Des chercheurs ont établi un repère permettant de quantifier, grâce à l’intelligence artificielle (IA), la progression de la fibrose pulmonaire idiopathique — une maladie qui rigidifie les poumons — et d’en estimer l’évolution.
Une équipe conjointe dirigée par les professeurs Choi Ju-ae (radiologie) et Kim Ho-cheol (pneumologie) de l’Hôpital Asan de Seoul, ainsi que par le professeur Lee Ho-yeon (radiologie) du Samsung Medical Center, a annoncé le 3 avoir identifié, à partir d’une analyse par IA d’images de tomodensitométrie (CT) thoracique, une valeur seuil : si le score de fibrose augmente d’au moins 4,05 points de pourcentage en un an, le risque de décès ou de greffe pulmonaire s’accroît. Les résultats ont été publiés en ligne le 24 mai dans la revue internationale 《American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine》.
L’équipe a d’abord déterminé cette valeur seuil à partir des données de patients de l’Hôpital Asan de Seoul, puis a vérifié si le même résultat se retrouvait chez des patients du Samsung Medical Center. L’étude repose sur l’analyse de dossiers médicaux antérieurs.
Des changements que les tests de fonction pulmonaire peuvent manquer, objectivés au scanner
La fibrose pulmonaire idiopathique est une maladie dans laquelle, sans cause clairement identifiée, le tissu pulmonaire normal se transforme en cicatrice. « Idiopathique » signifie que la cause est inconnue. La « fibrose » désigne une transformation où un tissu auparavant souple devient plus épais et plus rigide, comme une cicatrice.
À mesure que la maladie progresse, les poumons se raidissent, rendant difficile une inspiration profonde. La capacité des poumons à transférer l’oxygène vers le sang diminue également. Les zones déjà endommagées étant difficiles à restaurer, il est important d’identifier tôt la vitesse de progression.
Actuellement, l’évolution de la maladie est principalement suivie par des tests de fonction pulmonaire. La capacité vitale forcée mesure le volume d’air qu’une personne peut expirer avec force après avoir inspiré au maximum. Le test de diffusion pulmonaire du monoxyde de carbone évalue la capacité des poumons à transférer des gaz, comme l’oxygène, vers le sang.
Ces deux examens sont utiles pour apprécier les variations de la fonction de l’ensemble des poumons. Mais ils permettent difficilement de savoir quelle zone s’est rigidifiée et dans quelle mesure. Autre limite : les valeurs peuvent varier selon la coopération du patient et son état respiratoire au moment du test.
La tomodensitométrie (scanner) permet d’observer directement l’intérieur des poumons. Mais comparer de petites variations à l’œil nu n’est pas simple pour les soignants. L’interprétation peut varier selon le lecteur, et il était aussi difficile d’exprimer en chiffres précis l’extension de la rigidification par rapport à un an auparavant.
un score quantitatif de fibrose calculé en combinant les aspects en filet et en rayon de miel
L’équipe a utilisé un logiciel d’IA pour calculer automatiquement, sur les images de scanner, l’étendue occupée par les « opacités réticulaires » et les « opacités en rayon de miel ».
Les opacités réticulaires correspondent, au scanner, à de fines lignes entrelacées donnant un aspect de filet. Les opacités en rayon de miel correspondent à l’apparition, dans des poumons plus sévèrement atteints, de petites poches d’air regroupées en plusieurs couches. Les chercheurs ont additionné la proportion de ces deux signes dans l’ensemble des poumons pour l’exprimer sous forme de « score de fibrose ».
L’équipe a d’abord analysé les données de 524 patients diagnostiqués avec une fibrose pulmonaire idiopathique à l’Hôpital Asan de Seoul. Tous avaient passé, lors du premier examen puis lors d’un contrôle environ un an plus tard, à la fois un scanner et des tests de fonction pulmonaire.
Elle a ensuite appliqué ce seuil à 224 patients du Samsung Medical Center répondant aux mêmes critères, afin de vérifier si un seuil identifié dans un hôpital restait valable pour des patients d’un autre établissement.
En comparant les scanners initiaux et ceux réalisés un an plus tard chez l’ensemble des 748 patients, les chercheurs ont constaté que plus le score de fibrose augmentait, plus les tests de fonction pulmonaire indiquaient une aggravation de la maladie.
Lorsque la capacité vitale forcée diminuait de 5 %, le score de fibrose augmentait en moyenne de 2,72 points de pourcentage. Lorsque la diffusion pulmonaire du monoxyde de carbone diminuait de 10 %, il augmentait en moyenne de 4,52 points de pourcentage.
Une hausse de 4,05 points en un an : risque de décès ou de greffe multiplié par 2,78
Le seuil qui distinguait le mieux le risque de décès ou de greffe pulmonaire était de 4,05 points de pourcentage. Les patients dont le score de fibrose augmentait d’au moins ce niveau un an après le premier examen présentaient un risque plus élevé de décès ou de greffe pulmonaire.
La même tendance a été confirmée dans la cohorte du Samsung Medical Center. Même après prise en compte de facteurs susceptibles d’influencer les résultats âge, sexe, fonction pulmonaire initiale, les patients dont le score de fibrose augmentait d’au moins 4,05 points de pourcentage avaient un risque de décès ou de greffe pulmonaire 2,78 fois plus élevé. En limitant la période d’observation à 3 ans, ce risque atteignait 2,88.
Ce chiffre ne signifie pas que le risque individuel absolu de décès d’un patient augmente simplement de 2,78 fois. Il indique que la vitesse relative à laquelle surviennent, pendant la période d’étude, un décès ou une greffe pulmonaire était plus élevée dans cette proportion.
Le patient de 75 ans présenté dans l’article a vu son score de fibrose passer de 11,66 % à 15,77 % en un an, tandis que, sur la même période, sa capacité vitale et sa diffusion pulmonaire diminuaient également.
L’équipe a ajouté, aux méthodes d’évaluation existantes qui estiment l’évolution à partir du sexe, de l’âge et de la fonction pulmonaire, le score de fibrose du premier scanner ainsi que son variation sur un an. La capacité à discriminer le risque de décès ou de greffe pulmonaire s’en est trouvée améliorée.
Ainsi, l’analyse par IA peut servir d’indicateur complémentaire, en chiffrant des changements d’imagerie difficiles à saisir avec les seuls tests de fonction pulmonaire.
Décider d’un traitement sur le seul score de fibrose serait prématuré
Toutefois, il serait prématuré de faire de la valeur seuil de 4,05 points de pourcentage un critère immédiat de modification du traitement. L’étude est observationnelle et repose sur l’analyse de dossiers médicaux antérieurs, et le nombre de patients ayant servi à confirmer les résultats dans un autre hôpital était de 224. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si le même seuil peut s’appliquer malgré des différences d’équipements et de protocoles de scanner, ou de programmes d’IA.
Cette seule étude ne permet pas non plus de conclure que tous les patients doivent passer un scanner chaque année, car des examens répétés exposent aux rayonnements.
Il ne faut donc pas modifier la stratégie thérapeutique sur la base du seul score de fibrose. Il convient d’examiner conjointement la fonction pulmonaire, les symptômes, la saturation en oxygène — qui indique le degré de saturation du sang en oxygène — ainsi que les changements au scanner.
En consultation, le patient peut demander de combien de points de pourcentage son score de fibrose a varié par rapport à l’an dernier. Il est également important de vérifier si les deux scanners ont été réalisés dans des conditions similaires et si la fonction pulmonaire a évolué dans le même sens.
La professeure Choi Ju-ae a déclaré : « Cette étude propose une valeur seuil de variation du score de fibrose cliniquement significative et montre que, pour le suivi régulier et l’élaboration des stratégies thérapeutiques chez les patients atteints de fibrose pulmonaire idiopathique, les techniques d’analyse quantitative du scanner peuvent être utilisées comme indicateur complémentaire. »
Le professeur Kim Ho-cheol a affirmé : « Une fois que les poumons sont endommagés par la fibrose pulmonaire idiopathique, il est difficile de récupérer, d’où l’importance cruciale d’un diagnostic et d’un traitement précoces. Cette étude est significative en ce qu’elle établit un critère permettant d’évaluer objectivement le degré de progression de la maladie et confirme la possibilité d’utiliser ces images comme biomarqueur d’imagerie pour vérifier l’efficacité des traitements dans de futurs essais cliniques. »
Un biomarqueur d’imagerie désigne un indicateur qui quantifie, à partir de changements visibles au scanner ou à l’imagerie par résonance magnétique (IRM), la progression d’une maladie ou l’effet d’un traitement.
