HeartFlow : l'intelligence artificielle au service de la lutte contre les maladies cardiaques

Plus on vieillit, plus on comprend pourquoi les personnes âgées passent autant de temps à parler de leurs problèmes de santé. Cela commence généralement vers 40 ans, lorsqu'on réalise qu'il est temps de passer des examens médicaux réguliers. On fait une prise de sang, et le médecin dit que le taux de cholestérol est élevé. 

On adopte alors le « régime méditerranéen », on achète une nouvelle montre de course, mais quelques semaines plus tard, on retombe dans ses anciennes habitudes et, finalement, on opte pour la solution américaine à tous les problèmes : les médicaments. Pourtant, les maladies cardiovasculaires ne sont pas une plaisanterie. Il s'agit de la première cause de décès, responsable d'un décès sur trois, soit plus de deux fois le nombre de décès causés par la deuxième cause la plus fréquente, le cancer. 

Environ un dollar sur six consacré à la santé est dépensé pour les maladies cardiaques. Compte tenu de l'ampleur du problème, il n'est pas surprenant que des algorithmes d'intelligence artificielle capables de nous aider à sauver des vies apparaissent. 

Fondée en 2007, la société HeartFlow est évaluée à 1,3 milliard de dollars. Pourtant, l'histoire de l'entreprise remonte en réalité à 1995, avec la première modélisation d'écoulement sanguin coronaire à partir d'images. Le financement a servi à créer une « suite logicielle d'entreprise cloud basée sur l'intelligence artificielle », destinée à faciliter l'évaluation des risques, le diagnostic, la planification et le traitement des maladies cardiovasculaires. 

Le site de l'entreprise indique : « HeartFlow est une société de technologies médicales qui a révolutionné les soins cardiaques de précision. Il n'existe aucune entreprise qui fasse ce que nous faisons, en associant des décennies d'ingéniosité humaine et des technologies de pointe d'une manière totalement nouvelle. Nous sommes passionnés par la transformation du diagnostic et du traitement de la maladie coronarienne et nous continuons d'innover, en repoussant les limites et en nouant des partenariats incroyables ». 

Tests invasifs et non invasifs

Tout médecin compétent remarquera probablement, lors d'un examen médical courant, les premiers signes de risque de maladie cardiaque, comme un taux de cholestérol élevé ou des antécédents familiaux d'insuffisance cardiaque. Un niveau de risque suffisamment élevé peut nécessiter des examens non invasifs supplémentaires. Rien qu'aux États-Unis, 10 millions de tests de ce type sont réalisés. 

Les méthodes actuelles d'évaluation des risques sont au mieux rudimentaires par rapport à la vision future de la médecine de précision. C'est pourquoi HeartFlow ne se contente pas d'améliorer les méthodes existantes. L'entreprise souhaite à la fois améliorer la capacité à diagnostiquer correctement les maladies cardiaques et supprimer le besoin de procédures invasives inutiles. 

La méthode invasive, appelée également coronarographie invasive, consiste à introduire des fils et des cathéters dans une artère du poignet ou de la jambe du patient, qui sont ensuite acheminés jusqu'au cœur sous contrôle radiologique. Un produit de contraste radiologique est injecté par le cathéter et des clichés des artères coronaires sont réalisés. Ce processus est coûteux et potentiellement problématique, car des complications peuvent survenir. C'est là qu'intervient HeartFlow. 

L'analyse HeartFlow

Il s'agit d'une plateforme logicielle cloud qui utilise l'apprentissage profond pour créer un modèle informatique tridimensionnel précis des artères coronaires du patient, propre à chaque personne, à partir de l'analyse des données d'imagerie non invasive. 

L'angiographie par tomodensitométrie (ATDM) est un type d'examen médical qui associe la tomodensitométrie à l'injection d'un produit de contraste spécial afin d'obtenir des images des vaisseaux sanguins et des tissus d'une partie du corps. Le produit est injecté par une perfusion intraveineuse placée dans le bras et « éclaire » les vaisseaux sanguins et les tissus examinés.

La principale limite de l'ATDM en tant que test autonome réside dans son incapacité à caractériser l'importance clinique des sténoses intermédiaires (rétrécissement de l'artère de 30 à 90 %). Il existe également un problème supplémentaire : 20 à 30 % de faux négatifs (parfois, chez des patients atteints de maladies cardiaques, celles-ci ne sont pas détectées lors de l'ATDM). HeartFlow résout ces deux problèmes. 

Une fois l'examen ATDM réalisé, les images existantes sont transmises aux algorithmes de HeartFlow, qui utilisent la dynamique des fluides numérique pour simuler l'écoulement sanguin à travers des modèles 3D des artères. Les algorithmes de HeartFlow ont été entraînés sur des dizaines de milliers d'examens ATDM, comprenant plus de 15 millions d'images obtenues par tomodensitométrie cardiaque. 

Le résultat final est une information qui a modifié le traitement du patient dans plus de 60 % des cas et a permis d'éviter en toute sécurité des examens invasifs dans plus de 60 % des cas. Avec HeartFlow, les examens non invasifs peuvent remplacer les examens invasifs et offrir de meilleurs résultats. 

Au 30 juin 2021, l'analyse de l'écoulement sanguin cardiaque avait été réalisée chez plus de 100 000 patients. La documentation de l'entreprise présente les résultats de nombreuses études montrant la supériorité de sa plateforme par rapport aux méthodes existantes. La technologie offre de hautes performances : la probabilité de détecter une maladie cardiaque grâce à elle est deux fois supérieure à celle obtenue avec d'autres tests.