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Santé

Dessiner les blessures pour mieux soigner les grands brûlés

29-11-2019

Applicationcredits_Thèse de doctorat, École de Technologie Superieur

Des chercheurs québécois développent une application mobile pour évaluer précisément la surface atteinte chez les grands brûlés, une donnée cruciale pour la guérison.

L’étudiante déplace doucement son doigt sur l’écran d’une tablette, délimitant des zones rouges sur un corps en trois dimensions. « J’ai créé un modèle de femme en surpoids sur lequel je peux peindre la surface brûlée de la peau. Le logiciel calcule ensuite le pourcentage de la superficie corporelle totale de la patiente qui est touchée. Ici, il l’estime à 3,19 % », commente Anaïde Thibault, qui amorcera en janvier son doctorat en génie des systèmes à l’École de technologie supérieure (ÉTS), à Montréal. L’application mobile sur laquelle elle « s’exerce », nommée LIO-B3D pour le moment, permettra une meilleure prise en charge des grands brûlés. L’idée était dans les cartons depuis 1995. Ce n’est que 20 ans plus tard, en 2015, que le projet s’est concrétisé dans les bureaux du Centre de recherche du Centre hospitalier de l’Université de Montréal (CRCHUM).

Une victime de brûlures perd beaucoup de plasma sanguin dans les 24 premières heures suivant l’accident, lorsque les vaisseaux sont très perméables. Afin de compenser la perte de fluide, le personnel médical doit administrer un soluté, mais pas n’importe quelle dose. Le volume dépend du poids du patient et du pourcentage de la surface corporelle brûlée. Évaluer précisément la superficie atteinte est donc critique. Un volume inadéquat de soluté peut entraîner des complications. La brûlure peut devenir plus profonde et nécessiter une chirurgie. Les organes peuvent aussi réagir et provoquer une insuffisance rénale par exemple.

« Actuellement, on évalue la superficie sur des diagrammes à la Léonard de Vinci, c’est-à-dire des modèles 2D qui ne sont pas adaptés aux différentes morphologies », résume Jacques de Guise, professeur à l’ÉTS qui dirige le projet de recherche et qui est à la tête du Laboratoire de recherche en imagerie et orthopédie (LIO), affilié à l’ÉTS et au CRCHUM.

Pour les experts en soins des grands brûlés, il ne s’agit pas d’un obstacle majeur. « Je fais ça depuis 13 ans, alors je suis assez précis dans mon évaluation de la superficie brûlée, peu importe si j’utilise un modèle 2D ou 3D, assure le Dr Shahriar Shahrokhi, chirurgien au Ross Tilley Burn Centre, à Toronto, qui ne participe pas au projet. Le problème se pose pour ceux qui ne le font pas régulièrement et qui se chargent de l’évaluation initiale. »

Ce sont des urgentologues, des infirmières, des médecins de famille. « Dans les petits services des urgences, ils accomplissent de tels actes une fois tous les deux ou trois ans. Si 5 % du bras est brûlé, ils vont peut-être considérer tout le bras, qui représente plutôt 9 % du corps », indique le Dr Ali Izadpanah, chirurgien plasticien et directeur de l’unité des grands brûlés au Centre hospitalier de l’Université de Montréal, qui est engagé dans le projet. Homme, femme, enfant, personne mince ou en surplus de poids : certaines études rapportent des surestimations de l’ordre de 50 à 161 % dues aux particularités corporelles.

Afin de résoudre ces problèmes d’évaluation, l’équipe de Jacques de Guise se tourne vers le 3D. Mais l’ajout d’une dimension au modèle ne suffit pas ; le corps généré doit aussi être semblable à celui du patient. Pour ce faire, les chercheurs se servent du logiciel libre MakeHuman, également utilisé par les artistes d’animation. Sur l’écran de son ordinateur, Jacques de Guise montre des morphologies obtenues grâce aux 19 mesures corporelles demandées par le programme. Mais 19, c’est beaucoup trop dans un contexte hospitalier. « Les praticiens nous ont dit qu’il ne devrait pas y en avoir plus que 4 », mentionne Jacques de Guise.

Comment établir 19 mesures à partir de seulement 4 ? Pour répondre à cette question, l’équipe a eu recours à des méthodes statistiques et à l’intelligence artificielle. À partir de 50 000 morphologies représentatives de la population canadienne, elle a déterminé les quatre meilleures mesures : la grandeur, ainsi que les circonférences du cou, de la taille et du buste. « C’est extraordinaire de constater la façon dont nos mesures sont corrélées. Le tour du cou nous permet de trouver le tour de la cuisse », s’enthousiasme le chercheur de 64 ans qui se dit « loin de la retraite ».

Pour tester l’application mobile, l’équipe de Jacques de Guise a regroupé huit professionnels de la santé spécialisés dans le traitement des brûlures et six non-experts. Quatre mannequins commerciaux ont fait office de patients : un enfant, un homme et deux femmes de morphologies différentes. Appliqués sur diverses parties des corps en plastique, des bouts de papier blanc symbolisaient les brûlures.

Les deux groupes ont colorié les zones brûlées des mannequins sur les modèles 3D créés par LIO-B3D. Experts et non-experts sont arrivés au même pourcentage de surface corporelle brûlée. « C’est si facile qu’un enfant pourrait le faire ! » déclare le Dr Izadpanah. L’outil s’est également révélé plus efficace que les traditionnels diagrammes 2D : la fréquence des erreurs chute de 86 % en moyenne, des résultats qui ont été publiés en 2017 dans le Journal of Burn Care & Research. Pourquoi ? Un modèle 3D semblable au corps du patient permet de transposer plus précisément les brûlures, soutient Jacques de Guise.

En 2020, il espère valider l’application mobile sur iOS et Android et la tester avec de vrais patients. « On a fait les premières démonstrations de faisabilité, mais on veut s’assurer que la technologie qu’on développe peut être implantée dans un contexte réel, souligne-t-il. On pense avoir du succès parce qu’on travaille directement avec les usagers. » L’avenir de l’outil médical se dessine bien.

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