PRÉVENIR LA DYSFONCTION DU DIAPHRAGME DANS L’UNITE DE SOINS INTENSIFS GRÂCE À DES BIOMARQUEURS ULTRASONORES INNOVANTS – ULTRADIAPH

Dans l'unité de soins intensifs (USI), la ventilation mécanique soulage le travail des muscles respiratoires, notamment du diaphragme, le principal muscle de l’inspiration. La ventilation mécanique assure des échanges gazeux adéquats mais peut produire des effets néfastes qui sont associés à une augmentation de la mortalité, de la morbidité et des coûts de santé. Le taux d'occupation des lits de soins intensifs en France est élevé (>80%) et toute stratégie visant à prévenir un séjour prolongé est cruciale et plus que jamais d'actualité dans le contexte de la pandémie de COVID-19.
Éviter un effort insuffisant ou excessif du diaphragme est devenu un objectif essentiel dans la prise en charge des patients sous ventilation mécanique. Cette stratégie, appelée ventilation protectrice du diaphragme, ne peut être mise en œuvre sans outils fiables et facilement accessibles pour évaluer le diaphragme, et plus largement, les muscles inspiratoires et expiratoires accessoires. La surveillance des muscles respiratoires au sein de l’USI est complexe et les méthodes de référence reposant sur la mesure de la pression transdiaphragmatique sont invasives, peu disponibles et nécessitent une forte expertise.
Ainsi, l'imagerie ultrasonore (US) suscite un intérêt croissant pour l'évaluation des muscles respiratoires. Cependant, l'échographie est très dépendante de l'opérateur tant pour l'acquisition, le traitement que pour l'interprétation des images. De plus, les équipes d’USI ne peuvent s’appuyer que sur un nombre très limité de biomarqueurs axés sur le diaphragme. Par ailleurs, ces biomarqueurs sont basés sur des mesures de distance effectuées manuellement et sont sujets à une grande variabilité. Enfin, les équipes utilisent le plus souvent des échographes sur chariot qui encombrent les chambres d’USI. Au cours de la dernière décennie, de nouvelles méthodes d'échographie basées sur des acquisitions ultrarapides (>1.000 images/s) ont été développées. Ces nouvelles approches permettent la découverte de biomarqueurs supplémentaires pour évaluer la structure, la composition et la fonction des muscles respiratoires. Par exemple, nous avons récemment montré que l'élastographie ultrasonore par ondes de cisaillement peut être utilisée pour évaluer les changements de la rigidité du diaphragme afin de mesurer son effort. Néanmoins, les applications des approches ultrasonores ultrarapides dans les muscles respiratoires sont complexes et nécessitent des développements spécifiques. À ce jour, la plupart de ces techniques avancées restent limitées aux environnements de recherche. Ainsi, l'absence de solutions technologiques spécifiques limite le potentiel et la diffusion de l’imagerie ultrasonore pour l'évaluation des muscles respiratoires au sein et au-delà de l’USI.
Afin de surmonter ces limitations, un nouveau concept d'imagerie ultrarapide, ultraportable et dématérialisée a été récemment introduit. Cette approche induit un changement de paradigme en dépassant les limites inhérentes à la miniaturisation du matériel et ouvre de nouveaux horizons pour l’analyse d’image, en faisant notamment appel à l’intelligence artificielle. Il s'agit d'une occasion unique d’implémenter des biomarqueurs ultrasonores de qualité supérieure dans un facteur de forme ultraportable.
En s’appuyant sur cette plateforme et sur les avancées récentes dans le domaine des ultrasons ultrarapides, ce projet vise à développer une solution ultraportable spécialement conçue pour l'évaluation de la structure et de la fonction des muscles respiratoires. La solution développée fournira une aide pendant les acquisitions, des biomarqueurs innovants et améliorera la robustesse des biomarqueurs existants. Nous utiliserons ce nouvel outil pour améliorer les connaissances sur la structure et la fonction des muscles respiratoires, avec l’objectif final d’optimiser la prise en charge de ces patients hospitalisé en USI.