Les interactions entre coeur défaillant et organes périphériques sont centrales pour la compréhension de la variabilité de la présentation clinique, de la progression et du pronostic du syndrome insuffisance cardiaque. La congestion veineuse est considérée comme un des éléments les plus importants qui sous-tendent les interactions cardio-rénales et cardio-intestinales, faisant du retour à l’euvolémie un objectif majeur de la prise en charge du patient décompensé. De fait, la caractérisation non invasive du statut volémique permettrait d’optimiser la prise en charge en facilitant l’adaptation du traitement déplétif au cas par cas. L’objectif de ce travail est d’explorer l’effet délétère de la congestion veineuse chez le patient insuffisant cardiaque, en particulier en termes de dysfonction des organes cibles, et de répertorier l’intérêt de l’échographie multi-site pour la caractérisation du statut volémique dans cette population. / Venous congestion has been shown to play a major role in worsening renal function in acute decompensated heart failure, and recent data have challenged the assumption that end-organ dysfunction was driven by other hemodynamic alterations in patients with heart failure. Decongestion is thus considered as a major therapeutic goal in the management of patients with acute heart failure. As such, real-time assessment of patient’s fluid status may allow for a better management of patients with heart failure, enabling for a personalized management. The aim of this work is to explore the deleterious effect of venous congestion in patient with heart failure, particularly in terms of end-organ dysfunction. We also aimed to characterize the role of extra cardiac ultrasound for the assessment of the volume status in patients with heart failure.

Les troubles cognitifs postopératoires sont fréquents après une chirurgie cardiaque, variant entre 26 % à 70 %. Bien que diverses hypothèses expliquent leur pathogenèse, la congestion veineuse représente une hypothèse prometteuse. Des études ont associé le délirium à des signes échographiques de congestion veineuse tels que la pulsatilité du Doppler de la veine porte et rénale. Détecter la congestion veineuse pourrait potentiellement prédire le trouble cognitif, facilitant ainsi sa gestion. Une technique prometteuse, mais peu explorée, est l’évaluation de la congestion veineuse par le Doppler de la veine fémorale. Les objectifs de ce mémoire sont : (1) synthétiser les évidences sur la relation entre le Doppler de la veine fémorale et la congestion veineuse chez les adultes ; et (2) caractériser l’existence d’une association entre les trouble cognitifs et le Doppler pulsatile de la veine fémorale après une chirurgie cardiaque. Afin d’atteindre ces objectifs, nous avons effectué une revue rapide de littérature portant sur la corrélation entre le Doppler de la veine fémorale et la congestion veineuse. De plus, nous avons complété une étude (NCT05038267) dont l’objectif secondaire était de déterminer la corrélation entre un Doppler anormal de la veine fémorale et le délirium. Les résultats ont montré une association entre la congestion veineuse et Doppler pulsatile de la veine fémorale, ainsi qu’entre les troubles cognitifs et le Doppler anormal de la veine fémorale. Toutefois, des études approfondies sont nécessaires. En conclusion, un lien entre le Doppler de la veine fémorale, la congestion veineuse, et les troubles cognitifs après une chirurgie cardiaque a été démontré. Ces observations ouvrent la voie à des recherches approfondies sur ce lien et à de potentielles applications cliniques et thérapeutiques. / Postoperative cognitive disorders are common after cardiac surgery, ranging from 26% to 70%. While various hypotheses explain their pathogenesis, venous congestion emerges as a promising hypothesis. Studies have linked delirium to ultrasound signs of venous congestion, such as pulsatility in the Doppler of the portal and renal veins. Detecting venous congestion could potentially predict cognitive disorders, thus facilitating their management. A promising yet underexplored technique is the assessment of venous congestion using the Doppler of the femoral vein. The objectives of this thesis are: (1) to synthesize evidence on the relationship between FV Doppler characteristics and venous congestion in adults; and (2) to characterize the existence of an association between cognitive disorders and pulsatility in femoral vein Doppler after cardiac surgery. To achieve these objectives, we conducted a rapid literature review focusing on the correlation between femoral vein Doppler and venous congestion. Additionally, we completed a study (NCT05038267) with the secondary objective of determining the correlation between abnormal femoral vein Doppler and delirium. The results showed an association between venous congestion and pulsatility in the FV Doppler, as well as between cognitive disorders and abnormal FV Doppler. However, in-depth studies are needed. In conclusion a connection has been demonstrated between femoral vein Doppler, venous congestion, and cognitive disorders after cardiac surgery. These findings open the way for in-depth research on this link and potential clinical and therapeutic applications.

L’intervention de Fontan est une chirurgie palliative pour les cardiopathies congénitales univentriculaire. A long terme, la défaillance cardiaque, l’hypertension artérielle pulmonaire(HTAP) et l’entéropathie exsudative peuvent mener à l’échec tardif du Fontan.Une mise au point clinique a été realisée en se focalisant secondairement sur les patients adultes.L’intérêt de la cavo bipulmonaire (CBP), étape intermédiaire au Fontan, dans certains cas de retours veineux pulmonaires anormaux totaux a été décrite. Afin d’affiner de futures études cliniques, nous avons discuté de l’intérêt du Brain NatriureticPeptide en post opératoire de Fontan. Nous avons démontré la fiabilité d’une nouvelle technologiede l’oxyme´trie de pouls chez des enfants cyanosés et la non fiabilité d’un nouveau dispositifd’impédancemétrie pour le monitorage non invasif du de´bit cardiaque en comparaison avecun cathéter artériel pulmonaire.Un modèle animal viable et chronique de la CBP a été développé. Il a montré que le flux pulsatileantérograde empêche la formation de fistules artério-veineuses pulmonaires (FAVP), améliorel’hématose et atténue le développement de l’HTAP soutenant cliniquement le maintien de ce fluxlors de la création d’une CBP. Par ailleurs, la perte de pulsatilité, en diminuant le contrainte de cisaillement, entraîne unediminution de l’eNOS synthase et une réponse altérée vaso-relaxante dépendante de l'endothélium artérielle pulmonaire. La micropulsatilité limite ces effets délétères. Ces résultats impliquent desthérapies potentielles contre l’HTAP du Fontan, en maintenant un débit pulmonaire accessoire et la modulation pharmaceutique vaso-relaxante non endothélium-dépendante / The Fontan surgery is a palliative surgery for univentricular congenital heart disease. On the longterm, heart failure, pulmonary arterial hypertension (PAH) and exudative enteropathy may lead tothe Fontan failure.A clinical adjustment has been realized by focusing secondarily on adult patients. The advantage, insome cases of total anomalous pulmonary venous return, of the bidirectional cavopulmonary (BCP),which is an intermediate stage of Fontan, has been described.In order to prepare future clinical studies, we have discussed about Brain Natriuretic Peptide inpostoperative Fontan surgery. We have demonstrated the reliability of a new technology of pulseoxymetry in cyanotic children and the unreliability of a new device of impedance for non-invasivemonitoring of cardiac outpout in comparison with pulmonary arterial catheter.A viable chronic animal model of bidirectional cavo-pulmonary (BCP) has been developed. Itshowed that the antegrade pulsatile flow prevents the formation of pulmonary arteriovenous fistulas(PAVMs) ,improves hematosis and attenuates the development of PAH clinically supporting themaintenance of this flow when creating a BCP.Moreover, the loss of pulsatility while reducing the shear stress causes a decrease in e-NOSsynthase and a dependent vaso-relaxing altered response of the pulmonary arterial endothelium. Themicropulsatility limits these deleterious effects. These results imply potential therapies against thePAH of Fontan surgery, maintaining an accessory pulmonary blood flow and the pharmaceuticalvaso-relaxing non-endothelium dependent modulation.

L'objectif de ce travail est de contribuer à la modélisation globale du système veineux jambier entrepris par les Laboratoires Innothera, en étudiant deux de ces aspects singuliers. La première partie porte sur les confluences. A l'aide d'une étude numérique validée expérimentalement nous proposons deux modèles permettant, d'une part de prédire la perte de charge singulière d'une confluence en fonction de sa géométrie et de son régime d'écoulement et, d'autre part, de prendre en compte les effets non newtoniens du sang en introduisant une viscosité dont la valeur dépend du débit. La seconde partie porte sur le remplissage et la vidange d'un tuyau souple. A l'aide d'un banc hydrodynamique nous avons développé une méthode de mesure de loi d'état de ces tuyaux et un modèle rendant compte de la cinématique de leur paroi. Enfin, nous avons réalisé la validation d'un code de simulation numérique permettant de résoudre le problème de l'écoulement d'un fluide dans une conduite déformable.

Les malformations artério-­‐veineuses cérébrales (MAVc) sont des pathologies vasculaires agressives présentant un risque hémorragique lourd de conséquence en terme de morbi-­‐mortalité. Les outils d’imagerie disponibles actuellement ne permettent de comprendre que difficilement leur angio-­‐ architecture. Nous avons développé dans notre travail deux outils d’imagerie permettant d’affiner la compréhension de l’anatomie des ces malformations : un algorithme de segmentation semi-­‐automatisé et un algorithme d’anamorphose sphérique convexe. Ces algorithmes ont été élaborés pour être utilisés sur les acquisitions d’angiographie rotationnelle 3D ; ils permettent de mieux visualiser la veine de drainage principale des MAVc, notamment d’identifier une sténose ou une ectasie focale sur cette veine, et également de déceler de façon plus fiable la présence d’un anévrysme intra-­‐nidal. Ces améliorations dans l’analyse de l’angio-­‐architecture des MAVc permettront vraisemblablement de réduire le risque thérapeutique pour ces malformations. En vue de tester le potentiel des agents anti-­‐angiogéniques pour le traitement des MAVc, nous avons élaboré un modèle porcin simplifié de MAVc consistant en une occlusion unilatérale d’artère carotide primitive par voie endovasculaire. La comparaison entre le volume de rete mirabile à J0 et à 3 mois et les valeurs obtenues pour un groupe témoin a montré une augmentation significative du volume du rete mirabile chez les porcs ayant eu l’occlusion carotidienne. D’autre part, une tendance nette à l’augmentation des taux de VEGF (vascular endothelial growth factor) à proximité du rete mirabile était observée dans le groupe occlusion. Enfin, des modifications anatomopathologiques proches de celles des MAVc humaines étaient visualisées sur les pièces autopsiques des rete mirabile dans le groupe occlusion. / Brain arteriovenous malformations (bAVMs) are aggressive vascular malformations presenting a haemorrhagic complication risk that may lead to severe consequences in terms of morbi-­‐mortality. Available imaging tools poorly help in understanding their angio-­‐architecture. We have developed two imaging tools improving our understanding of the anatomy of these malformations: a semi-­‐automated segmentation algorithm and a convex spherical anamorphosis algorithm. These algorithms have been elaborated for use on 3D rotational angiography acquisitions; they provide a better visualisation of the bAVMs’ main draining vein, especially for venous stenosis or for focal ectasia. They also help in depicting accurately intranidal aneurysms. These improvements in the analysis of the bAVMs’ angioarchitecure may help in reducing the therapeutic risk for these malformations. For a further testing of the potential of anti-­‐angiogenic agents for the treatment of bAVMs, we have elaborated a simplified swine AVM model consisting in the occlusion of a common carotid artery by endovascular means. The comparison between the volume of the rete mirabile at D0 and 3 months and those measured in a control group showed a significant increasing of the retia in the occlusion group. Moreover, a tendency was observed concerning an increase in VEGF (vascular endothelial growth factor) serum levels close to the rete mirabile in the occlusion group. Finally, pathological changes close to those seen in human bAVMs were observed on autopsy samples in the occlusion group.