[I'MTech] Réduire la durée de ventilation mécanique grâce à une théorie statistique

Une équipe de chercheurs d’IMT Atlantique a développé un algorithme permettant la détection automatique d’anomalies en ventilation mécanique, à partir d’une nouvelle théorie statistique. L’objectif est d’améliorer l’adéquation entre le patient et le ventilateur, réduisant ainsi le temps de ventilation mécanique, et donc d’hospitalisation. Dans des hôpitaux en tension avec de nombreux patients mis sous respirateur en raison de la pandémie de Covid-19, ce sujet est particulièrement crucial.

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Dominique Pastor Dominique Pastor n’imaginait pas que la nouvelle approche théorique en statistiques sur laquelle il travaillait pourrait aider les médecins à mieux prendre en charge les patients sous ventilation mécanique (VM). Le domaine d’expertise de ce chercheur en statistiques est le traitement du signal, et plus particulièrement la détection d’anomalies. Ses travaux portent habituellement sur le traitement du signal radar ou celui de la parole. C’est sa rencontre avec Erwan L’Her, responsable des urgences de l’hôpital de la Cavale blanche à Brest, qui a orienté l’application de sa théorie, appelée Random Distortion Testing, à la ventilation mécanique. Le médecin a exposé au chercheur une problématique peu connue qui l’a motivé : il existe souvent une inadéquation entre les efforts réalisés par les patients sous VM et l’action du respirateur.

Des anomalies de signal lourdes de conséquences

Les respirateurs – ou ventilateurs – possèdent un dispositif qui permet de délivrer de l’air sous pression quand ils reconnaissent une demande du patient ; c’est alors ce dernier qui déclenche un cycle. Pour coller au mieux aux besoins spécifiques d’un individu, évolutifs dans le temps avec sa maladie, il existe de nombreux paramètres ajustables : débit d’air insufflé, nombre de cycles par minute… Des réglages standards sont appliqués lors de la mise en place de la VM, puis modifiés en fonction de l’aspect des courbes débit/pression – le fameux signal traité par l’algorithme Curvex, fruit de la collaboration entre Dominique Pastor et Erwan L’Her.

Les asynchronies patient–ventilateur sont définies comme un décalage entre l’inspiration du patient et l’insufflation du ventilateur. L’appareil peut par exemple ne pas détecter que le patient demande de l’air car le niveau du seuil de déclenchement est réglé trop haut. Cela aboutit à un effort inspiratoire inefficace. Il peut aussi se produire des doubles déclenchements, qui correspondent à deux cycles générés par le ventilateur pour un seul effort du patient. Le patient peut également ne pas avoir eu le temps de vider complètement ses poumons quand une nouvelle phase inspiratoire est déclenchée par le respirateur, aboutissant à une hyperinflation dynamique des poumons, aussi appelée PEP (pression expiratoire positive) intrinsèque.

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Publié le 03.06.2020

par Pierre-Hervé VAILLANT

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