Stéthoscope optimisé par l’IA

Publié le | dans Actus santé

Instrument acoustique permettant d’écouter les sons internes du corps, le stéthoscope fait partie des outils médicaux les plus utilisés pour étudier l’état de santé cardiovasculaire, pulmonaire ou abdominal. Il a fait récemment l’objet de travaux de recherche intéressants. Quels seraient ses nouvelles capacités en le dotant d’une Intelligence Artificielle ? Nous vous en disons plus sur cette hypothèse.

Qu’est-ce qu’un stéthoscope ?

Le stéthoscope est un instrument médical permettant d’amplifier les bruits intérieurs par résonance. Il est traditionnellement constitué :

  • D’une base : elle relie le pavillon à la tubulure. Cette partie rigide permet, selon les modèles, de choisir entre une écoute à la cloche ou à la membrane du pavillon en tournant le pavillon.
  • D’une membrane : c’est le récepteur du stéthoscope. Elle permet de capter les vibrations sonores émises par le corps humain.
  • D’un pavillon : c’est la partie la plus sensible d’un stéthoscope permettant d’écouter les sons à hautes ou basses fréquences.
  • D’une lyre : c’est la partie métallique du stéthoscope, sur laquelle s’ajuste la tubulure. Elle se compose de deux tubes auriculaires, d’un ressort de tension et d’embouts auriculaires.
  • D’un tube auriculaire : cette partie métallique rigide et non déformable fait le lien entre les embouts et la tubulure souple.
  • D’une tubulure: elle se situe entre la lyre et le pavillon.

Il en existe plusieurs modèles : électroniques, numériques ou même connectés. Lorsqu’on le pose sur la peau au niveau d’un organe, il isole le bruit et l’augmente de manière à n’analyser que le fonctionnement de l’organe que l’on souhaite écouter.

Quelques exemples de son utilité :

Lors d’une auscultation cardiaque : il permet d’entendre la contraction ventriculaire (systole) et la relaxation ventriculaire (diastole). Il identifie également des anomalies cardiaques comme une mauvaise synchronisation entre le cœur droit et le cœur gauche, un dérèglement de la fréquence des battements pouvant être causés par de l’emphysème, un épanchement péricardique, de l’hypertension, de la tachycardie, etc.

Lors d’une auscultation pulmonaire : il permet d’entendre l’air circuler dans les poumons et de détecter des sons anormaux pouvant survenir en cas d’épanchement pleural, d’un emphysème pulmonaire, d’une inflammation des bronches, d’un œdème pulmonaire, etc.

Lors d’une auscultation abdominale : il permet d’écouter les bruits produits par les intestins et de détecter une possible occlusion ou une paralysie du tube digestif par exemple.

Quel serait l’intérêt d’un stéthoscope doté d’une Intelligence Artificielle ?

Développé dans les années 1960, l’IA ne cesse de susciter l’intérêt du corps médical. Reposant sur un système de statistiques, elle analyse de nombreuses données, qui sont par la suite filtrées par des algorithmes. L’Intelligence Artificielle s’appuie sur deux approches complémentaires :

  1. Symbolique, fondée sur la logique.
  2. Numérique, fondée sur les données.

Ses capacités d’analyse permettent de prévenir l’apparition d’une maladie avant même qu’elle ne se développe chez certains patients dits « pré-exposés ». En s’appuyant sur une importante data stockée dans un programme d’apprentissage, l’algorithme apprend à « reconnaître » les signes d’une maladie. Elle est alors en mesure, selon les données confrontées, de poser un diagnostic fiable ou de lever un doute sur une potentielle pathologie.

Appliquée à l’auscultation pulmonaire ou cardiaque via l’utilisation d’un stéthoscope, l’IA peut aider à diagnostiquer certaines maladies respiratoires ou cardiaques, avec de meilleures performances dans l’interprétation d’explorations fonctionnelles, de symptômes et/ou d’examens radiologiques.

En étant relié à des algorithmes d’Intelligence Artificielle, ce type de stéthoscope pourrait ainsi permettre d’établir une classification des maladies cardiaques ou respiratoires comme l’asthme, la pneumonie, la bronchiolite… et à déceler leur niveau de gravité.

La Food and Drug Administration (FDA) a récemment validé un algorithme basé sur l’Intelligence Artificielle pour équiper des stéthoscopes. L’objectif ? Pouvoir détecter des anomalies difficiles à discerner par l’humain. La société Eko Health qui produit des stéthoscopes numériques depuis 2013 en est à l’origine. Pionnière dans l’application de l’Intelligence Artificielle pour la détection précoce des maladies cardiaques et pulmonaires, cette entreprise a doté ses stéthoscopes d’une Intelligence Artificielle capable d’évaluer et de détecter, le risque d’insuffisance cardiaque chez les patients à risque au cours d’un examen médical classique. 

Selon le docteur Paul Friedman, président du département de médecine cardiovasculaire à la Mayo Clinic de Rochester « la capacité d’identifier un trouble cardiaque caché, potentiellement mortel, à l’aide d’un outil que les cliniciens de soins primaires et les sous-spécialistes connaissent bien : le stéthoscope, peut nous aider à prévenir les hospitalisations et les événements indésirables. » Il ajoute à cela qu’il est important de noter que ce type de stéthoscope étant petit et portable, pourrait ainsi contribuer à améliorer les soins dans les zones mal desservies.

Des essais aux résultats encourageants

Dans une étude menée en janvier 2022 et publiée dans la revue The Lancet Digital Health, les chercheurs ont rapporté des résultats diagnostiques positifs en combinant un nouvel algorithme optimisé par l’IA et le dispositif Eko DUO doté d’une fonctionnalité d’ECG.

L’outil optimisé par l’IA a démontré des niveaux élevés de sensibilité (91 %) et de spécificité (80 %) et soutient favorablement la comparaison avec les tests diagnostiques de routine qui étaient « invasifs et coûteux », ont-ils déclaré.

La prochaine étape sera d’effectuer des tests en conditions réelles dans plusieurs centres médicaux afin d’évaluer le niveau de performance d’un stéthoscope doté d’une Intelligence Artificielle.  

Sources :