2024-07-24 05:29:27
Des chercheurs de Johns Hopkins Medicine ont publié une nouvelle recherche qui fait état d’une approche alternative potentielle et moins invasive pour mesurer la pression intracrânienne (PIC) chez les patients.
Cette recherche a été publiée le 12 juillet dans la revue Les ordinateurs en biologie et en médecine.
La PIC est une variable physiologique qui peut augmenter de manière anormale en cas de lésion cérébrale aiguë, d’accident vasculaire cérébral ou d’obstruction de l’écoulement du liquide céphalorachidien. Les symptômes d’une PIC élevée peuvent inclure des maux de tête, une vision floue, des vomissements, des changements de comportement et une diminution du niveau de conscience. Elle peut mettre la vie en danger, d’où la nécessité d’une surveillance de la PIC chez certains patients qui présentent un risque accru. Cependant, la norme actuelle de surveillance de la PIC est très invasive : elle nécessite la mise en place d’un drain ventriculaire externe (DVE) ou d’un moniteur cérébral intraparenchymateux (MCI) dans le tissu fonctionnel du cerveau constitué de neurones et de cellules gliales en perçant le crâne.
La PIC est universellement reconnue comme un signe vital essentiel. Il est impératif de mesurer et de traiter la PIC chez les patients atteints de troubles neurologiques graves. Pourtant, la norme actuelle de mesure de la PIC est invasive, risquée et gourmande en ressources. Nous avons exploré ici une nouvelle approche exploitant l’intelligence artificielle qui, selon nous, pourrait représenter une méthode alternative non invasive viable d’évaluation de la PIC.
Robert Stevens, MD., MBA, directeur, anesthésiologie et médecine de soins intensifs, médecine de précision
Les procédures de DVE comportent un certain nombre de risques, notamment le mauvais positionnement du cathéter, l’infection et l’hémorragie, dans des proportions respectives de 15,3 %, 5,8 % et 12,1 %, selon une étude récente. Les procédures de DVE et de MPI nécessitent également une expertise chirurgicale et un équipement spécialisé qui ne sont pas toujours disponibles dans de nombreux contextes, d’où la nécessité d’une méthode alternative pour examiner et surveiller la pression intracrânienne chez les patients.
L’équipe de la faculté de médecine de l’université Johns Hopkins, un groupe interdisciplinaire dirigé par Stevens, a émis l’hypothèse que les formes graves de lésions cérébrales, et en particulier les élévations de la pression intracrânienne, sont associées à des modifications pathologiques de la fonction cardiocirculatoire systémique dues, par exemple, à une dysrégulation du système nerveux central autonome. Cette hypothèse suggère que les formes d’ondes physiologiques extracrâniennes peuvent être étudiées pour mieux comprendre l’activité cérébrale et la gravité de la pression intracrânienne.
Dans cette étude, l’équipe de Johns Hopkins a cherché à explorer la relation entre la forme d’onde de la PIC et les trois formes d’onde physiologiques qui sont régulièrement capturées en USI : la pression artérielle invasive (PAA), la photopléthysmographie (PPG) et l’électrocardiographie (ECG). Les données de la PAA, de la PPG et de l’ECG ont été utilisées pour former et comparer un panel de différents algorithmes d’apprentissage profond, ce qui a permis d’obtenir un niveau de précision dans la détermination de la PIC qui rivalise ou dépasse les autres méthodologies.
Les résultats globaux de l’étude suggèrent une alternative entièrement nouvelle et non invasive pour surveiller la PIC chez les patients.
Selon Stevens, « avec une validation, les solutions d’IA basées sur la physiologie, telles que celle utilisée ici, pourraient considérablement augmenter la proportion de patients et d’établissements de soins de santé dans lesquels la surveillance et la gestion de la PIC peuvent être assurées ».
Les co-auteurs incluent les récents diplômés en génie biomédical de l’Université Johns Hopkins, Shiker Nair ’23, Alina Guo ’23, Arushi Tandon ’23 et Joseph Boen ’22 ; l’étudiant en master Meer Patel ; les seniors en génie biomédical Atas Aggarwal, Ojas Chahal et Sreenidhi Sankararaman ; Nicholas D. Durr, professeur associé de génie biomédical ; Tej D. Azad, médecin résident au département de neurochirurgie de Johns Hopkins ; et Romain Pirracchio, professeur d’anesthésie à l’Université de Californie à San Francisco.
Source:
Référence de la revue :
Nair, SSet coll.. (2024). Une approche d’apprentissage profond pour générer des formes d’onde de pression intracrânienne à partir de signaux extracrâniens mesurés en routine dans l’unité de soins intensifs. Les ordinateurs en biologie et en médecine. doi.org/10.1016/j.compbiomed.2024.108677.
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