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Un modèle d'apprentissage automatique capable d'évaluer le risque cardiovasculaire

Une équipe du MIT a présenté, le 12 septembre 2019, un modèle d'apprentissage automatique pour estimer, à partir de la seule activité électrique du cœur, le risque de mort d'origine cardiovasculaire. Baptisé "RiskCardio", cet outil attribue un score à chaque patient ayant survécu à un syndrome coronarien aigu (SCA).   
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Un modèle d'apprentissage automatique capable d'évaluer le risque cardiovasculaire
Ce système, baptisé "RiskCardio", est spécifiquement à destination des patients ayant survécu à un syndrome coronarien aigu. © Pexels

Malgré de nombreuses avancées, les maladies cardiovasculaires restent la première cause de mortalité dans le monde. C'est sur ce constat qu'une équipe du Laboratoire de recherche en informatique et intelligence artificielle du MIT a mis au point un modèle d'apprentissage automatique pour estimer, à partir de l'activité électrique du cœur, le risque de mort d'origine cardiovasculaire. Ces travaux ont été publiés le 12 septembre 2019.

 

Savoir combien de temps après une personne décédera

Ce système, baptisé "RiskCardio", est à destination des patients ayant survécu à un syndrome coronarien aigu (SCA) c'est-à-dire l'obstruction d'une ou plusieurs artères coronaires. Le cœur manque alors d'oxygène et un angor instable voire une crise cardiaque peut survenir.

 

En utilisant seulement les 15 premières minutes du signal de l'électrocardiogramme (ECG) d'un patient, l'outil génère un score qui classe les personnes dans différentes catégories de risque. Les patients obtenant un score élevé sont sept fois plus susceptibles de décéder d'une mort d'origine cardiovasculaire par rapport au groupe ayant obtenu un faible score. Il est ensuite possible de savoir si un patient décédera des suites d'un SCA dans les prochains 30, 60, 90 ou 365 jours.

 

Accélérer la durée d'estimation du risque

Lorsqu'un patient se présente dans un établissement hospitalier après un SCA, l'équipe médicale procède par étape. Elle va estimer le risque de mort d'origine cardiovasculaire en utilisant des données classiques (poids, âge…) et procède à des examens médicaux parfois très longs. En analysant l'ensemble des résultats, elle choisit le traitement adéquat à administrer à la personne malade. RiskCardio a pour ambition de raccourcir ces étapes et d'améliorer la première étape d'estimation du risque.

 

Le risque provient de la variabilité entre les battements

Concrètement, l'équipe a utilisé les données d'une étude en séparant le signal ECG des patients en un ensemble de battements consécutifs. L'idée est que la variabilité entre les battements indique un risque. Elle a classé les personnes dans différentes catégories en fonction de la mort ou non de la personne à la suite d'une complication cardiovasculaire. Pour créer un indicateur, les chercheurs ont fait une moyenne des prévisions de chaque série des battements de cœur consécutifs.

 

Il reste encore beaucoup à faire pour affiner le résultat obtenu par le dispositif en tenant compte notamment de l'âge, du sexe, de l'ethnie… En effet, plus le modèle sera précis plus le résultat le sera également, et les médecins seront alors capables de choisir le traitement le plus approprié.

 

Détecter des "signaux d'alarmes"

Ce n'est pas la première fois que l'apprentissage automatique sert au diagnostic et à la gestion des maladies cardiovasculaires. Dans l'European Heart Journal daté du 3 septembre 2019, une équipe de scientifiques de l'université d'Oxford a mis au point un scanner utilisé une technique d'intelligence artificielle capable de déterminer si une personne présente un risque élevé de crise cardiaque fatale des années avant qu'elle ne survienne. Le système est capable de détecter des "signaux d'alarmes" tels que l'inflammation, les cicatrices et les modifications des vaisseaux sanguins qui alimentent le cœur en sang. Ces facteurs peuvent présager d'une future crise cardiaque. Les scanners conventionnels ne sont aujourd'hui pas assez développés et ne détectent pas tout.

 

L'IA évalue l'accumulation des graisses autour du cœur qui immédiatement ne va pas forcément provoquer un problème cardiovasculaire mais à l'avenir pourrait en induire un. Les tests ont montré une précision de 85 à 90 %. Les chercheurs estiment que l'appareil permettra de déterminer un risque accru d'arrêt cardiaque avec une avance allant jusqu'à 10 ans.

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