Thèse Administration Automatisée du Propofol Pendant la Chirurgie Sous Anesthésie Générale H/F - Université de Lille

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Biologie Santé de Lille
Laboratoire de recherche : Centre d'Investigation Clinique de Lille
Direction de la thèse : Julien DE JONCKHEERE ORCID 0000000237279434
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-28T23:59:59

L'anesthésie générale fait partie des actes d'anesthésie couramment utilisés pour permettre la réalisation d'un acte chirurgical. Le vieillissement de la population et la fréquence croissante des comorbidités explique la nécessité d'une surveillance continue des effets indésirables fréquents des médicaments utilisés pour induire et entretenir l'anesthésie générale. Une anesthésie générale nécessite trois types de médicaments : Un médicament hypnotique ayant pour effet la narcose (abolition de conscience), un médicament à visée antinociceptive, ayant pour effet l'analgésie (absence de douleur lors de stimulations nociceptives) et parfois un curare ayant pour effet une myorelaxation.
Les effets indésirables des médicaments de l'anesthésie sont plus ou moins marqués, selon le score de risque individuel de chaque patient (score ASA) et selon le contexte de la chirurgie. Ils ne peuvent pas réellement être anticipés, ce qui nécessite de titrer leur administration de façon à personnaliser la dose individuelle aux besoins de chaque patient. Depuis 2009, des références formalisées d'experts (RFE) de la Société Française d'Anesthésie Réanimation (SFAR) (1) indiquent la nécessité de monitorer les composantes de l'anesthésie afin d'individualiser l'administration de chaque médicament, le but étant d'en limiter les effets indésirables autant que possible. Depuis plus d'une décennie, des dispositifs de monitorage de l'hypnose et de la nociception, reposant notamment sur l'analyse automatisée de l'électroencéphalogramme ou de l'activité du système nerveux autonome, ont été développés afin d'aider à individualiser la conduite de l'anesthésie générale.
L'Analgesia Nociception Index (ANI) permet d'évaluer l'équilibre entre l'analgésie et la nociception au cours de l'anesthésie. Plusieurs études suggèrent que le guidage peropératoire de l'administration de morphiniques par l'ANI permet de réduire leur consommation ainsi que la douleur postopératoire (2, 3, 4). La pratique de l'anesthésie-réanimation évolue constamment, avec l'émergence de domaines impliquant l'accomplissement simultané de multiples tâches. Dans ce contexte, l'utilisation d'un dispositif de régulation automatisée pourrait garantir des soins de haute qualité, indépendamment de la disponibilité immédiate de l'anesthésiste.
Partant de ce constat, le CIC IT a développé un système d'automatisation de la perfusion de morphiniques basé sur l'indice ANI. Copropriété du CHU de Lille de l'université de Lille et de l'INSERM, cette technologie a fait l'objet d'un dépôt de brevet (5). Un premier prototype, combinant un logiciel de régulation à une pompe à perfusion asservie, a été développé et validé dans le cadre d'une étude clinique promue par le CHU de Lille (ANI-REMI-loop). Cette étude visait à comparer une administration automatisée à une administration manuelle guidée par l'ANI. Les résultats ont démontré la sécurité du dispositif, une réduction de la dose de morphiniques administrée et une meilleure stabilité hémodynamique peropératoire (6).
En parallèle de cette étude, un contrat de maturation entre la SATT Nord et le CHU de Lille été conclu afin d'aboutir au développement de ce système de perfusion innovant: l'ANIfuzzOR). Ce développement a fait également l'objet d'un dépôt de brevet en copropriété entre le CHU de Lille, l'université de Lille et l'INSERM (7). Un nouvel essai clinique multicentrique est prévu en 2026-2027 pour évaluer les performances de ce nouveau dispositif.
En extrapolant, le CIC-IT 1403 souhaite désormais s'orienter vers la généralisation de l'administration automatisée d'autres classes d'agents anesthésiques, notamment hypnotiques (propofol). Le présent projet de thèse vise à développer un système automatisé de perfusion de propofol à partir de moniteurs de la composante hypnotique de l'anesthésie générale de façon à personnaliser son administration et limiter ses effets indésirables, quelle que soit la chirurgie envisagée.

Trois moniteurs dominent actuellement le marché du monitorage de la composante hypnotique ; le Bispectral Index (BIS®), commercialisé par MedTronic, le Sedline®, commercialisé par Masimo et l'Entropie, commercialisée par General Electric. Plusieurs système de régulation du propofol sont décrit dans la littérature mais un seul dispositif est actuellement disponible sur le marché américain (Smart Tiva).
De notre pointe de vie, plusieurs points expliquent le manque d'adhésion du monde de l'anesthésie à ces dispositifs :
Premièrement, ces dispositifs sont basés sur une régulation continue et proportionnelle du débit de perfusion (un peu comme un thermostat) ce qui est assez éloigné de la pratique clinique des anesthésistes qui est basée sur des augmentations ou diminutions du débit de perfusion décidées après des dépassements de seuils haut et bas des indices de monitorage de la composante hypnotique.
D'autre part, les dispositifs d'automatisation existants sont tous dépendants d'un moniteur spécifique de la composante hypnotique et nécessitent donc souvent l'acquisition de ce dispositif de monitorage pour fonctionner ainsi que la formation des soignants à l'utilisation de ce nouveau moniteur. Dans le cadre de ce projet, nous souhaitons développer un système qui puisse fonctionner avec n'importe quel moniteur de la composante hypnotique. Notre approche est d'utiliser le paradigme de définition de règles décisionnelles dites « métier » afin de réguler automatiquement le pousse seringue de propofol. Pour cela, nous envisageons d'établir des règles « expertes » génériques, communes à l'ensemble des moniteurs de la composante hypnotique. Ces règles seront ensuite adaptées aux trois moniteurs précédemment cités, afin de tenir compte des valeurs seuils spécifiques à chaque mesure.

L'objectif de cette thèse est de développer un système automatisé de perfusion de propofol à partir de moniteurs de la composante hypnotique de l'anesthésie générale de façon à personnaliser son administration et limiter ses effets indésirables, quelle que soit la chirurgie envisagée. Ce système d'automatisation devra être capable de fonctionner de manière indépendante ou en combinaison du système d'automatisation de la perfusion des morphinique déjà développé par l'équipe.

Le travail de thèse se divise en 4 taches distinctes :
1 : Définition de règles de régulation: L'entrepôt de données de santé INCLUDE du CHU de Lille regroupe les données de l'ensemble des procédures de chirurgie sous anesthésie générale (>500,000 procédures). Nous allons extraire de cet entrepôt, toutes les interventions chirurgicales sous anesthésie générale au propofol et intégrant les enregistrements continus des moniteurs BIS, SedLine ou l'entropie ainsi que les données d'administration du propofol. Cette database de plusieurs milliers d'interventions, associée aux données de la littérature, nous permettra de définir des règles de décision basées sur le ces différents moniteurs et de déterminer les différents seuils de décision pour l'augmentation ou la diminution du débit du pousse seringue de propofol.
2 : Validation / optimisation des règles sur simulateurs : L'équipe de l'université de Colombie Britanique de Vancouver a récemment développé un simulateur « patients » Open-source pour la validation des systèmes d'automatisation de l'anesthésie (8). Dans le cadre de ce projet, nous allons utiliser ce simulateur pour valider / optimiser nos de règles de décision pour l'automatisation de la perfusion du propofol basée sur le BIS, le Sedline et l'entropie.
3 : Développement du prototype de perfusion automatisée : les règles de décision définies dans les taches 2 et 3 seront intégrées sous la forme d'un logiciel installé sur un ordinateur de type panel PC pour l'administration automatisé du propofol. Le logiciel à développer intégrera également les interfaces avec les dispositifs de monitorage de la composante hypnotique, l'interface avec le système de perfusion et l'interface homme machine pour la configuration du dispositif et un éventuel passage en commande manuel.
4 : Validation clinique du dispositif: Le dispositif sera validé au cours d'un essai clinique contrôlé randomisé à trois bras ; 1 bras contrôle ou le propofol et les morphiniques seront administrés manuellement, 1 bras ou seul le propofol sera administré de manière automatique et 1 bras ou le propofol et les morphiniques seront administrés de manière automatique.

Master ou diplôme d'ingénieur.
Compétence en automatique, traitement du signal, dispositif médicaux.