Sténoses trachéales : lancement d’un projet novateur de modélisation numérique assistée par IA

Les sténoses trachéales [3] sont des réductions de calibre de la trachée. Elles peuvent être congénitales ou  acquises  après un traumatisme de la muqueuse. Les enfants qui en sont atteints ont une respiration contrariée, bruyante, avec accumulation de sécrétions rendant plus difficile encore le passage de l’air à l’inspiration comme à l’expiration. En fonction de l’ampleur de la sténose, différentes techniques sont employées, à savoir une résection du segment sténosé suivie d’une suture des deux parties saines (résection-anastomose), ou une trachéoplastie d'élargissement.

Des procédés de modélisation numérique permettent d’ores et déjà de déterminer avec précision le retentissement d’une sténose en fonction de sa localisation, de son diamètre et de son étendue chez les petits patients. Mais le Docteur Eric MOREDDU, du service d’ORL et chirurgie cervico-faciale pédiatrique de la Timone (Pr Richard NICOLLAS), a eu l’idée d’aller plus loin en implémentant une Intelligence Artificielle dans le processus de modélisation de l’écoulement d’air dans les voies aériennes des enfants. Intitulé PedIATrach, le projet a pour objectif d’accélérer et d’améliorer le processus de modélisation numérique, d’aider à analyser et interpréter les résultats obtenus, et de définir avec précision les paramètres normaux et pathologiques de l’écoulement et du conditionnement de l’air  dans la trachée des enfants. Débit, vitesse d’écoulement, pertes de pression, température, humidification… autant de données qui permettront d’avoir une représentation extrêmement fine et détaillée de chacun des cas à traiter.  

Pour cette étude qui est une première mondiale, ce sont des experts de différents domaines qui vont étroitement collaborer, issus du service d’ORL et chirurgie cervico-faciale pédiatrique [4] de la Timone, de l’Institut Universitaire des Systèmes Thermiques Industriels [5] (laboratoire IUSTI de mécanique énergétique, unité mixte de recherche Aix-Marseille Université – CNRS) et du Laboratoire Informatique et Systèmes [6] (LIS, Aix-Marseille Université – Université de Toulon – CNRS). 

Le Docteur MOREDDU a récemment obtenu un financement de 298.244 € de la Fondation AMIDEX [7] pour la réalisation de son projet, avec le recrutement de 2 chercheurs à temps plein sur une durée de 2 ans. 

Les objectifs sont multiples : gagner un temps considérable dans la reconstruction 3D et l’interprétation des données (il faut actuellement compter 2 semaines de travail pour l’intégralité du processus pour un patient), obtenir des résultats plus précis et développer des protocoles de chirurgie virtuelle. A terme, l’ambition est d’être en mesure de créer une plateforme nationale d’aide à la décision thérapeutique, pour déterminer pour chaque patient s’il faut l’opérer, et avec quelle technique.