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par New-York, Etats-Unis — Diagnostiquer une pathologie cardiaque en filmant le visage d’un individu : tel est le pari qu’a relevé une équipe de l’Université Rochester’s School of Medicine, avec l’aide de Xerox. En collectant les données recueillies par une webcam en quelques secondes seulement, les chercheurs ont enregistré les subtiles modifications dans la coloration de la peau, indétectables à l’œil nu, symptomatiques d’une fibrillation auriculaire (FA). Bien qu’au stade de projet pilote, cette expérience a permis de discriminer la FA avec un taux d’erreurs de « seulement » 20%. Les résultats ont été publiés dans l'édition en ligne de la revue Heart Rythm [1].
Saisir les imperceptibles pulsations résultant des battements cardiaques
Comment à grande échelle détecter une fibrillation auriculaire, arythmie fréquente, mais souvent silencieuse et donc ignorée ? En voulant répondre à cette question, l’équipe de Rochester a mis au point un système de vidéosurveillance à l’aide d’une caméra RGB. L’idée : filmer avec une webcam les subtiles variations de couleur de la peau du visage - parce que la peau y est plus mince que sur les autres parties du corps et les vaisseaux sanguins plus proches de la surface – de façon à saisir les imperceptibles pulsations résultant des battements cardiaques [2]. L’hémoglobine «absorbant» plus dans le spectre de la lumière verte, la variation de cette couleur est indicative de la quantité de sang qui circule dans les veines du visage avec chaque battement du cœur.
« A l’origine, la technique de vidéo a été développée par Xerox [3] pour une utilisation chez les nouveaux-nés parce qu’il est difficile de poser des électrodes à des nourrissons pour monitorer leur rythme cardiaque » détaille, pour Medscape France, le Dr Jean-Philippe Couderc du programme de suivi cardiaque de l'Université de Rochester et premier auteur de la publication.
En 15 secondes chrono
Pour les besoins de l'étude, les chercheurs ont fait appel à 11 patients (65 ± 6 ans, 8 hommes) devant bénéficier d’une cardioversion pour une FA persistante. Pendant la procédure, une webcam a été placée à 1 mètre du visage des patients alors qu’un électrocardiogramme (ECG) était pratiqué. Les données ainsi obtenues ont ensuite été comparées entre elles.
Les rythmes enregistrés étaient statistiquement différents (p<0,001) entre la période de FA (72 ± 9) et le rythme sinusal (57 ± 7) bpm pour la méthode utilisant la vidéo, et (80 ± 17) et le rythme sinusal (56 ± 7) bpm avec l’ECG. Sur les 15 secondes nécessaires pour détecter une FA, les chercheurs ont trouvé des niveaux élevés de précision avec les scans du visage puisque le taux d'erreur était de 20 %, contre 17 à 29 % pour les mesures associées aux ECG automatisés.
Pour les chercheurs, ces résultats font la preuve de la faisabilité de la méthode de « vidéo-pléthysmographie » pour détecter les variations du flux sanguin au niveau du visage. « Ce qui est réellement novateur dans cette étude, ce n’est pas tant l’utilisation d’une photo pour détecter le rythme cardiaque – il y a des applications sur IPad et IPhone qui le proposent déjà – que la technologie du « battement à battement (beat-to-beat) » qui est nécessaire pour détecter l’irrégularité de la pulsation cardiaque », précise le chercheur français travaillant à l’Université de Rochester.
« Avec 80% d’adéquation, la technique est loin d’être parfaite et ne sera jamais aussi précise que l’ECG mais elle a l’avantage d’un diagnostic à distance et ne nécessite pas la consultation d’un cardiologue. Etant donné le nombre de personnes souffrant de FA – estimé à 30 millions dans le monde – et sachant que 30 % ne seraient pas diagnostiquées, le besoin de surveillance est très important. »
« Videoselfie »
Si la technique nécessite d’être perfectionnée, ses applications sont dès à présent multiples. Primo, détecter d’autres types d’arythmies, notamment la tachycardie ventriculaire. Secundo, surveiller les récidives de FA. « Le protocole d’une nouvelle étude visant à valider la technique pour prévenir la récidive précoce de FA après cardioversion ou ablation est actuellement discuté au NIH. L’idée étant que chaque patient se voit remettre à sa sortie de l’hôpital une tablette lui permettant de se filmer et d’enregistrer un ECG ». On peut aussi envisager équiper les salles d’attente des urgences hospitalière, de façon à surveiller le patient avant sa prise en charge, se plait à imaginer Jean-Philippe Couderc.
REFERENCES:
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[*]Couderc JP, Kyal S, Mestha LK. Detection of Atrial Fibrillation Using Contactless Facial Video Monitoring. Heart Rhythm. DOI: 10.1016/j.hrthm.2014.08.035
[*]University of Rochester Medical Center. “Face Time” for the Heart Diagnoses Cardiac Disease, August 29, 2014.
[*]Xerox Canada. Xerox utilise des caméras vidéo non-intrusives et l'analytique pour surveiller l'état des patients , 6 février 2014.
[*]Kern E. Rock Health founders writing prescriptions for high-tech doctors ; GigaOM, 14 juin 2012.
[*]Philips Vital Signs Camera .
[*]Cardiio http://www.cardiio.com/
[/list]
MEDESCAPE FRANCE 2014
Saisir les imperceptibles pulsations résultant des battements cardiaques
Comment à grande échelle détecter une fibrillation auriculaire, arythmie fréquente, mais souvent silencieuse et donc ignorée ? En voulant répondre à cette question, l’équipe de Rochester a mis au point un système de vidéosurveillance à l’aide d’une caméra RGB. L’idée : filmer avec une webcam les subtiles variations de couleur de la peau du visage - parce que la peau y est plus mince que sur les autres parties du corps et les vaisseaux sanguins plus proches de la surface – de façon à saisir les imperceptibles pulsations résultant des battements cardiaques [2]. L’hémoglobine «absorbant» plus dans le spectre de la lumière verte, la variation de cette couleur est indicative de la quantité de sang qui circule dans les veines du visage avec chaque battement du cœur.
« A l’origine, la technique de vidéo a été développée par Xerox [3] pour une utilisation chez les nouveaux-nés parce qu’il est difficile de poser des électrodes à des nourrissons pour monitorer leur rythme cardiaque » détaille, pour Medscape France, le Dr Jean-Philippe Couderc du programme de suivi cardiaque de l'Université de Rochester et premier auteur de la publication.
En 15 secondes chrono
Pour les besoins de l'étude, les chercheurs ont fait appel à 11 patients (65 ± 6 ans, 8 hommes) devant bénéficier d’une cardioversion pour une FA persistante. Pendant la procédure, une webcam a été placée à 1 mètre du visage des patients alors qu’un électrocardiogramme (ECG) était pratiqué. Les données ainsi obtenues ont ensuite été comparées entre elles.
Les rythmes enregistrés étaient statistiquement différents (p<0,001) entre la période de FA (72 ± 9) et le rythme sinusal (57 ± 7) bpm pour la méthode utilisant la vidéo, et (80 ± 17) et le rythme sinusal (56 ± 7) bpm avec l’ECG. Sur les 15 secondes nécessaires pour détecter une FA, les chercheurs ont trouvé des niveaux élevés de précision avec les scans du visage puisque le taux d'erreur était de 20 %, contre 17 à 29 % pour les mesures associées aux ECG automatisés.
Pour les chercheurs, ces résultats font la preuve de la faisabilité de la méthode de « vidéo-pléthysmographie » pour détecter les variations du flux sanguin au niveau du visage. « Ce qui est réellement novateur dans cette étude, ce n’est pas tant l’utilisation d’une photo pour détecter le rythme cardiaque – il y a des applications sur IPad et IPhone qui le proposent déjà – que la technologie du « battement à battement (beat-to-beat) » qui est nécessaire pour détecter l’irrégularité de la pulsation cardiaque », précise le chercheur français travaillant à l’Université de Rochester.
« Avec 80% d’adéquation, la technique est loin d’être parfaite et ne sera jamais aussi précise que l’ECG mais elle a l’avantage d’un diagnostic à distance et ne nécessite pas la consultation d’un cardiologue. Etant donné le nombre de personnes souffrant de FA – estimé à 30 millions dans le monde – et sachant que 30 % ne seraient pas diagnostiquées, le besoin de surveillance est très important. »
| Mesurer son rythme cardiaque grâce à la caméra du smartphone : déjà possible Des applications, disponibles depuis 3 ans environ, permettent de connaître sa fréquence et son rythme cardiaque à l’aide de la caméra intégrée dans le smartphone (et donc sans capteurs). Le principe est simple (en apparence) : il s’agit de mesurer la variation de couleur de la peau pour déterminer le rythme cardiaque [4-6]. Pour ce faire, la camera de la tablette ou du téléphone capte la lumière réfléchie sur le visage de la personne en sachant que l’augmentation du débit sanguin réduit la quantité de lumière réfléchie par la peau. Il s’agit là d’applications pour le grand public, les résultats – bien que souvent très proches de la réalité – ne sont pas destinés à diagnostiquer une pathologie cardiaque. |
« Videoselfie »
Si la technique nécessite d’être perfectionnée, ses applications sont dès à présent multiples. Primo, détecter d’autres types d’arythmies, notamment la tachycardie ventriculaire. Secundo, surveiller les récidives de FA. « Le protocole d’une nouvelle étude visant à valider la technique pour prévenir la récidive précoce de FA après cardioversion ou ablation est actuellement discuté au NIH. L’idée étant que chaque patient se voit remettre à sa sortie de l’hôpital une tablette lui permettant de se filmer et d’enregistrer un ECG ». On peut aussi envisager équiper les salles d’attente des urgences hospitalière, de façon à surveiller le patient avant sa prise en charge, se plait à imaginer Jean-Philippe Couderc.
| L’étude a été financée par Xerox Corporation et le Centre des Sciences émergentes et innovantes de l’Université de Rochester, NY. |
REFERENCES:
[list="list-style-position: initial; list-style-image: initial; margin-right: 0px; margin-bottom: 10px; margin-left: 0px; font-size: 12px; line-height: 20px; overflow: hidden; color: rgb(68, 68, 68); font-family: arial, sans-serif;"]
[*]Couderc JP, Kyal S, Mestha LK. Detection of Atrial Fibrillation Using Contactless Facial Video Monitoring. Heart Rhythm. DOI: 10.1016/j.hrthm.2014.08.035
[*]University of Rochester Medical Center. “Face Time” for the Heart Diagnoses Cardiac Disease, August 29, 2014.
[*]Xerox Canada. Xerox utilise des caméras vidéo non-intrusives et l'analytique pour surveiller l'état des patients , 6 février 2014.
[*]Kern E. Rock Health founders writing prescriptions for high-tech doctors ; GigaOM, 14 juin 2012.
[*]Philips Vital Signs Camera .
[*]Cardiio http://www.cardiio.com/
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MEDESCAPE FRANCE 2014
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