Prédire le risque de lésions cérébrales avec le Machine Learning ?

Publié le : 2 octobre 2020

En cas de détresse respiratoire aigüe, les patients peuvent bénéficier, en dernier recours, d’une technologie d’oxygénation artificielle nommée ECMO : extracorporeal membrane oxygenation, c’est-à-dire une oxygénation membranaire extracorporelle. L’ECMO achemine le sang hors du corps du patient, lui donne de l’oxygène à travers une membrane artificielle imitant le poumon, élimine le dioxyde de carbone et renvoie le sang dans l’organisme à bonne température. Cette technologie soulage le cœur et les poumons du patient.

Si l’ECMO a permis de « sauver d’innombrables vies », elle entraine fréquemment des lésions cérébrales à long terme, sans que les médecins n’arrivent à identifier les facteurs de risque. « Les médecins ont toujours eu une certaine intuition quant aux personnes à risque, mais jusqu’à présent nous n’avions pas vraiment de données fiables pour déterminer les facteurs qui précipitent les lésions cérébrales suite à l’ECMO », explique le docteur Lakshmi Raman. Avec une équipe de chercheurs, ce médecin, professeur agrégé de pédiatrie à l’UT Southwestern et spécialiste des soins intensifs à la Children’s Health a créé un programme de machine learning, ou apprentissage automatique, pour identifier précisément quels patients sont les plus susceptibles de souffrir de lésions cérébrales après l’ECMO. L’étude a été publiée le mois dernier dans le Journal of Clinical Medecine.

Les chercheurs ont utilisé les données de 174 patients mineurs, dont 70 bébés de moins de 30 jours, qui ont bénéficié de l’ECMO au Children’s Medical Center de Dallas, entre 2010 et 2019. 81 d’entre eux ont eu des lésions cérébrales, soit 51 % des patients. Les données précises de chacun, notamment « âge, poids, sexe, médicaments, type d’ECMO, raison principale de l’ECMO et durée de l’ECMO », ont été saisies dans un programme de machine learning « conçu pour identifier les modèles dans les ensembles de données ». Le modèle obtenu s’est avéré meilleur que les prédictions des médecins, qui n’avaient suspecté le risque de lésion cérébrale que chez 61 patients.

Les lésions cérébrales ont souvent été attribuées aux anticoagulants administrés pendant l’ECMO, sans qu’aucune étude ne parvienne à prouver ce lien. Effectivement, le modèle obtenu par les chercheurs montre que ces médicaments n’ont pas d’impact sur les lésions cérébrales. Au contraire, les facteurs déterminants seraient le rythme cardiaque et la pression sanguine du patient. « Je pense que cela signifie probablement que nous devons accorder plus d’attention à ces variables de flux sanguin, explique le professeur Raman. Nous commençons déjà à travailler dans ce sens ». Les chercheurs espèrent encore affiner le modèle pour ne proposer l’ECMO qu’aux patients à faible risque.

Source : Medical Press, UT Southwestern Medical Center (01/10/2020)

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