Des images du cœur qui sauvent la vie

Que se passe-t-il à l’intérieur de notre corps? Le professeur Christoph Gräni, lauréat du Prix de la recherche de la Fondation Suisse de Cardiologie, se posait déjà cette question alors qu’il était enfant. L’évènement qui l’a profondément marqué ainsi que sa famille a été le décès précoce de son frère à 38 ans, de la mort subite cardiaque, c’est-à-dire un arrêt cardio-circulatoire inattendu. «En tant que médecin, je voulais comprendre pourquoi cela arrive à des personnes jeunes», raconte-t-il, «l’un de mes premiers travaux de recherche portait déjà sur ce sujet.» Ce n’est donc pas vraiment un hasard s’il s’est spécialisé en cardiologie et en imagerie cardiaque.

Sans pénétrer dans le corps
L’imagerie cardiaque est de nos jours incontournable pour le diagnostic des maladies de cœur: elle sert à visualiser le cœur, de même que la radiographie permet de visualiser les os ou les poumons. Cela n’a longtemps pas été possible pour le cœur, le stéthoscope et l’ECG étaient les seuls instruments disponibles pour obtenir des informations sur cet organe. Mais cela a changé dans les années 1960, lorsqu’on s’est mis à employer en médecine les ultrasons, dont l’utilisation était alors militaire. Au début, de nombreux médecins ne prirent pas au sérieux l’échocardiographie, c’est-à-dire l’imagerie cardiaque par ultrasons. Mais depuis quelques dizaines d’années, elle fait partie des principaux instruments de diagnostic des maladies de cœur. Elle permet de voir et évaluer les parois du cœur, les ventricules et le fonctionnement des muscles et des valves. D’autres méthodes qui sont venues s’ajouter plus tard sont le coroscanner, l’IRM cardiaque et la cardiologie nucléaire. Toutes font partie de l’imagerie non-invasive, c’est-à-dire des processus pour lesquels il n’y a pas besoin de pénétrer dans le corps et que le ou la patient-e ne ressent pas. Le/la cardiologue choisit l’une de ces méthodes ou une combinaison en fonction de ce qu’il/elle veut savoir au sujet du cœur du ou de la patient-e.

Mieux dépister des maladies rares
Christoph Gräni connaît parfaitement toutes ces méthodes. Il les utilise non seulement dans sa pratique clinique habituelle à l’Hôpital de l’Île, mais fait aussi des travaux de recherche dans le but de les perfectionner. Pour cela, lui et son équipe misent sur l’intelligence artificielle (IA). Celle-ci facilite le diagnostic parce qu’elle simplifie et accélère l’analyse des images tout en améliorant sa précision. «Si on mesure les images à la main, cela peut prendre une heure par cas», explique Christoph Gräni, «tandis que l’IA fait la même chose en cinq minutes.» L’IA aide aussi à reconnaître des maladies de cœur rares qui risqueraient autrement de passer inaperçues. Pour cela, le chercheur a, entre autres, développé un instrument qui détecte automatiquement des anomalies potentiellement dangereuses des artères coronaires.

L’IA améliore l’évaluation du risque
«Mais nous voulons utiliser l’imagerie, non seulement pour améliorer le diagnostic, mais aussi le pronostic», développe Christoph Gräni, donc se servir des images du cœur pour prédire l’évolution future d’une maladie. Pour cela aussi, lui et son équipe emploient l’IA: sur la base de grandes quantités de données de patient-e-s, des programmes peuvent découvrir des schémas que l’être humain ne verrait pas à l’œil nu ou qui n’attireraient pas son attention. L’IA permet aussi de relier encore d’autres données, par exemple les analyses de sang ou les images obtenues par d’autres processus. «Cela nous permet de décrire la maladie d’un patient ou d’une patiente plus précisément et individuellement», explique Christoph Gräni, et cela l’aide à prédire quelle personne atteinte d’un certain type d’insuffisance cardiaque a un risque accru de mort subite cardiaque. Dans une vaste étude, il a montré que, contrairement à ce qu’on pensait, la fonction de pompe du ventricule gauche n’est pas un bon indicateur de ce risque. L’étendue des tissus cicatriciels dans le myocarde, que l’on reconnaît à l’aide de l’IRM moderne, s’est avérée fournir des résultats beaucoup plus précis. Cette nouvelle évaluation du risque va permettre d’améliorer le traitement à l’avenir: les patient-e-s au risque faible ne recevront ainsi pas de traitement superflu, c’est-à-dire dans ce cas un défibrillateur automatique implantable (DAI). Inversement, on pourra protéger par l’implantation d’un DAI des personnes au risque élevé que l’on n’aurait pas forcément détectées par le passé.

Le jumeau numérique remplace l’examen
Christoph Gräni nous donne encore un aperçu fascinant de l’avenir de son métier: le jumeau numérique. Revenons aux anomalies congénitales des artères coronaires dont nous avons parlé plus haut et qu’il diagnostique encore plus précisément à l’aide d’un instrument basé sur l’IA. Ces anomalies arrivent en deuxième position des causes les plus fréquentes de mort subite cardiaque de jeunes sportifs ou sportives. Si on découvre ces anomalies lors d’un examen, cela ne permet pas encore de savoir si elles sont effectivement dangereuses pour la personne touchée: il faut pour cela un examen supplémentaire très désagréable et qui n’est pas sans risque. À l’aide du jumeau numérique, Christoph Gräni veut à l’avenir réaliser ce test en dehors du ou de la patient-e. Pour cela, il utilise une maquette numérique du cœur de la personne. Le test de stress est réalisé et analysé sur cette maquette, le jumeau. Avec une imprimante 3D, il crée aussi un deuxième jumeau, celui-ci physique, qui aide à vérifier le fonctionnement du jumeau numérique. Cela veut dire qu’à l’avenir, il suffira des données du cœur du ou de la patient-e pour simuler l’examen et évaluer ensuite l’ampleur du risque.

Pour le frère de Christoph Gräni, ces nouvelles découvertes arrivent trop tard, mais elles sauveront la vie d’autres personnes touchées: à l’avenir, ces instruments permettront de détecter encore plus de personnes porteuses d’un risque accru et de les soigner avant qu’elles soient victimes d’un accident grave, voire de la mort subite. Ainsi, ce qui est arrivé à Christoph Gräni et sa famille pourra être épargné à de nombreuses personnes touchées et leurs proches.