Sommaire: Conception d’un outil numérique a destination des parents de détection automatique des sibilants chez les enfants

I. Introduction
I. 1 Objectif du travail de thèse
I. 2 Définitions des sibilants
I. 3 Origine du sibilant
I. 4 Spécificité / sensibilité du sibilant pour le diagnostic d’asthme
I. 5 Analyses des sons dans la littérature
I. 6 Avantages théoriques de l’analyse des sons respiratoires
II. Méthodes
II. 1 Population
II. 2 Technique d’enregistrement et matériel utilisé
II. 3 Etude préliminaire du site d’enregistrement
II. 4 Algorithme d’analyse
II. 5 Algorithmes d’apprentissage
III. Résultats
III. 1 Statistiques sur la population de l’étude
III. 2 Biais versus Variance
III. 3 Apprentissage par régression logistique
III. 4 Apprentissage par réseau de neurones artificiels (ANN )
III. 5 Apprentissage par machine à vecteurs de support (SVM )
III. 6 Accords inter-opérateurs
IV. Discussion
V. Conclusion
Bibliographie

Extrait du mémoire conception d’un outil numérique a destination des parents de détection automatique des sibilants chez les enfants

I. Introduction
Les maladies respiratoires chez l’enfant sont un motif fréquent de consultation. Ainsi, l’asthme est la plus fréquente des maladies chroniques de l’enfant et affecte environ 10% des enfants en France.
Le diagnostic d’asthme est dans l’extrême majorité des cas clinique, c’est à dire basé essentiellement sur l’interrogatoire. La maladie se manifeste par des épisodes récurrents et transitoires de toux, sifflements dans la poitrine, gêne respiratoire, oppression thoracique. Ce sifflement ou sibilant est un bruit caractérisant la réduction de calibre bronchique. Ces sibilants peuvent être entendus lors de l’auscultation pulmonaire et parfois sont même audibles à l’oreille, constituant alors un argument majeur pour le diagnostic d’asthme. Un diagnostic d’asthme probable peut être porté, la certitude diagnostique venant de la mise en évidence d’une réversibilité de l’obstruction bronchique (ou très rarement d’un test de provocation bronchique).

Sibilants chez les enfants
La définition de l’asthme avant 36 mois (HAS, « asthme du nourrisson ») est tout épisode dyspnéique avec râles sibilants, qui s’est produit au moins trois fois depuis la naissance (le tableau clinique habituel des épisodes aigus se superpose à celui de la bronchiolite classique) et cela quels que soient l’âge de début, la cause déclenchante, l’existence ou non d’une atopie.
Ces épisodes de sifflements sont discontinus, avec des périodes pendant lesquelles l’enfant est asymptomatique.
La bronchiolite aiguë est une infection virale épidémique saisonnière, survenant chez des enfants de moins de deux ans. Elle correspond à une inflammation aiguë des bronchioles, associée à une obstruction accompagnée éventuellement de sibilants et/ou d’un wheezing (classiquement surtout après l’âge d’un an), mais aussi de crépitants et/ou sous-crépitants.
Ces manifestations (anomalies auscultatoires, difficultés respiratoires) sont nécessaires pour poser le diagnostic. L’évolution se fait sur quelques jours, le traitement est essentiellement symptomatique, ambulatoire. Les épidémies hivernales de bronchiolites touchent surtout les enfants de moins de 2 ans : on estime à environ 500 000 le nombre annuel de cas de bronchiolite en France, ce qui représente 30 % des nourrissons, dont 70 % environ sont dues au Virus Respiratoire Syncytial (VRS). Environ 50% des enfants auront eu au moins un épisode de sifflements respiratoires pendant leurs 6 premières années de vie. Mais deux tiers de ces enfants ne présenteront plus de symptôme respiratoire à 6 ans.

Sibilants chez les enfants
La période préscolaire de la vie de l’enfant est donc marquée par une grande prévalence de la symptomatologie respiratoire, qui disparaitra chez la plupart d’entre eux. Les deux diagnostics principalement responsables de cette symptomatologie sont la bronchiolite et l’asthme. De nombreuses études ont défini des facteurs de risque de persistance des symptômes à 6 ans (asthme) ; l’API (asthma predictive index) a ainsi été développé à partir des résultats de la cohorte Tucson. Il inclut notamment des éléments entrant dans le cadre de l’atopie (~80% des enfants asthmatiques sont atopiques).
Ducharme et Chauhan, dans une revue récente parue dans le Lancet [1], soulignent cette difficulté d’établir le diagnostic de maladie asthmatique à l’âge préscolaire du fait de l’absence d’épreuve fonctionnelle respiratoire de routine confirmant la réversibilité du bronchospasme (diagnostic de certitude d’asthme, comme chez l’adulte). Ainsi, certains auteurs ne prônent pas le diagnostic d’asthme chez le très jeune enfant [2]. Toutefois, l’établissement de ce diagnostic en période préscolaire est souhaitable car l’asthme à cet âge répond au traitement bronchodilatateur et corticoïde inhalé [3, 4] alors que la bronchiolite ne répond pas à ces thérapeutiques. Il y a donc un enjeu diagnostic, thérapeutique et économique à pouvoir établir un diagnostic de certitude d’asthme à l’âge préscolaire.

Sibilants chez les enfants
I. 1 Objectif du travail de thèse
Le développement d’une application médicale sur Smartphone faisant le diagnostic de sibilant pourrait constituer une aide au diagnostic d’asthme chez l’enfant préscolaire pour qui nous n’avons pas d’épreuve fonctionnelle respiratoire de routine. L’objectif de notre travail a été de développer une application diagnostique du sibilant qui soit utilisable à partir d’un Smartphone et dont les performances ne soient pas altérées par les conditions de « vie réelle » d’enregistrement.
La majeure partie du travail est technique et a donc consisté à traiter des signaux acoustiques (sons respiratoires enregistrés par Smartphone) c’est-à-dire à extraire un certain nombre de caractéristiques de ses signaux qui ont ensuite « alimenté » différents algorithmes d’apprentissage afin de déterminer si un diagnostic de sibilant pouvait être réalisé avec une bonne spécificité et une bonne sensibilité.
Notre hypothèse est que la notion de sibilant formellement diagnostiqué pourrait être plus spécifique de l’asthme que de la bronchiolite et surtout que dans un second temps (perspective du projet) pourrait être évalué l’intérêt d’un test thérapeutique bronchodilatateur sur la disparition ou l’atténuation des sibilants (notion de réversibilité).
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