Evaluation clinique de la pression artérielle centrale à partir de la mesure par cathétérisme radial en utilisant la modélisation de l'arbre artériel, de la liaison hydraulique et du capteur. Intégration de la fonction dans un dispositif de surveillance de la qualité de la mesure de la pression artérielle

Clinical assessment of central blood pressure from the measurement by radial catheterization using arterial tree model, hydraulic connection and sensor. Integration of the function in a medical device providing a quality index of radial arterial pres

• Auteur / Autrice : Lisa Guigue
• Direction : François Boucher, Norbert Noury
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie, instrumentation, signal et imagerie pour la biologie, la médecine et l'environnement
• Date : Soutenance le 24/05/2018
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Recherche translationnelle et innovation en médecine et complexité (La Tronche, Isère, France ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : PRETA - Physiologie cardio-Respiratoire Expérimentale Théorique et Appliquée
• Jury : Président / Présidente : Guillaume Debaty
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Boucher, Norbert Noury, Xavier Monnet, Pauline Cottin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bernard Allaouchiche, Emmanuel Foltête

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pression artérielle

Pression artérielle -- Mesure

Mots clés libres

Pression artérielle (PA) par cathétérisme (liaison hydraulique)

Distorsion de la PA

Physiologie et physiopathologie cardiovasculaires

Modélisations de l'arbre artériel

Conditionnement et traitement du signal physiologique

Intégration sur une cib

Arterial pressure (AP) by catheterization (system transducer)

Distortion of AP

Cardiovascular physiology and pathophysiology

Arterial tree modeling

Signal conditioning and processing

Real time target integration into the innovative CATARSI Medic

Résumé

La pression centrale est le reflet de l'état hémodynamique du patient et son estimation se fait par l'acquisition de la pression artérielle radiale plus facilement accessible chez la majorité des patients en anesthésie-réanimation et soins intensifs. Cette thèse tente de résoudre les difficultés de l’évaluation de la pression centrale à partir du cathétérisme radial associé à un capteur de pression via une liaison hydraulique. Ces freins à l'évaluation sont :1.les altérations liées à la liaison hydraulique entre le cathéter radial et le capteur;2.les distorsions liées à l’arbre artériel entre le cœur et la périphérie (artère radiale). Il existe des cas cliniques où les propriétés de l’arbre artériel sont modifiées de telle sorte que la pression périphérique n’est plus le reflet de la pression centrale et donc ne peut plus l'estimer correctement. L'un de ces phénomènes est connu sous le terme de découplage entre pressions artérielles centrale et périphérique.Pour la première difficulté, le dispositif médical CAThétérisme Artériel Radial en Soins Intensifs (CATARSI) développé par AII Biomédical apporte une solution à ce problème en fournissant un indice de la qualité de la mesure par cathéter et liaison hydraulique.Dans les cas physiopathologiques entraînant une mauvaise estimation de la PA central, la possibilité d’alerter le personnel soignant sur l’apparition de ces situations serait optimale. Cette fonction pourrait être intégrée au dispositif CATARSI. Au préalable, il faut comprendre, évaluer et modéliser de manière précoce, les mécanismes mis en jeu dans ces situations cliniques particulières.Le travail de thèse s'articule donc selon 3 axes :1.Evaluation expérimentale, par oscillométrie et cathétérisme, de la mesure de la vitesse de propagation de l’onde de pouls le long de l’arbre artériel chez l’homme (Pression artérielle centrale, radiale, fémorale) en situation de découplage entre pression centrale/pression périphérique. Cette évaluation sera faite chez des patients en CEC (Circulation Extra-Corporelle) car ils peuvent présenter des découplages. Plusieurs phases de mesures sont prévues avant, pendant et après la CEC.2.Recherche et optimisation d’une méthode de détection automatique du découplage entre pression artérielle centrale et périphérique à partir de l’analyse du signal de pression radiale en continu et d’une mesure complémentaire effectuée par le clinicien avec un autre capteur sur proposition du dispositif CATARSI.3.Proposition d’un ou plusieurs modèles du segment central-radial de l’arbre artériel afin d’obtenir une meilleure évaluation de la pression artérielle centrale à partir de la mesure de pression radiale par cathéter pour ensuite intégrer de nouvelles fonctionnalités dans le dispositif CATARSI.

Aortic pressure is generally recognized as a good index of the hemodynamic state of a patient. In intensive care units, aortic pressure is indirectly estimated via a radial catheter-tansducer system. The present study aims to remove the obstacles to a reliable evaluation of central pressure via the radial catheter-transducer system commonly used in clinics. These obstacles can be due to :1.technical problems occurring between the radial catheter and the sensor;}2.pathophysiological problems affecting the arterial tree between the heart and peripheral arteries. Several clinical situations have been identified in which alterations of the physical properties of the vasculature do not allow a reliable estimation of central arterial pressure using the common radial setting. One of these phenomena is the so called central-to-radial arterial pressure gradient.CATARSI, a medical device developped by AII SAS, affords a solution to the first group of problems by providing an index of the quality of the signal provided by the radial catheter-transducer system.Under pathophysiological conditions affecting the arterial vascualture of the patient, early detection of a mismatch between peripheral and central arterial pressure would also be of great clinical value. In this view, a new functionality could be develop to implement CATARSI. However, to achieve this goal, it is first necessary to understand, evaluate and modelize the precise pathophysiological mechanisms involved in these particular situations.The study contains three steps :1.Experimental evaluation, by oscillometry and catheterization, of AP propagation-time on the human arterial tree (aortic, radial, femoral arterial pressure) during a central-to-radial arterial pressure gradient. This evaluation has been carried out on patients undergoing Cardio Pulmonary Bypass (CPB). Several measurements have been performed: before, during and after CPB.2.Development and optimization of a method allowing the detection of an uncoupling between central and peripheral arterial pressure thanks to AP signal analysis in real time and a potential complementary measurement performed with CATARSI.3.Several central to radial arterial modelling propositions in order to present a better evaluation of central arterial pressure estimated by radial arterial pressure.