Apport des nouvelles technologies du sommeil en réanimation médicale, dans l’exploration de la maladie d’Alzheimer, du syndrome d’apnée du sommeil et en conditions extrêmes

Contribution of new technologies in sleep medicine in intensive care units, in Alzheimer exploration, in sleep apnea syndrome and in extremes conditions

• Auteur / Autrice : Maxime El Baz
• Direction : Damien Léger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 14/01/2016
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Frontières de l'innovation en recherche et éducation (Paris ; 2006-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Descartes (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre du Sommeil et de la Vigilance [Paris]
• Jury : Président / Présidente : Joëlle Adrien
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Damien Léger, Joëlle Adrien, Christian Guilleminault, Didier Lagarde, Philippe Gajdos, Jean-Paul Mira, Mounir Chennaoui
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christian Guilleminault, Didier Lagarde

Mots clés

Mots clés contrôlés

Syndromes des apnées du sommeil

Alzheimer, Maladie d'

Actimétrie

Mots clés libres

Polysomnographie

Actimétrie

Unité de Soins Intensifs

Alzheimer

Conditions extrêmes

Apnée du sommeil

PPC

Nouvelles technologies

ESanté

ISommeil

Polysomnography

Actimetry

Intensive Care Unit

Alzheimer

Extremes conditions

Sleep apnea

CPAP

New technology

Sleep Medicine 2.0

EHealth

ISommeil

Résumé

Les technologies du sommeil connaissent une révolution numérique à laquelle nous avons apporté une validation avec pour objectif une meilleure analyse des troubles du sommeil en Unité de Soins Intensifs, dans la maladie d’Alzheimer et dans l’évaluation de l’hypovigilance en vol de longue durée en milieu militaire. Ainsi, nous avons évalué le temps de sommeil sur 24 heures en relation avec les nuisances sonores en soins intensifs. Cette évaluation a été réalisée à l’aide d’un nouveau polysomnographe l’Actiwave couplé à un polygraphe Nox T3 qui ont permis d’enregistrer les cycles du sommeil et les niveaux sonores sur les 24 heures dans une Unité de Soins Intensif. Nous avons montré que l’Actiwave est un outil performant pour enregistrer le sommeil dans de telles conditions. Combiné au Nox T3, il permet d’explorer l’impact des niveaux sonores sur la qualité et quantité du sommeil. Nous avons retrouvé un Temps Total de Sommeil médian de 6 heures par nuit et de 2,5 heures pendant la journée, la qualité de sommeil étant plus perturbée que sa quantité. Nous avons démontré que 60% des éveils intra-sommeil étaient associés à un bruit supérieur à 77 dB et identifié les sources sonores principales qui agissent sur la pathogénèse des troubles du sommeil en Unité de Soins Intensif, à savoir les alarmes des respirateurs mécaniques avec un risque relatif de 10.9 (9.8-11.9) et les alarmes des constantes vitales avec un risque relatif de 9.8 (8.6-11.3). Une deuxième étude, l’évaluation de l’hypovigilance en vol de longue durée, a été réalisée à l’aide de l’ActiWave. Pour cela, nos équipes ont conçu un algorithme d’analyse automatique de détection du sommeil. Nous avons montré que l’ActiWave est un polysomnographe fiable en conditions extrêmes, l’analyse automatique montrant une bonne concordance avec l’analyse manuelle de deux experts du sommeil (Kappa>80%). Nous démontrons donc qu’il est possible de coder automatiquement les stades de sommeil à l’aide du ratio (+)/ sur la région occipitale O1-M2 vs C3-M2 (p<0.05). Nous avons validé un nouvel actimètre le MotionWatch 8 pour l’évaluation du temps de sommeil chez 208 patients présentant la maladie d’Alzheimer. Ce travail a permis de montrer que le MotionWatch 8 est un outil fiable avec de bonnes sensibilité et spécificité dans l’évaluation des troubles du sommeil chez ces patients. Le Temps Total de Sommeil est dans la norme (TTS moyen 7h35 minutes) et est significativement associé au score d’apathie (7h46 minutes vs 7h26 minutes ; p=0.04). Le marqueur chrono-biologique SIJ est également associé à l’apathie (p=0.04) ainsi qu’aux troubles cognitifs (p=0.02). Finalement, la fragmentation de rythmes veille/sommeil (VIJ) est associée au score du handicap de la maladie d’Alzheimer (p=0.02). Dans une quatrième étude, nous nous sommes intéressés à la nouvelle technologie de télé-observance dans le traitement du syndrome d’apnées du sommeil par pression positive continue, qui permet d’alerter le médecin de la compliance du patient. Nous avons validé un nouveau dispositif médical de télé-observance du traitement du syndrome d’apnées du sommeil, le NOWAPI. Nous montrons que le NOWAPI mesure avec précision et de manière fiable les niveaux de pressions et de débits des PPC disponibles sur le marché et qu’il permet de calculer les indicateurs d'observance des patients souffrants du syndrome d’apnées du sommeil (IAH Nowapi de 2,5 (-1.4 ; 3.6)/h vs IAH Polygraphie respiratoire de 2,3 (1.2 ;3.4)/h). En conclusion, les études présentées ici mettent en exergue l’importance de l’innovation technologique dans le domaine du sommeil pour une meilleure prise en charge des patients. A l’ère du 21ème siècle, une nouvelle médecine commence à émerger, la médecine 2.0, avec pour corollaire l’eSanté. (...)

Scientific research into sleep over the past thirty years has progressed so speedily that it is now possible to speak of “Sleep Medicine”. This specialty is placed incontestably at the frontier of Science and Medicine. The issues have been recently driven by the advances in the technology of recording biological parameter and analysis of the data, in parallel with a deeper understanding of the physiopathology and therapeutic advances in sleep disorders. The subject of this thesis lies at the crossover of two areas of professional expertise; sleep technology and bio-engineering, with notably the aim of validating new tools in research as well as in the diagnosis and treatment of sleep disorders. We have tested a miniaturized polysomnographic new technology, the Actiwave, capable of detecting sleep and alert states in extreme conditions, notably in patients hospitalized in Intensive Care Units and in aircraft pilots in long duration military flights. In intensive care units, we have explored the relation between sleep and noise in the immediate environment of the patients. In brief, Total Sleep Time was not disturbed whereas the sleep quality was altered. Wake episodes after sleep onset were mostly associated with noise over 77 dB, and the main disturbances were triggered by the alarms of breathing machines and those from vital parameters. In military flights of long duration, we have explored the presence of hypovigilance episodes. This allowed us to validate the Actiwave for polysomnography in extreme conditions. In a third study, we have analyzed the sleep patterns in a total of 202 patients with Alzheimer’s disease by using a new actimeter, the MotionWatch8. We have shown that the latter device has a good sensitivity and specificity or evaluating sleep-wake parameters in these patients. In particular, we find that the TST is in the normal range and is associated with the aptathy score. The SIJ score is associated with the apathy score and also with the cognitive impairments. Finally, the sleep fragmentation is associated with the disability status. In a last study, we explored the parameter of sleep apneas in patients with SAS using the NOWAPI. We validated this new device by demonstrating that it provides on-line reliable data about pressure and flow levels of various CPAP. In conclusion, this thesis considers possible future avenues of research into sleep technology and discusses the crucial importance of a scientific approach capable of leading the development of appropriate and lasting diagnostic and therapeutic tools. The next step will be the era of the 2.0 medicine for which I am developing the iSommeil application that will allow patients to be the actual actors of their disease and also to facilitate the diagnostic and the prevention of sleep disorders.