. This 2D view can be optimal either for the deployment of the stent or for the catheter guidance (from the root to the lesion). Our different algorithms are evaluated on real sequence (CT segmentation) and 41 simulated sequences.

Les inégalités sociales de santé au sein des grandes agglomérations urbaines ont été largement documentées et sont encore aujourd'hui un problème de santé publique majeur au Québec. Des études épidémiologiques ont déterminé que les taux de mortalité associés aux maladies cardiovasculaires, notamment chez les groupes socioéconomiquement défavorisés (SÉD), en seraient largement responsables. Dans le but d’améliorer la santé des populations cardiaques, de nombreuses stratégies en réadaptation cardiaque (RC) ont été mises sur place par les institutions de santé. Si les effets bénéfiques de ces mesures ont été largement documentés, peu d’entre elles se sont penchées sur les populations moins bien nanties. Pourtant, leur participation aux programmes de réadaptation cardiaque est très faible. Cette étude qualitative vise à élargir la base des connaissances en promotion de la santé en établissant des liens entre la pauvreté et les pratiques préventives. Elle vise à combler le manque d’information à l’égard des pratiques de réadaptation cardiaque d’hommes de milieux SÉD, afin de déterminer les facteurs qui peuvent les inciter à opter pour un programme de réadaptation cardiaque. En employant l’approche socioculturelle de Pierre Bourdieu, cette thèse se penche sur les composantes du rapport au corps qui exercent une influence sur la participation aux programmes de réadaptation cardiaque. Des entrevues de type semi-structurées ont été effectuées auprès de 60 hommes francophones (âge moyen: 58,5 ans) de l’Outaouais urbain, ayant subi un incident cardiovasculaire nécessitant une intervention médicale et étant considérés « autonomes » selon les normes du Ministère de la Santé et des Services sociaux du Québec.Les résultats de cette thèse sont présentés sous deux études. La première traite de l’impact de la pauvreté sur les pratiques préventives d’hommes SÉD aux prises avec une maladie cardiaque (MC), et la deuxième se penche plutôt sur la variation sociale de la réadaptation cardiaque entre deux classes sociales distinctes (classes moyennes et SÉD). De manière générale, les résultats présentent clairement la faible disposition des hommes moins bien nantis à adopter des pratiques préventives et à participer à un programme de réadaptation cardiaque. La comparaison entre les deux classes socioéconomiques suggère que plus le revenu et la scolarité d’un individu sont élevés, plus son style de vie sera conforme aux normes de la santé publique, et plus il sera disposé à adopter des pratiques préventives dans le but d’améliorer sa santé après un incident cardiaque. Les résultats de cette étude permettent de mieux adapter les programmes destinés aux hommes SÉD qui sont durement touchés par les problèmes cardiovasculaires, et favorisent une meilleure compréhension de leurs expériences de vie afin de répondre plus adéquatement à leurs besoins sur le plan des programmes de prévention secondaire.

Selon les lignes directrices chez les patients coronariens, un programme d’entrainement aérobie doit combiner de l’entrainement continu à intensité modérée (ECIM) et par intervalles à haute intensité (EIHI), en étant progressif et structuré (périodisation linéaire [PL]), et manipulé selon les principes FITT qui incluent la fréquence, l’intensité, la durée, et la modalité (ou le type). Contrairement à la PL où la charge d’entrainement est constamment augmentée, la périodisation non-linéaire (PNL) de l’entrainement consiste à incorporer des périodes de récupération au cours d’un cycle d’entrainement afin d’optimiser les adaptations et d’éviter la monotonie et le surmenage. Chez les individus sains et atteints de maladie pulmonaire obstructive chronique, la PNL de l’entrainement aérobie a parfois montré des bénéfices supérieurs à la PL sur l’amélioration de l’endurance aérobie. Notre objectif principal était donc de comparer la PNL à la PL de l’entrainement aérobie sur la fonction cardiorespiratoire chez des patients coronariens. Nous avons ensuite comparé les adaptations cardiaques pour les deux types de périodisation au niveau du ventricule gauche (VG) dans une deuxième étude. Nous avions comme hypothèse que la PNL de l’entrainement aérobie apporterait davantage de gains sur les paramètres de réponses cardiopulmonaires à l’effort comparativement à la PL. Un total de 39 patients coronariens stables, recrutés à l’Institut de Cardiologie de Montréal entre 2016 et 2018, ont effectué une épreuve cardiopulmonaire à l’effort avec mesure des échanges gazeux, et une échocardiographie de repos avant et après une intervention d’entrainement. Les mesures de fonction cardiorespiratoire comprenaient la consommation d’oxygène au pic de l’exercice (V̇O2pic), la puissance aérobie maximale, la ventilation minute (V̇E), les variables d’effort sous-maximales (pente d’efficacité de la consommation d’oxygène PECO], pente de ventilation sur la production de dioxyde de carbone [V̇E/V̇CO2]), les consommations d’oxygène aux 1er [SV1] et 2e [SV2] seuils ventilatoires), et le pouls en oxygène (pouls en O2). Nous avons également mesuré la proportion de hauts et faibles répondeurs dans chacun des groupes selon la médiane du delta V̇O2pic. Les mesures d’échocardiographie comprenaient des mesures de la fonction systolique et diastolique, et des mesures de déformation de la paroi du VG. Les participants ont été répartis aléatoirement soit dans le groupe PL (n = 20, 65±10 ans), soit dans le groupe PNL (n = 19, 66±5 ans) pour 3 mois d’entrainement. L’entrainement consistait à 3 séances par semaine, pour les deux groupes, d’une durée de 30 à 60 minutes/séance, combinant de l’ECIM et de l’EIHI progressifs périodisés, ainsi que des exercices en résistance similaires non progressifs. Bien que les deux groupes étaient isoénergétiques (dépense énergétique totale équivalente sur 12 semaines), la dépense énergétique hebdomadaire était constamment augmentée dans le groupe PL, alors qu’elle était augmentée plus rapidement et entrecoupée d’une semaine d’entrainement à charge plus légère toutes les 4 semaines dans le groupe PNL. Nous avons observé une augmentation similaire du V̇O2pic, V̇E, PECO, VT1 et SV2, pouls en O2, de la fraction d’éjection du VG , la déformation radiale, et la vitesse de déformation radiale du VG (interaction tempsgroupe : p > 0,05 ; effet du temps : p < 0,05) entre les 2 groupes. La proportion de non, faibles et hauts répondeurs était similaire entre les 2 groupes (p = 0,29). Cependant, la fonction diastolique n’a pas évolué après les 12 semaines d’entrainement dans aucun des deux groupes. Nos résultats suggèrent que dans cette population, une variation accrue de la charge par la périodisation non-linéaire d’entrainement ne procure pas de gain additionnel dans la réponse cardiopulmonaire à l’effort et dans la fonction cardiaque de patients coronariens. Bien qu’il ne s’agisse pas d’une comparaison directe, une autre étude a rapporté une proportion de 37 % de hauts répondeurs auprès de 1171 patients coronariens après un programme d’entrainement non périodisé de 3 mois, comparativement à 60 et 47 % dans nos groupes PL et PNL, respectivement. Sachant que la non-réponse à l’entrainement est associée à une plus grande mortalité à long-terme, davantage d’études sont nécessaires afin de déterminer si la périodisation de l’entrainement (PL ou PNL) peut mener à une réponse à l’entrainement plus grande et être incorporée dans les programmes de réadaptation cardiaque. / Guidelines on exercise training in patients with coronary heart disease (CHD)suggest that an exercise training program with should combine moderate-intensity continuous (MICT) with a high-intensity interval (HIIT) training, with a constant progressive and structured increase of the training load (linear periodization [LP]) in the course of the program. As opposed to the LP, non-linear periodization (NLP) is characterized by greater increase of the training load intercepted by one training week with a lighter training load. NLP is used in athletes to bring variation in the training load, optimize training adaptation, avoid a plateau, monotony, and over-reaching. In healthy and individuals with chronic obstructive pulmonary disease, NLP showed greater improvement in aerobic endurance. Our main objective was to compare the NLP with the LP protocol on the cardiopulmonary exercise response in patients with CHD. Then, we compared the cardiac adaptation of the left ventricle (LV) between both aerobic training periodization. We hypothesized that NLP will be superior for improving cardiorespiratory parameters compared to LP. We recruited 39 patients with stable CHD from the Montreal Heart Institute, between 2016 and 2018. All completed a maximal cardiopulmonary exercise testing (CPET) with gas exchange measurements and a resting cardiac echography before and after the training intervention. The CPET measurements included peak oxygen uptake (peak V̇O2), oxygen uptake efficiency slope (OUES), minute ventilation (V̇E), ventilatory efficiency slope (V̇E/V̇CO2 slope), oxygen uptake at the first (VT1) and second (VT2) ventilatory thresholds, and oxygen pulse (O2pulse). We also assessed the proportion of non, low, and high responders between both aerobic training periodization using the median of the delta peak V̇O2. The cardiac function measurements included the systolic and the diastolic functions, and the myocardial strain and strain rates in the LV. Exercise training protocols included 3 sessions/week, for 30 to 60 minutes/session, combining a periodized HIIT and MICT, and a non-periodized resistance training. Weekly energy expenditure was constantly increased in the LP group for the aerobic training, while it was increased and intercepted with a lighter training load week each fourth week in the NLP group. VI We observed a similar improvement in both groups for peak V̇O2, OUES, VT1, VT2, O2pulse, 3-dimensional LV ejection fraction, radial strain and radial strain rates, (interaction time*group : p>0.05 ; time effect : p<0.05 with a superior effect size in the LP group). Proportion of high responders was similar between groups (p=0.29). Our results suggest that incorporating more training load variation does not bring more training adaptation in an exercise training program in patients with stable CHD. Despite it is not a direct comparison, another study showed a proportion of 37% of non-responders after a non-periodized training program in 1,171 patients with CHD, compared to 60 and 47% in the LP and NLP from our study, respectively. More studies are needed to examine if training periodization could lead to an increased training response and could be integrated in cardiac rehabilitation programs.

Les maladies cardiométaboliques sont les principales causes de décès dans le monde, et au Canada elles sont responsables d'environ 700 000 décès par année. Le diabète de type 2 et la maladie coronarienne sont les maladies cardiométaboliques les plus répandues. Malgré des avancées pharmacologiques, la prévalence de ces maladies demeure élevée, ce qui souligne l'importance des thérapies complémentaires qui améliorent le contrôle glycémique ainsi que la fonction vasculaire afin de prévenir les complications liées à ces maladies. Depuis quelques années, l’exposition à la chaleur reçoit une attention accrue pour son potentiel thérapeutique. En outre, des études scientifiques suggèrent que l’exposition à la chaleur pourrait diminuer la glycémie et améliorer la fonction vasculaire. Cependant, le potentiel thérapeutique de l'exposition à la chaleur demeure sous-étudié chez les personnes atteintes du diabète de type 2 ou de la maladie coronarienne. L’objectif général de cette thèse était d’évaluer les effets aigus de l’exposition à la chaleur sur des marqueurs de la fonction cardiométabolique auprès de gens ayant un diabète de type 2 ou une maladie coronarienne. L’article 1 a déterminé l’effet aigu d’une immersion en eau chaude sur la sensibilité à l’insuline, la fonction vasculaire, les concentrations des protéines de choc thermique plasmatique (eHSP70/90) et intracellulaire (iHSP70/90), les marqueurs inflammatoires (IL-6, IL1-RA, NFKB) ainsi que sur les médiateurs de l'action de l'insuline (IRS-1, GLP-1) comparativement à une immersion thermoneutre au sein d’une population ayant le diabète de type 2. Les résultats démontrent qu’une immersion en eau chaude n’améliore pas la sensibilité à l’insuline, ni la fonction vasculaire et elle n’affecte pas les concentrations de HSP70 / 90 et les marqueurs inflammatoires. L’article 2 a déterminé l’effet aigu d’une exposition dans un sauna Finlandais sur la fonction vasculaire, des marqueurs de dysfonction endothéliale (VCAM-1, ICAM-1) et des marqueurs inflammatoires (IL-6, IL-10, TNF-α, IL-1β, CRP) auprès de personnes ayant une maladie coronarienne. Les résultats démontrent qu’une séance de sauna Finlandais améliore la fonction endothéliale et augmente la concentration circulante d’IL-6 sans affecter d’autres marqueurs inflammatoires (IL-10, TNF-α, IL-1β, CRP) ainsi que des marqueurs de dysfonction endothéliale. Combinées, les deux études de cette thèse démontrent que l’exposition passive à la chaleur n’améliore pas de façon aiguë les marqueurs cardiométaboliques chez les personnes diabétiques de type 2. Par contre, la chaleur exerce un effet bénéfique sur la fonction endothéliale chez les personnes ayant une maladie coronarienne. / Cardiometabolic diseases are the leading cause of death globally, and in Canada they are responsible for approximately 700 000 deaths each year. Type 2 diabetes and coronary artery disease are the most prevalent cardiometabolic diseases. Despite advancements in pharmacological treatments, the prevalence of these diseases remains high which underlines the importance of complementary therapies to prevent complications related to these diseases. In recent years, heat exposure has received attention for its therapeutic potential. Studies have demonstrated that heat exposure could be an effective method to decrease glycemia and improve vascular function. However, the therapeutic potential of heat exposure remains understudied in people with type 2 diabetes or coronary artery disease. The general objective of this thesis was to evaluate the acute effects of heat exposure on cardiometabolic markers in people with type 2 diabetes and coronary artery disease. The first article of this thesis determined the acute effect of hot water immersion on insulin sensitivity, vascular function, plasma (eHSP70 / 90) and intracellular (iHSP70 / 90) heat shock protein concentrations, inflammatory markers (IL- 6, IL1-RA, NFKB) as well as mediators of insulin action (IRS-1, GLP-1) compared to thermoneutral water immersion in a population with type 2 diabetes. Findings from this study demonstrate that acute hot water immersion does not improve insulin sensitivity, vascular function or affect HSP70 / 90 concentrations and inflammatory markers. The second article of this thesis determined the acute effects of Finnish sauna bathing on vascular function, markers of endothelial dysfunction (VCAM-1, ICAM-1) and inflammatory markers (IL-6, IL-10, TNF- α, IL-1β, CRP) in older adults with coronary artery disease. Results from this study demonstrate that one bout of Finnish sauna bathing improves endothelial function and increases the circulating concentration of IL-6 without affecting other markers of inflammation (IL-10, TNF-α IL-1β, CRP) or endothelial dysfunction. Combined, these results show that acute heat exposure does not acutely improve cardiometabolic markers in people with type 2 diabetes. On the other hand, heat exposure has a beneficial effect on endothelial function in people with coronary artery disease.