La startup Sheba utilise l’IA pour aider les médecins à visualiser et à diagnostiquer les problèmes cardiaques en quelques minutes

Un groupe de médecins-entrepreneurs du Sheba Medical Center a développé un produit qui exploite la puissance de l’intelligence artificielle (IA) pour diagnostiquer sur place le problème cardiaque d’un patient.

Il suffit d’un médecin muni d’une sonde échographique portative et d’une tablette numérique pour détecter un problème dont la détection immédiate pourrait dans certains cas faire la différence entre la vie et la mort.

Parce que l’IA pilote le diagnostic, tous les médecins – pas seulement les cardiologues – peuvent utiliser le produit, appelé AISAPavec succès.

L’échographie est couramment utilisée pour diagnostiquer les problèmes cardiaques, et les échographes portables, connus sous le nom d’échographie au point de service (POCUS), sont devenus courants ces dernières années. Les appareils à ultrasons portables permettent aux patients d’être scannés à l’hôpital ou au chevet du domicile, dans une ambulance ou même dans une clinique en pleine campagne.

Mais cela ne signifie pas nécessairement qu’un patient reçoit un diagnostic rapide et salvateur. Même si le POCUS est disponible, tous les patients ne peuvent pas être priorisés pour une analyse, et il se peut qu’il n’y ait pas assez de médecins experts disponibles pour les interpréter rapidement. C’est le défi que surmonte l’AISAP.

« Il existe aujourd’hui de nombreux scénarios dans lesquels un non-cardiologue prend en charge un patient cardiaque. Il peut s’agir de l’étage de médecine interne, du service des urgences, de l’unité de soins intensifs ou d’un service ambulatoire. Ces médecins ont besoin de réponses rapides », a déclaré le professeur Robert Klempfner, co-fondateur et médecin-chef de l’AISAP.

Il s’agit d’un défi urgent alors que, selon l’Organisation mondiale de la santé, les maladies cardiovasculaires sont le principale cause de décès dans le monde, mettant fin à environ 17,9 millions de vies chaque année. Selon les Centers for Disease Control and Prevention, 6,2 millions d’adultes américains vivent actuellement avec insuffisance cardiaque.

Ceux derrière AISAP, travaillant dans le cadre de Sheba’s ARC infrastructure d’innovation numérique, estiment que cette situation peut être évitée au moins en partie grâce à leur invention. Il peut être utilisé par n’importe quel médecin pour fermer la boucle de la question clinique à l’imagerie et au diagnostic en quelques minutes, détectant et gérant ainsi les problèmes cardiaques à temps. AISAP transforme POCUS en POCAD (diagnostic assisté au point de service).

Le but ultime est d’adapter l’AISAP pour le diagnostic de la maladie dans plusieurs organes, cependant, l’accent est mis sur le cœur pour l’instant.

« Nous n’essayons pas de remplacer l’étude complète de l’écho. Il s’agit d’une étude de 60 minutes réalisée par un technicien expert et interprétée par un cardiologue, mais nous voulions trouver un moyen de répondre aux questions cliniques clés et de fournir les informations de base nécessaires à un examen de cinq à sept minutes », a expliqué Klempfner, qui est également directeur du Centre israélien de recherche cardiovasculaire et directeur de l’Institut de réadaptation cardiaque du Centre médical Sheba.

Pour y parvenir, Klempfner et ses collègues ont développé une plate-forme qui peut être utilisée sans aucun équipement spécialisé. Tout ce dont vous avez besoin est un appareil de numérisation portable et une tablette numérique. AISAP est agnostique quant à la marque et au fabricant des deux.

“La sonde du scanner portable – qu’elle soit fabriquée par GE, Siemens, Philips, Butterfly, etc. – coûte entre 2 500 et 6 000 dollars, une fraction du coût d’un appareil d’échocardiologie complet”, a noté Klempfner.

La plate-forme AISAP indique dans quelle mesure l’image d’échographie nécessaire a été correctement réalisée. (Avec l’aimable autorisation du centre médical Sheba)

Arriver à un diagnostic implique l’acquisition et l’interprétation de données. Le clinicien effectuant la numérisation doit savoir comment obtenir les bonnes images et comment comprendre ce qu’elles signifient. AISAP est conçu pour faire le gros du travail et éliminer la variabilité en évaluant la qualité des images de seulement deux points de balayage requis et en interprétant les informations sur huit fonctions cardiaques critiques.

L’AISAP examine la fonction cardiaque gauche, la fonction cardiaque droite, toutes les principales pathologies valvulaires, le liquide autour du cœur et le diamètre de la veine cave inférieure. Les mesures de la veine cave inférieure sont liées à des conditions telles que la sous-charge liquidienne indiquant un choc ou la déshydratation, et la surcharge liquidienne, qui est liée à l’insuffisance cardiaque – la condition la plus chère chez les adultes de plus de 60 ans aux États-Unis aujourd’hui, selon Klempfner.

“Ces huit points de données sont les incontournables que nous avons trouvés après avoir fait plusieurs enquêtes assez importantes auprès de médecins en Israël, en Europe et aux États-Unis”, a-t-il déclaré.

La plateforme AISAP peut être utilisée sur n’importe quelle tablette. (Avec l’aimable autorisation du centre médical Sheba)

Lorsque le clinicien scanne les deux points nécessaires sur la poitrine d’un patient, AISAP donne un retour en temps réel sur la qualité des images. S’ils ne sont pas assez bons pour l’interprétation, la plateforme indique au clinicien de réessayer d’optimiser l’image. AISAP est conçu à dessein pour ne pas interpréter les images qui ne sont pas suffisamment claires.

Une fois l’analyse rapide effectuée, les images sont envoyées à la plate-forme cloud sécurisée AISAP, qui est activée et accessible de n’importe où à tout moment. Les images sont analysées à l’aide de l’IA, qui les compare à une énorme base de données de scans existants. L’analyse est renvoyée à la tablette presque immédiatement. Les images et le rapport sont envoyés à l’infrastructure numérique de l’établissement de santé pour référence future. Ils peuvent également être partagés en toute sécurité partout dans le monde en un clic.

« Le cloud AISAP contient l’intelligence collective des centaines de millions de trames qu’il a vues. Nous entraînons le système sur l’ensemble de la base de données d’imagerie que nous avons à notre disposition depuis Sheba. Ce sont des images qui sont déjà entièrement annotées et diagnostiquées par des cardiologues experts », a expliqué Kempfner.

“Ainsi, l’AISAP a beaucoup d’expérience – probablement plus que n’importe quel cardiologue vivant.”

Dr Kobi Faierstein, résident en médecine interne au Sheba Medical Center. (Courtoisie)

Il s’ensuit que l’AISAP est plus expérimenté que n’importe quel non-cardiologue et l’aide donc à savoir si un patient a un problème cardiaque, sa gravité et si une consultation avec un cardiologue est nécessaire.

« Dans mon service, nous n’avons que deux séances de laboratoire d’échocardiographie par jour — et c’est une bonne journée. Mais nous avons cinq ou six patients qui ont besoin d’être imagés. Cela signifie que nous finissons par les garder à l’hôpital plus longtemps ou les renvoyer chez eux avec des références pour une écho dans la communauté ou de retour à l’hôpital une semaine ou deux plus tard », a déclaré le Dr Kobi Faierstein, résident en médecine interne de Sheba.

« AISAP a révolutionné notre prise en charge des patients. Nous effectuons l’examen AISAP au chevet du patient et recevons le rapport en quelques secondes, et si j’en ai besoin, je peux partager le rapport avec un cardiologue pour un retour immédiat. Je me sens beaucoup plus en sécurité quant à la sortie des patients », a-t-il déclaré.

Klempfner a déclaré qu’il ne fallait que quelques heures pour former un médecin à l’utilisation de l’AISAP. Il y a une courbe d’apprentissage, et il peut falloir faire entre 30 et 50 scans pour bien comprendre.

« AISAP mesure tout ce que vous faites et vous fournit un rapport organisé en temps réel. Nous pouvons travailler sur les endroits où vous êtes moins fort et, si besoin est, envoyer un technicien pour travailler avec vous au chevet du patient pour vous améliorer », a déclaré Klempfner.

Faierstein a indiqué que le retour immédiat que le système lui donne pour lui faire savoir qu’il doit améliorer la vue est extrêmement utile.

“Au début, il me fallait environ 15 minutes pour faire un scan, et maintenant je n’en ai plus que cinq. J’ai appris à ajuster le placement de la sonde pour les patients plus gros ou pour les patients intubés, par exemple », a-t-il déclaré.

Un essai clinique prospectif avec 1 000 patients dans sept départements a été mené à Sheba. Selon Klempfner, 50% des patients scannés avec ASIAP qui, autrement, n’auraient pas été prioritaires pour un échocardiogramme complet (en raison de symptômes plus mineurs et vagues) ont montré des résultats, et la moitié de ces patients ont nécessité un changement de prise en charge.

“En donnant aux médecins des informations qui ne proviendraient pas de l’écoute avec un stéthoscope, l’AISAP a eu un impact sur la gestion de 250 patients”, a déclaré Klempfner.

Klempfner et son équipe présenteront ces résultats et d’autres résultats de leur essai AISAP dans deux articles lors du congrès de la Société européenne de cardiologie à Amsterdam en août.

AISAP a obtenu l’approbation de la division pharmaceutique du ministère de la Santé et a déjà été vendue à Sheba. La société est en négociation pour des ventes à quatre autres hôpitaux israéliens.

Dans le but d’obtenir l’approbation de la FDA et, espérons-le, d’être ensuite commercialisé aux États-Unis d’ici 2024, l’AISAP conclut un essai clinique prospectif plus vaste avec Jefferson Health en Pennsylvanie et dans le New Jersey, Inova Health System en Virginie et l’hôpital Padeh Poriyah à Tibériade. .

L’objectif est de démontrer que les médecins non experts obtiennent et interprètent mieux les images avec AISAP qu’ils ne le font sans. Les résultats des médecins seront comparés à ceux des cardiologues experts du Mass General Brigham, qui dirige l’étude.