Lorsque Kelsey Brown a rencontré Mohammed , l' Ougandais de 15 ans semblait terriblement inquiet. Il était aux derniers stades d’ une cardiopathie rhumatismale, qui tue environ 400 000 personnes par an dans le monde. Son opération cardiaque prévue pour traiter la maladie avait été reportée d'un jour.
À ce moment-là, le liquide revenant du cœur de Mohammed vers ses poumons rendait la respiration si difficile qu'il devait dormir assis. Brown, chercheur en cardiologie au Children's National Hospital de Washington , a supposé qu'il était impatient de subir l'opération. Mais Mohammed lui a dit qu'il n'avait pas peur d'affronter la procédure.
"Il était très nerveux à l'idée que son opération soit annulée et que son cœur ne soit pas réparé", a déclaré Brown, notant un contraste frappant avec les enfants aux États-Unis dont la peur compréhensible est l'opération elle-même.
Aujourd'hui, dans le cadre d'une avancée qui montre le potentiel de l'intelligence artificielle pour aider la médecine, des chercheurs du Children's National ont développé un nouvel outil basé sur l'IA pour diagnostiquer les cardiopathies rhumatismales bien avant qu'un patient n'ait besoin d'une intervention chirurgicale. En collaboration avec le personnel de l' Institut ougandais de cardiologie , l'équipe a conçu un système qui permettra aux infirmières qualifiées d'examiner et de diagnostiquer les enfants à un stade précoce , alors qu'ils peuvent encore être traités à la pénicilline pour moins d'un dollar par an. Un traitement précoce pourrait éviter à des milliers de personnes de devoir subir une intervention chirurgicale.
"Nous nous concentrons sur un problème de santé mondial dramatiquement négligé qui provoque des décès et des maladies importants", a déclaré Craig A. Sable , responsable du programme de santé mondiale au Children's National et l'un des auteurs d'un article décrivant l'outil. le Journal de l'American Heart Association.
Sable, qui a effectué plus de 40 voyages en Ouganda pour s'occuper des enfants, a déclaré que lors de son dernier voyage en novembre, elle avait pratiqué huit ou neuf opérations cardiaques par semaine, mais a noté qu'il y avait 1 500 enfants sur une liste d'attente nationale pour cette procédure. . « Seul un quart sera opéré avant de mourir », a-t-il précisé.
Les cardiopathies rhumatismales, une maladie largement évitable , résultent du coût cumulé des crises répétées de rhumatisme articulaire aigu, causées par une bactérie appelée streptocoque du groupe A. Ce groupe bactérien, considéré comme le cinquième agent pathogène le plus mortel au monde, cause environ 600 millions de personnes chaque année. avoir une angine streptococcique.
Une minorité des personnes infectées souffrent de cardiopathies rhumatismales, qui résultent d’une réponse immunitaire anormale qui endommage le cœur et ses valvules. On estime qu’entre 5 et 10 pour cent des personnes ont une prédisposition génétique à cette réponse immunitaire. Mais des facteurs environnementaux, tels que des conditions de vie médiocres et surpeuplées, jouent également un rôle.
Les enfants présentent souvent les premiers symptômes de la maladie entre 8 et 10 ans. Il peut être détecté tôt grâce à une échographie du cœur, appelée échocardiogramme . Le problème est que des pays comme l’Ouganda disposent de trop peu de cardiologues pour interpréter les images, ce qui rend impossible un dépistage généralisé. En conséquence, la maladie passe souvent inaperçue à ses débuts. « L'enfant ne sait pas qu'il en est atteint. Les parents ne le savent pas », a déclaré Brown. "S'ils vont chez le médecin, le médecin ne le saura pas."
Les cardiopathies rhumatismales touchent des pays pauvres comme l'Ouganda, où 2 à 3 pour cent de tous les enfants en sont atteints. Ces pays abritent de nombreuses souches différentes de bactéries et les enfants souffrent souvent d’infections répétées. La situation s'aggrave à chaque nouveau combat.
Bien que la maladie ne soit plus un problème majeur aux États-Unis, elle l’était seulement dans les années 1940 et 1950, comme Sable ne le sait que trop bien. Il était adolescent lorsque sa grand-mère est décédée des complications d'une cardiopathie rhumatismale et de l'emphysème.
"C'était la première cause de décès cardiaque aux États-Unis dans la première moitié du 20e siècle", a déclaré Sable. "Plus de 100 000 militaires ont été exclus de l'armée pendant la Seconde Guerre mondiale parce qu'ils souffraient de rhumatisme articulaire aigu ou de cardiopathie rhumatismale."
L' utilisation de l'intelligence artificielle dans les soins de santé a explosé depuis 2018, lorsque la Food and Drug Administration a approuvé le premier outil de diagnostic autonome basé sur l'IA, connu sous le nom d' IDx-DR , pour détecter la rétinopathie diabétique , une maladie oculaire grave qui peut se développer chez les personnes atteintes de rétinopathie diabétique. diabète. Un peu plus de cinq ans plus tard, près de 700 dispositifs médicaux basés sur l’IA et l’apprentissage automatique sont approuvés par la FDA.
Alors que les appareils d'échocardiogramme d'un hôpital pèsent environ 500 livres et coûtent 250 000 dollars, l'équipement développé par le groupe national des enfants serait léger et coûterait entre 2 000 et 5 000 dollars. Une société basée à Singapour, Us2.ai, développe un logiciel utilisant l'algorithme de l'équipe, qui a été formé à l'aide de plus de 1 000 échocardiogrammes.
L’algorithme peut interpréter les images en quelques secondes , les classant comme « normales » ou « considérées comme une maladie cardiaque rhumatismale ». Lors de tests effectués sur des échocardiogrammes de plus de 500 patients, le nouvel outil a interprété les images avec un taux de précision proche de 90 pour cent.
"La valeur de l'IA est énorme si elle peut être utilisée pour améliorer la précision de l'imagerie", a déclaré Chris Longenecker , directeur du programme mondial de santé cardiovasculaire à l' Université de Washington , qui n'a pas participé à l'étude. Il a déclaré que l’intelligence artificielle ferait de l’échographie un outil particulièrement puissant car « elle peut vous emmener dans les coins les plus reculés d’un pays à faible revenu ».
Longenecker a déclaré que l’IA peut également aider les médecins à en apprendre davantage sur les caractéristiques critiques des cardiopathies rhumatismales. "L'IA peut fonctionner comme un médecin et potentiellement ajouter quelque chose à ce qu'un médecin fait", a déclaré Pooneh Roshanitabrizi, scientifique au Children's National qui a développé le nouvel algorithme d'interprétation des échocardiogrammes avec Marius Linguraru , chercheur principal à l'Institut de pédiatrie Sheikh Zayed de l'hôpital. .
Les chercheurs du Children's National ont déclaré que le nouveau système de dépistage est en cours de test et d'amélioration sur la base de 200 000 cas pédiatriques en Ouganda . Chaque enfant du programme est examiné selon la norme en vigueur, dans laquelle des infirmières qualifiées interprètent elles-mêmes les échocardiogrammes. La grande majorité des données des 200 000 cas seront utilisées pour entraîner et améliorer l'algorithme .
Si le nouvel outil de dépistage reçoit l'approbation des régulateurs ougandais et américains, chaque infirmière recevrait une sonde de la taille d'une souris d'ordinateur (pour générer des images du cœur) et une tablette équipée du composant IA.
Les cas signalés comme possibles cardiopathies rhumatismales seront suivis d’un examen par un cardiologue. Les visites chez le cardiologue pourraient être effectuées par télémédecine plutôt que de nécessiter un déplacement vers ou depuis des régions éloignées.
Shelby Kutty, directrice de la cardiologie congénitale pédiatrique au Centre pour enfants Johns Hopkins, qui n'a pas participé au projet, a déclaré que même si des recherches similaires ont été menées sur les maladies cardiaques chez les adultes, « les travaux sur les maladies cardiaques pédiatriques ont été relativement limités ». "Dans l'ensemble, je pense qu'il s'agit d' un travail très encourageant", a ajouté Kutty. "Je pense que le peloton est sur la bonne voie."
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