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Recherche clinique
DOI of or
Division ofSurgery, Unive
CorrespondDepartment oCologne, KerpMarko.Aleksic
Ann Vasc SurgDOI: 10.1016/� Annals of V�Edit�e par ELS
Mise en œuvre d’un r�eseau neuronal artificielpour pr�edire la n�ecessit�e d’un shuntcarotidien
Marko Aleksic, Thomas Luebke, Joerg Heckenkamp, Michael Gawenda, Viktor Reichert,
Jan Brunkwall, Cologne, Allemagne
En chirurgie carotidienne, il est utile de savoir si un patient va tol�erer le clampage pour r�eduire auminimum les risques d’AVC p�eriop�eratoire. Dans cette �etude clinique, un r�eseau neuronal artifi-ciel (RNA) a �et�e utilis�e et compar�e aux m�ethodes statistiques conventionnelles pour �evaluer lavaleur de plusieurs param�etres pour pr�evoir la n�ecessit�e d’un shunt. Huit cents cinquantepatients ayant une endart�eriectomie sous anesth�esie locale pour st�enose serr�ee de la carotideinterne ont �et�e analys�es pour la n�ecessit�e d’un shunt en utilisant un RNA standard avec r�eactionde r�etropropagation (NeuroSolutions� ; NeuroDimensions, Gainesville, Floride, Etats-Unis) �atrois couches (une couche d’entr�ee, une couche cach�ee, une couche de sortie). Parmi lesneurones d’entr�ee, les param�etres cliniques pr�eop�eratoires (n ¼ 9) et h�emodynamiques per-op�eratoires (n ¼ 3) �etaient examin�es s�epar�ement. L’exactitude de la pr�evision a �et�e compar�eeaux r�esultats d’une analyse en r�egression sur les memes variables. Chez 173 patients (20%) unshunt a �et�e employ�e en raison d’un d�eficit h�emisph�erique ou d’une perte de conscience pendantle clampage. Avec le RNA, le non besoin d’un shunt �etait pr�edit par les param�etrespr�eop�eratoires et perop�eratoires avec une exactitude de 96% et de 91%, respectivement,l’analyse en r�egression ayant une exactitude de 98% et de 96%, respectivement. Les patientsqui ont eu besoin d’un shunt �etaient identifi�es par les param�etres pr�eop�eratoires dans 9% descas et par les param�etres perop�eratoires dans 56% des cas quand le RNA �etait employ�e.L’analyse en r�egression pr�edisait correctement l’utilisation d’un shunt dans 10% cas avec lesparam�etres pr�eop�eratoires et 41% des cas avec les param�etres perop�eratoires. Les param�etresh�emodynamiques perop�eratoires sont plus appropri�es que les param�etres pr�eop�eratoires pourindiquer la n�ecessit�e d’un shunt mais l’utilisation d’un RNA fournit des r�esultats l�eg�erementmeilleurs que l’analyse de r�egression. Cependant, la pr�ecision globale est trop faible pourrenoncer aux m�ethodes de neuro-monitorage p�eriop�eratoire comme l’anesth�esie locale.
iginal article: 10.1016/j.avsg.2008.04.004.
Vascular Surgery, Department of Visceral and Vascularrsity Clinic of Cologne, Cologne, Allemagne.
ance : Marko Aleksic, MD, Division of Vascular Surgery,f Visceral and Vascular Surgery, University Clinic ofener Str. 62, 50973 Cologne, Allemagne, E-mail:
@uk-koeln.de
2008; 22: 635-642j.acvfr.2008.10.005ascular Surgery Inc.EVIER MASSON SAS
INTRODUCTION
L’endart�eriectomie carotidienne (EC) est sup�erieure
au traitement m�edical en termes de prophylaxie
des AVC pour les st�enoses symptomatiques et
asymptomatiques serr�ees de l’art�ere carotide interne
(ACI).1,2 Pour y parvenir, l’isch�emie c�er�ebrale pen-
dant le clampage, qui repr�esente une cause poten-
tielle de d�eficit neurologique, doit etre d�etect�ee.3 La
mise en place d’un shunt endoluminal �evite un
d�efaut de perfusion grave, mais son utilisation
syst�ematique pourrait augmenter le risque d’AVC
p�eriop�eratoire du �a des l�esions art�erielles, �a des
689
690 Aleksic et al. Annales de chirurgie vasculaire
embolies, ou au dysfonctionnement du shunt.4
Selon une revue g�en�erale qui a analys�e les r�esultats
du shunt syst�ematique ou s�electif au cours de l’EC,
aucune des m�ethodes ne peut etre pr�ef�er�ee ou
refus�ee car les donn�ees sont trop limit�ees.5
Si on d�efend le concept de la manœuvre s�elective,
il serait utile de savoir �a l’avance que le patient ne
tol�erera pas le clampage carotidien car toutes les
m�ethodes de neuro-monitorage, en particulier
sous anesth�esie g�en�erale (�electroenc�ephalographie
[EEG], potentiels �evoqu�es somato-sensoriels, �echo-
Doppler trans-cranien, mesure de la pression
r�esiduelle de l’ACI), comportent des incertitudes.6-8 Alors que la d�ecision de shunt s�electif ne doit
pas simplement etre bas�ee sur « l’�evaluation tr�es
subjective par le chirurgien d’un mauvais reflux
carotidien »9 la chirurgie carotidienne sous
anesth�esie locale fournit une m�ethode alternative
permettant une �evaluation plus pr�ecise de la
n�ecessit�e d’un shunt. La surveillance continue de
l’�etat neurologique du patient vigile est fiable pour
d�eterminer si un shunt est n�ecessaire ou non.10 En
cons�equence, ces interventions pourraient etre
employ�ees pour identifier les facteurs pr�edictifs cli-
niques du placement d’un shunt.
Un r�eseau neuronal artificiel (RNA) peut etre
appliqu�e pour ce genre d’analyse. Ce mod�ele
math�ematique non lin�eaire est principalement
caract�eris�e par un processus d’auto-apprentissage
pour �etablir et am�eliorer sa valeur pr�edictive. De
meme que les hommes appliquent des connaissan-
ces acquises �a partir d’une exp�erience ant�erieure �ade nouveaux probl�emes ou situations, un r�eseau
neuronal emploie les r�esultats d’analyses pr�ec�eden-
tes pour �etablir un syst�eme de « neurones » qui fait
de nouvelles pr�evisions. Ceci signifie en pratique
que les r�esultats r�eels dans une situation donn�ee
sont r�ep�etitivement compar�es aux r�esultats pr�evus,
ce qui influence le poids des relations entre les varia-
bles et d�etermine de mani�ere incr�ementale leur
valeur pr�edictive.11
Dans la litt�erature m�edicale des rapports peuvent
etre trouv�es ou des mod�eles de RNA �etaient
appliqu�es au diagnostic (infarctus du myocarde,12,13 embolie pulmonaire,14 h�emorragie gastro-
intestinale15), �a l’analyse de courbe (�electrocardio-
grammes,16 EEG 17,18), et �a la radiologie.19 Des RNA
ont �egalement �et�e employ�es avec succ�es pour
pr�edire les r�esultats cliniques concernant la mortalit�een traumatologie,20,21 la transplantation,22 et en
oncologie, ou, par exemple, ils ont pr�evu les r�esultats
dans les cancers colorectaux plus exactement que les
syst�emes clinico-pathologiques existants et les esti-
mations des cliniciens.23 Par ailleurs, les r�eseaux
peuvent etre g�en�eralis�es car ils peuvent �egalement
pr�edire des r�esultats chez les patients d’un�etablissement ind�ependant sans r�e�evaluation.
Comme une association lin�eaire entre les varia-
bles de la chirurgie carotide ne peut pas etre
consid�er�ee comme admise, ce qui est exig�e par
d’autres analyses statistiques, un RNA pourrait aider�a pr�edire la n�ecessit�e d’un shunt et pourrait meme
d�epasser les performances de l’analyse de r�egression
habituellement appliqu�ee. Par cons�equent, dans ce
travail, l’exactitude de la pr�evision d’un shunt a�et�e compar�ee entre un RNA et une analyse en
r�egression conventionnelle, en �evaluant des para-
m�etres pr�e- et perop�eratoires de mani�ere s�epar�ee.
La base de donn�ees n’a concern�e que les op�erations
faites sous anesth�esie locale.
MATERIELS ET METHODES
De janvier 2000 �a aout 2006, 850 patients ont eu
une EC sous anesth�esie locale exclusive, qui consti-
tuent la population �etudi�ee. Toutes les donn�ees
p�eriop�eratoires ont �et�e rassembl�ees de mani�ere
prospective et utilis�ees r�etrospectivement pour
l’analyse de pr�evision. L’�etude a �et�e pr�esent�ee
au Comit�e d’�Ethique local, qui n’a eu aucune
objection.
Les op�erations ont �et�e faites par ou sous la surveil-
lance de cinq chirurgiens vasculaires s�eniors.
Les op�erations ont eu lieu de mani�ere �elective chez
les patients asymptomatiques, tandis que chez les
patients symptomatiques le moment de la chirurgie
d�ependait de la rapidit�e de transfert du patient.
L’op�eration a �et�e consid�er�ee comme urgente ou
semi-urgente si elle �etait faite entre 2 jours et 2
semaines apr�es le d�ebut des symptomes. Dans 4%
des cas, il s’agissait d’une rest�enose de l’ACI (35/
850).
Des patients pr�esentant les symptomes, qui
s’�etaient produits des symptomes plus tot et non
sp�ecifiques de plus de pendant 6 mois comme le ver-
tige, vertige, ou l’affaiblissement cognitif ont �et�econsid�er�es comme neurologique asymptomatiques.
La s�ev�erit�e des comorbidit�es a �et�e �evalu�ee selon la
classification American Society of Anesthesiologists
(ASA).
Le degr�e de st�enose de l’ACI a �et�e principalement
d�etermin�e par �echo-Doppler couleur, ou une
st�enose de l’ACI >70% �etait diff�erenci�ee de celle
>90%. On enregistrait �egalement la perm�eabilit�ede l’ACI controlat�erale.
Si les r�esultats du Doppler �etaient peu concluants
ou si une occlusion de l’ACI devait etre exclue, une
angiographie intra-art�erielle avec examen s�electif
de l’ACI par injection directe �etait faite chez 286
Vol. 22, No. 5, 2008 RNN pour pr�edire la n�ecessit�e d’un shunt carotidien 691
patients, permettant l’�evaluation de la pr�esence et
de la direction (vers ou �a partir de l’h�emisph�ere
homolat�eral) du flux trans-h�emisph�erique.
A la demande des coll�egues r�ef�erents, un scanner
c�er�ebral (CT) ou une imagerie par r�esonance
magn�etique (IRM) fut r�ealis�ee en pr�eop�eratoire
chez 418 patients (49%) pour rechercher des l�esions
isch�emiques.
Les traitements antiagr�egants �etaient poursuivis.
Les patients recevaient un s�edatif (7,5 mg de midazo-
lam per os) avant l’anesth�esie locale, qui comportait
un bloc des plexus cervical superficiel et profond.
Apr�es exposition de l’axe carotidien, le d�ebit san-
guin dans l’ACI �etait mesur�e en employant un
d�ebitm�etre. En outre, le gradient de pression au-
dessus de la st�enose (pression ACI/pression de
l’art�ere carotide commune [ACC]) en tant qu’autre
indicateur h�emodynamique du degr�e de st�enose et
la pression r�esiduelle dans l’ACI repr�esentant le
flux sanguin c�er�ebral collat�eral �etaient enregistr�es
apr�es ponction directe �a l’aide d’un capteur de pres-
sion calibr�e.
La tol�erance c�er�ebrale �a l’isch�emie �etait �evalu�ee
par clampage provisoire de l’ACI pendant environ
90 secs. Un shunt endoluminal (Pruitt-Inahara
9F) n’�etait ins�er�e que si le patient montrait un
d�eficit h�emisph�erique nouveau ou aggrav�e ou s’il
perdait connaissance en dehors de n’importe
quel caract�eristique du patient ou de param�etres
h�emodynamiques perop�eratoires.
Apr�es l’injection de 5.000 UI d’h�eparine, une
endart�eriectomie conventionnelle avec patch en
Dacron �etait faite chez la majorit�e de patients
(796/850 ¼ 94%). Ce type de reconstruction est
pr�ef�er�e dans notre d�epartement du fait de son
applicabilit�e large et du faible taux de rest�enose.
Dans 46 cas la technique d’�eversion a �et�e employ�ee
en pr�esence d’un exc�es de longueur de l’ACI.
En raison de la situation anatomique, huit fois
l’art�eriotomie a �et�e ferm�ee par une suture directe
ou un pontage a �et�e n�ecessaire.
L’h�eparine n’�etait neutralis�ee qu’en partie (deux-
tiers) apr�es controle de la reconstruction par
d�ebitm�etrie. En postop�eratoire, de l’h�eparine �a bas
poids mol�eculaire �a un dosage d�ependant du poids
et de l’aspirine (100 mg/j) �etaient prescrits en rou-
tine en l’absence de contre-indication.
Utilisation du shunt au cours du temps
Pour �eliminer tout biais concernant la fr�equence de
l’insertion d’un shunt du �a la pr�ef�erence personnelle
des chirurgiens participant �a cette �etude ou �a l’aug-
mentation de leur exp�erience de l’anesth�esie locale,
la p�eriode de l’�etude a �et�e divis�ee en quatre p�eriodes
de 20 mois chaque, et le taux de shunt a �et�e compar�eentre ces p�eriodes de temps.
Param�etres �evalu�es
Les caract�eristiques des patients et l’impact potentiel
sur la n�ecessit�e de shunt (age, sexe, classification
ASA, moment de la chirurgie par rapport �a la surve-
nue des symptomes comme d�ecrit ci-dessus, degr�ede st�enose de l’ACI homolat�erale, pr�esence d’une
occlusion controlat�erale, pr�esentation clinique,
l�esions c�er�ebrales isch�emiques d�etect�ees radiologi-
quement, flux trans-h�emisph�erique angiogra-
phique) �etaient d�efinies en tant que param�etres
pr�eop�eratoires. Les sp�ecifications de chaque para-
m�etre sont donn�ees dans le Tableau I. En outre,
des param�etres h�emodynamiques perop�eratoires
ont �et�e choisis comme variables d’entr�ee pour
l’analyse statistique parce que la r�eduction du d�ebit
c�er�ebral, qui d�epend du degr�e de st�enose de l’ACI
(repr�esent�ee par le d�ebit de l’ACI et le rapport de
pression au-dessus de la st�enose), et de la pression
r�esiduelle de l’ACI comme indicateur du flux san-
guin collat�eral protecteur pourraient influencer le
taux de shunt. Les param�etres pr�e- et perop�eratoires
ont �et�e analys�es s�epar�ement par le RNA et l’analyse
en r�egression.
R�eseau neuronal artificiel
Dans cette �etude, on a employ�e deux RNA de r�eaction
perceptron multicouche standard, sur lesquels un
mod�ele d’apprentissage de r�etro-propagation a �et�emis en œuvre, un pour traiter les facteurs
pr�eop�eratoires et l’autre pour analyser les variables
perop�eratoires. Chaque r�eseau neuronal �etait
compos�e d’unecouched’entr�ee,d’unecouchecach�ee,
et d’une couche de sortie.
Pour r�eduire la taille de l’�echantillon des donn�ees
et d�eterminer l’ensemble optimal de variables
d’entr�ee, des analyses de sensibilit�e des r�eseaux
qualifi�es ont �et�e ex�ecut�ees principalement pour
prioriser les variables dans l’ensemble des donn�ees.
En d�etail, cette m�ethode examine chaque variable
d’entr�ee disponible en employant un r�eseau neuro-
nal. Chaque variable est retir�ee de la liste d’entr�ee,
et une d�etermination est faite de la perte d’exacti-
tude pr�edictive en r�esultant. Seules les variables
qui ont comme cons�equence une perte d’exactitude
significative en �etant abandonn�ees sont maintenues
dans l’architecture finale du r�eseau. Ainsi, la couche
d’entr�ee s’est compos�ee de neuf (facteurs
pr�eop�eratoires) et trois (facteurs perop�eratoires)
neurones d’entr�ee, respectivement. Chaque couche
cach�ee interconnect�ee �etait compos�ee de 10 et 14
neurones cach�es avec une fonction de transfert. La
Tableau I. Sp�ecification des param�etres
Param�etres pr�eoperatoires Param�etres perop�eratoires
Age D�ebit ACI (mL/min)
Sexe : masculin, f�eminin Pression r�esiduelle ACI (mm Hg)
Classification ASA: I-IV Gradient de pression
trans-st�enotique
(Dp ¼ pACI/pACC)
Moment de la chirurgie: �elective,
semi-urgente, en urgence
Degr�e de st�enose homolat�erale de l’ACI: 70-90%, >90%
ACI controlat�erale : perm�eable, occluse
Stade clinique : asymptomatique, AIT, AVC
Evidence radiologique d’isch�emie c�er�ebrale :
pr�esente, absente
Flux crois�e angiographique trans-h�emisph�erique:
homolat�eral, controlat�eral, absent
692 Aleksic et al. Annales de chirurgie vasculaire
couche de sortie s’est compos�ee d’un neurone de
sortie. Afin de limiter le biais dans l’attribution des
sous-ensembles, les donn�ees des patients ont �et�eal�eatoirement r�eparties en s�eries de formation,
de validation, et d’�etude avec un rapport de
300:300:250. Quand la fonction d’erreur du
groupe de validation a commenc�e �a augmenter, le
processus de formation �etait cess�e pour �eviter un
surentrainement du r�eseau. La taille de l’�etape de
formation a �et�e plac�ee �a 1,0 et le moment �a 0,7.
Les RNA �etaient form�es avec 10.000 it�erations
d’apprentissage. Le nombre de couches du r�eseau,
les neurones cach�es, et les crit�eres d’arret �etaient
d�etermin�es par un processus d’essai et d’erreur
parce qu’aucune th�eorie g�en�eralement admise
n’existe pour pr�ed�eterminer le nombre optimal de
neurones dans la couche cach�ee. L’inclusion d’une
deuxi�eme couche cach�ee de nœuds, par exemple,
n’am�eliorait pas l’ex�ecution du mod�ele.
Mod�ele de r�egression logique binaire
Les memes param�etres pr�e- et perop�eratoires
(Tableau I) ont �et�e employ�es comme variables
ind�ependantes en faisant une analyse en r�egression
binaire pour calculer les probabilit�es de n�ecessit�ed’un shunt chez chaque patient.
Analyse ROC des param�etres pr�e- etperop�eratoires
L’ex�ecution des mod�eles statistiques a �et�e �evalu�ee
par une analyse ROC. Dans l’analyse ROC, la perfor-
mance pronostique (pr�evision d’utilisation de
shunt) est rapport�ee en termes de deux index : la
fraction vrai-positifs et la fraction faux positifs. La
surface sous la courbe ROC (AUC) comme mesure
non param�etrique de la discrimination produite
par les groupes tests �etait employ�ee pour comparer
la performance des RNA et de l’analyse en
r�egression concernant les param�etres pr�e- et
perop�eratoires.
Statistiques
Pour l’analyse statistique, le logiciel SPSS, version
12.0, a �et�e employ�e (SPSS, Inc., Chicago, IL, Etats-
Unis). Les donn�ees continues sont pr�esent�ees
comme m�ediane et extremes. La comparaison entre
groupes a �et�e effectu�ee par le test du chi2.
Les diff�erences �etaient consid�er�ees significatives �ap < 0,05.
Le RNA �etait �etabli avec Neurosolutions�, version
5.0 (NeuroDimension, Gainesville, Floride, Etats-
Unis).
RESULTATS
Caract�eristiques des patients
L’age m�edian des patients �etait de 70 ans (extremes
39 - 91). Il y avait 69% d’hommes et 31% de fem-
mes. La plupart des patients pr�esentaient des
comorbidit�es ASA graves (78% ASA III et IV).
L’op�eration �etait faite pour une st�enose
symptomatique dans 40% des cas (195 accidents
isch�emiques transitoires h�emisph�eriques compre-
nant des symptomes oculaires et 128 AVC). Soixante
pour cent des patients �etaient asymptomatiques
neurologiques. Quatre-vingt op�erations (10%)�etaient faites en semi-urgence chez des patients
symptomatiques, tandis que 37 �etaient faites
imm�ediatement (4%) apr�es le d�ebut des symptomes.
La majorit�e de patients (53%) avaient une
st�enose homolat�erale hyperserr�ee (>90%) de
l’ACI. Une occlusion controlat�erale de l’ACI �etait
Tableau II. Taux de shunt au cours du temps
P�eriode Nombre d’EC Taux de shunt (%)
Vol. 22, No. 5, 2008 RNN pour pr�edire la n�ecessit�e d’un shunt carotidien 693
pr�esente dans 81 cas (10%). Il n’y avait aucune
pr�edominance du cot�e op�er�e (droit contre la gauche
: 429/421).
01/2000-08/2001 166 21
09/2001-04/2003 213 23
Imagerie pr�eop�eratoire 05/2003-12/2004 247 2001/2005-08/2006 224 18
Le scanner c�er�ebral montrait des l�esionsisch�emiques dans 58% des cas (243/418). Un flux
crois�e vers l’h�emisph�ere homolat�eral �etait d�etect�eangiographiquement dans 52% des cas (148/286),
tandis qu’un flux vers l’h�emisph�ere controlat�eral�etait pr�esent dans 18% des cas (53/286). Dans
30% (85/286) aucun flux crois�e trans-
h�emisph�erique n’�etait trouv�e.
Mesures h�emodynamiquesperop�eratoires
Le d�ebit de l’ACI avant la d�esobstruction �etait de 1-
620 mL/min, avec une m�ediane de 164 mL/min. La
m�ediane de pression r�esiduelle de l’ACI �etait de 50
mm Hg, avec des extremes de 4-140 mm Hg. Le rap-
port de pression variait entre 0,16 et 1,0, avec une
m�ediane de 0,88.
Taux de shunt et comparaison au cours
du temps
Chez 173 patients un shunt �etait n�ecessaire (20%).
Le taux de shunt ne diff�erait pas de mani�ere signifi-
cative au cours des quatre p�eriodes ( p ¼ 0,724)
(Tableau II).
Evolution
Sept d�eficits transitoires mineurs (0,8%) et 12 nou-
veaux AVC (1,4%) avec d�et�erioration neurologique
permanente se sont produits apr�es ces 850
op�erations. Parmi ces 19 patients, 12 avaient des
symptomes neurologiques avant la chirurgie. Un
shunt avait �et�e ins�er�e chez 10 des 19 patients.
Pr�ediction du shunt
La tol�erance au clampage carotidien, et donc la non
n�ecessit�e de shunt, �etait pr�evue correctement dans
96% des cas quand les param�etres pr�eop�eratoires�etaient employ�es comme facteurs d’entr�ee pour le
RNA et dans 91% des cas pour les param�etres per-
op�eratoires. Cependant, la n�ecessit�e d’un shunt
n’�etait pr�evue que dans 9% des cas par les para-
m�etres pr�eop�eratoires et dans 56% par les para-
m�etres perop�eratoires.
Avec l’analyse en r�egression, les patients qui
n’avaient pas besoin d’un shunt �etaient correcte-
ment identifi�es par les param�etres pr�eop�eratoires
dans 98% des cas et par les param�etres
perop�eratoires dans 96% des cas. L�a encore, le
besoin d’un shunt �etait insuffisamment indiqu�epar les param�etres pr�e- et perop�eratoires (9% et
41%, respectivement).
Analyse ROC. Apr�es l’analyse ROC pour le RNA
(Fig. 1), l’AUC des param�etres perop�eratoires
(0,84, intervalle de confiance 95% [IC] 0,781-0,9)�etait plus grand que pour les param�etres
pr�eop�eratoires (0.695, IC 95% 0,623-0,768). Une
diff�erence semblable a �et�e trouv�ee dans l’analyse de
r�egression, avec une AUC de 0,873 (IC 95% 0,83-
0,916) pour les param�etres perop�eratoires et de
0713 (IC 95% 0,655-0,771) pour les param�etres
pr�eop�eratoires (Fig. 2).
DISCUSSION
Pour d�efinir des facteurs pronostiques, l’analyse
multivari�ee, c.-�a-d., le mod�ele de r�egression logis-
tique, est appliqu�ee largement en recherche
m�edicale. Une telle analyse statistique est fond�ee
sur l’hypoth�ese que les variables sont lin�eaires et
ind�ependantes. Dans les syst�emes biologiques et�epid�emiologiques, ont cependant principalement�et�e d�emontr�ees des interactions complexes non
lin�eaires. Quand de tels rapports entre les variables
sont multidimensionnels, les RNA sont suppos�es
plus appropri�es �a la pr�evision de r�esultats que
d’autres mod�eles de pr�evision statistique. Le
caract�ere autodidacte des RNA est mieux d�ecrit par
le processus de formation par r�etro-propagation
utilis�e dans cette �etude, ou le poids des relations
entre les variables est �etabli par la comparaison
r�eit�er�ee entre les r�esultats pr�evus et r�eels dans
l’ensemble des s�eries de donn�ees, qui d�etermine
finalement leur significativit�e.
La difficult�e �a d�evelopper des mod�eles employant
les RNA est qu’aucune th�eorie g�en�eralement admise
n’existe pour d�efinir l’architecture du r�eseau. Une
autre limite des mod�eles de r�eseau neuronal est
que des coefficients normalis�es et des rapports de
chance correspondant �a chaque variable ne peuvent
pas etre facilement calcul�es et pr�esent�es, car ils sont
dans des mod�eles de r�egression.
L’analyse par r�eseau neuronal produit des poids
difficiles �a interpr�eter car ils sont affect�es par le
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1 - Spécificité
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paramètresperop
paramètrespréop
Fig. 2. Courbes ROC d�eriv�ees de l’analyse de r�egression
concernant les param�etres pr�e- et perop�eratoires.
1,00,80,60,40,20,0
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paramètresperop
paramètrespréop
Fig. 1. Courbes ROC d�eriv�ees du RNA concernant les
param�etres pr�e- et perop�eratoires.
694 Aleksic et al. Annales de chirurgie vasculaire
programme qui les g�en�ere.24 Cette difficult�ed’interpr�etation des diff�erentes variables (facteurs
pr�edictifs) est une des caract�eristiques les plus criti-
qu�ees des r�eseaux neuronaux.25 Par ailleurs, com-
par�es aux mod�eles de r�egression lin�eaire et
logistique, les RNA sont plus susceptibles de sures-
timation si trop de param�etres sont laiss�es libres.
Dans cette �etude, l’ajustement du r�eseau aux
donn�ees de formation a �et�e �evit�e en employant une
contre-v�erification concue pour r�eduire au mini-
mum l’erreur de g�en�eralisation lorsque le mod�ele a�et�e appliqu�e �a un groupe test.
Plusieurs publications dans la litt�erature m�edicale
ont montr�e le succ�es des approches RNA. Dans une
revue effectu�ee par Sargent,26 sur 28 �etudes
importantes, les RNA performaient mieux que les
mod�eles de r�egression dans 10 cas (36%), �etaient
surpass�es par les mod�eles de r�egression dans quatre
cas (14%), et avaient une performance semblable
aux mod�eles de r�egression dans les cas restants. Il�etait conclu que les deux m�ethodes devaient conti-
nuer �a etre employ�ees et explor�ees d’une facon
compl�ementaire. Gaudart et coll.,27 en employant
des donn�ees simul�ees, ont compar�e la performance
du RNA et des mod�eles lin�eaires pour des donn�ees�epid�emiologiques et constat�e que la performance et
la robustesse des deux �etaient comparables.26 Dans
une autre revue collective de 28 �etudes comparant
les RNA aux mod�eles logistiques ou de r�egression de
Cox, les mod�eles de r�egression �etaient surpass�es par
les RNA dans 10 des 28 �etudes mais ils �etaient
meilleurs que la r�egression dans quatre �etudes, et les
deux m�ethodes avaient une performance semblable
dans les 14 �etudes restantes. Dans les huit plus
grandes �etudes (taille de l’�echantillon >5.000), la
r�egression et les RNA �etaient voisins dans sept cas.26
En chirurgie vasculaire, les RNA pouvaient
pr�evoir les complications cardiaques28 p�eriop�eratoires
et les r�esultats, par exemple chez les patients ayant un
an�evrisme aortique abdominal rompu.29
Dans une publication r�ecente, un RNA a �et�e de
nouveau appliqu�e �a la r�eparation des an�evrismes
de l’aorte abdominale pour pr�evoir la mortalit�e et�etait moins pr�ecise que la r�egression multiple.30
Cependant, les variables d’entr�ee �etaient choisies �apartir des r�esultats de la r�egression logistique
univari�ee de la meme base de donn�ees.
En revanche, dans la pr�esente �etude, les variables
d’entr�ee pour la n�ecessit�e potentielle d’un shunt ont�et�e choisies ind�ependamment �a partir des donn�ees
r�eelles selon la litt�erature qui sugg�erait ces facteurs
de risque. 31-35
De facon g�en�erale, les RNA et les analyses de
r�egression avaient des r�esultats similaires en termes
de pertinence clinique car les patients tol�erant le clam-
page �etaient assez bien identifi�es tandis que ceux
ayant besoin d’un shunt �etaient mal d�etect�es. Cela
signifie que ces patients auraient �et�e laiss�es non pro-
t�eg�es de l’isch�emie c�er�ebrale avec le risque d’AVC si
on s’�etait fond�e sur la pr�evision produite par n’importe
quel mod�ele statistique. Par cons�equent, la mise en
place d’un shunt ne peut etre bas�ee sur des param�etres
pr�eop�eratoires comme les signes cliniques ou radiolo-
giques d’AVC ant�erieur et d’autres crit�eres angiogra-
phiques comme le flux crois�e, comme sugg�er�e
Vol. 22, No. 5, 2008 RNN pour pr�edire la n�ecessit�e d’un shunt carotidien 695
pr�ec�edemment dans la litt�erature. Dans ces cas,
le besoin de la manœuvre serait clairement sous-
estim�e.
Les param�etres perop�eratoires �etaient cens�es
mieux refl�eter l’�etat h�emodynamique pendant
l’op�eration et, en cons�equence, peut-etre mieux
pr�evoir l’utilisation d’un shunt. Cependant, l’absence
de n�ecessit�e d’un shunt �etait presque toujours correc-
tement pr�edite, tandis que la n�ecessit�e d’un shunt
n’�etait pr�edite que chez la moiti�e des patients qui
en ont vraiment eu besoin. On a observ�e cette ano-
malie dans les analyses RNA et en r�egression. Bien
que les variables perop�eratoires aient fourni de meil-
leurs r�esultats que les variables pr�eop�eratoires,
l’exactitude pr�edictive reste trop faible en raison des
cons�equences potentielles de renoncer indument
au shunt.
En outre, l’analyse ROC confirme la sup�eriorit�edes variables perop�eratoires pour pr�edire le shunt
pendant l’EC, parmi lesquelles la pression r�esiduelle
de l’ACI est la plus utilis�ee.
En analysant aussi des patients qui ont eu une EC
sous anesth�esie locale, Calligaro et Dougherty36
sugg�eraient un seuil de 40 mm Hg pour le placement
d’un shunt, avec un taux de faux-n�egatifs de 1%.
Avec ce seuil, deux fois plus de patients que
n�ecessaire recevaient un shunt dans leur s�erie, ce
qui illustre les limites de ce param�etre simple.
D’autres auteurs consid�erent que la pression
r�esiduelle de l’ACI seule est inad�equate pour choisir
les patients recevant un shunt.37
Si tous ces r�esultats �etaient transpos�es aux EC fai-
tes sous anesth�esie g�en�erale sans neuro-monitorage,
on ne saurait pas quand employer un shunt sans
exposer les patients au risque de l�esions vasculaires
ou d’isch�emie c�er�ebrale.
Dans cette �etude le taux de shunt a atteint 20%,
ce qui a �et�e �egalement observ�e par d’autres.38,39
D’autres publications rapportent des taux de shunt
plus bas de seulement 5% en r�ealisant l’EC chez des
patients �eveill�es,40 ce qui reste non expliqu�e car les
caract�eristiques d�emographiques, anatomiques, et
cliniques et la strat�egie chirurgicale ne diff�erent pas
entre ces publications. Une s�edation excessive
comme cause potentielle d’usage accru de shunt ne
s’est pas produite dans cette �etude. Par ailleurs, il
pourrait etre montr�e que le taux de shunt ne
d�ependait pas de l’approche individuelle du chi-
rurgien car la fr�equence de l’insertion d’un shunt
n’a pas chang�e avec le temps dans cette �etude.
CONCLUSION
En r�esum�e, un RNA n’a pas clairement montr�e une
performance plus �elev�ee qu’une analyse de
r�egression dans la pr�evision de shunt au cours de
l’EC. En particulier, les param�etres pr�eop�eratoires
traditionnellement recommand�es sous-estimaient
la n�ecessit�e de shunt. De meme, les param�etres per-
op�eratoires d�efiniraient seulement environ un
patient sur deux qui ne tol�ererait pas le clampage
carotidien. L’absence de besoin d’un shunt pourrait
etre assez bien pr�evue par les deux mod�eles statisti-
ques, ce qui est cependant m�edicalement moins
important. Par cons�equent, aucun conseil g�en�eral
concernant la mise en place d’un shunt ne peut
etre donn�e pour un patient ayant une EC sans un
neuro-monitorage adapt�e, qui demeure donc
obligatoire.
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