Etude du système nerveux autonome du fœtus à l’enfant : modélisation de son fonctionnement chez le fœtus et application chez l’enfant en réanimation pédiatrique

Study of the autonomous nervous system from fetus to child : modeling of its functioning in the fetus and application in pediatric intensive care

• Auteur / Autrice : Morgan Recher
• Direction : Laurent Storme, Stéphane Leteurtre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie
• Date : Soutenance le 25/11/2020
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'Etudes et de Recherche en Informatique Médicale (Lille)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Storme, Stéphane Leteurtre, Géraldine Gascoin-Lachambre, Pierre Tourneux, Véronique Houfflin-Debarge, Marisa Tucci
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Géraldine Gascoin-Lachambre, Pierre Tourneux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Unités de soins intensifs pédiatriques

Rythme cardiaque foetal

Enfant

Troubles du rythme cardiaque

Système nerveux autonome

Soins intensifs en pédiatrie

Cardiotocographie

Chez l'enfant

Rythme cardiaque

Système nerveux autonome

Mots clés libres

Système nerveux autonome

Variabilité du rythme cardiaque

Foetus

Opioïde

Sympathique

Parasympathique

Réanimation

Enfant

Autonomic nervous system

Heart rate variability

Fetus

Opioid

Sympathetic

Parasympathetic

Intensive care

Child

Résumé

Le système nerveux autonome (SNA) assure le maintien de l’homéostasie parses deux composantes opposées que sont le système sympathique (Σ) et le systèmeparasympathique (paraΣ). Il régule de nombreuses fonctions autonomes del’organisme (régulation du rythme cardiaque, pression artérielle, thermorégulation,digestion, miction etc.). Ce système contrôle en particulier le rythme cardiaque et ses variations rapides. L’analyse de la variabilité sinusale du rythme cardiaque est une méthode permettant d’évaluer les variations de tonus du SNA. Les méthodes de mesure de la variabilité du rythme cardiaque (Heart Rate Variability, HRV) sont nombreuses et validées depuis de nombreuses années, permettant d’apprécier lefonctionnement normal ou pathologique du SNA. Ainsi, l’HRV peut être appréhendé par des méthodes temporelles, des méthodes spectrales, des méthodes géométriques ou des méthodes non linéaires par exemple. L’application de ces différentes approches a permis de concevoir plusieurs dispositifs d’évaluation du SNA,notamment du système parasympathique, que ce soient pour les patients adultes avec l’Analgesia Nociception Index (ANI), permettant de monitorer la balance analgésie/nociception, pour les enfants prématurés avec le Newborn InfantParasympathetic Evaluation (NIPE) permettant de monitorer le bien être, et pour lefoetus le Fetal Stress Index (FSI) en cours d’étude par notre équipe d’accueil.Cependant, il existe encore des limitations empêchant l’utilisation de ces dispositifsavec, en particulier pour le foetus : (1) l’absence de consensus quant au rôle descomposants Σ et paraΣ du SNA pendant le travail maternel, (2) les difficultésd’interprétation de variations du SNA d’origine multifactorielle ; et pour les enfants de1 mois à 18 ans : (3) l’absence de validation de ces méthodes d’analyse.Le but principal de cette série de travaux était : pour le foetus (1) d’évaluer l’implication des composants Σ et paraΣ du SNA lors du travail, (2) d’évaluer la réponse du SNA du foetus lors de l’administration d’opioïdes à la maman ; et pour les enfants hospitalisés en réanimation pédiatrique (3) de valider le NIPE pour les moins de 3 ans comme outil de monitorage de la balance analgésie/nociception.

The autonomic nervous system (ANS) maintains homeostasis through its twoopposing components, the sympathetic system (Σ) and the parasympathetic system(paraΣ). It regulates many of the body's autonomous functions (regulation of heart rate,blood pressure, thermoregulation, digestion, urination, etc.). In particular, the ANScontrols the heart rate and its rapid variations. The analysis of the sinus variability ofthe heart rate is a method to evaluate the variations in the ANS tone. There are manymethods for measuring the heart rate variability (HRV), which have been validated formany years, making it possible to assess the normal or pathological functioning of theANS. Thus, the HRV can be apprehended by temporal methods, spectral methods,geometric methods or non-linear methods for example. The application of thesedifferent approaches has made it possible to design several ANS evaluation devices,particularly for the parasympathetic system, whether for adult patients with theAnalgesia Nociception Index (ANI), which monitors the analgesia/nociception balance,for premature children with the Newborn Infant Parasympathetic Evaluation (NIPE),which monitors well-being, and for the fetus with the Fetal Stress Index (FSI), which is currently being studied by our team. However, there are still limitations limiting the useof these devices with, in particular for the fetus: (1) the lack of consensus on the roleof the Σ and paraΣ components of ANS during maternal labor, (2) difficulties ininterpreting variations in ANS of multifactorial origin; and for children from 1 month to18 years of age: (3) the lack of validation of these analytical methods.The main goal of this study was: for the fetus (1) to assess the involvement ofthe Σ and paraΣ components of the ANS during labor, (2) to assess the fetal ANSresponse during opioid administration to the mother; and for children hospitalized inpediatric intensive care units (3) to validate the NIPE for children under 3 years of ageas a tool for monitoring the analgesia/nociception balance.