Brevet FR3119089A1 — publié le 20220729

Système de prédiction (1) d’une rupture au moins partielle ou décollement d’une plaque vasculaire présente dans une carotide d’un patient ou dans un des troncs supra-aortiques pouvant aboutir à accident vasculaire cérébrale, comprenant : un dispositif de surveillance (2) apte à être placé à proximité de la plaque et comprenant un capteur de température (5) configuré pour mesurer la température de la plaque vasculaire, un capteur de vibrations (4) configuré pour mesurer des ondes mécaniques générées par l'onde de pouls artériel ou toute autre onde de cisaillement ou de compression traversant la plaque vasculaire et les parois sous-jacentes et un capteur de mouvement de la plaque vasculaire (6). Le système comprend en outre une unité de calcul (10) communiquant avec le dispositif de surveillance (2) et configurée pour analyser les données provenant du dispositif de surveillance (2) par une intelligence artificielle entraînée pour détecter s’il y a un risque de rupture ou décollement d’au moins une portion de la plaque vasculaire. Figure de l’abrégé : Figure 1 Système de prédiction de rupture ou de décollement de plaque vasculaire pouvant entraîner un accident vasculaire cérébral La présente divulgation concerne un système de prédiction de la rupture ou décollement de plaque vasculaire au niveau de la carotide ou des troncs supra-aortiques pouvant entraîner un accident vasculaire cérébral. La présente divulgation concerne plus particulièrement un système et procédé permettant d’assurer une surveillance continue de l’évolution de la stabilité des plaques vasculaires présentes dans la carotide ou des troncs supra-aortiques d’un patient et de prédire la survenue d’un accident vasculaire cérébral par rupture de plaque vasculaire. Un accident vasculaire cérébral (AVC) est lié à un arrêt brutal de la circulation sanguine vers tout ou partie du cerveau. Le cerveau est irrigué par la carotide interne et par l'ensemble des troncs supra-aortiques en apportant l’oxygène nécessaire à son fonctionnement. Un processus connu sous le nom d’athérome provoque un épaississement et un durcissement des artères par l’accumulation au niveau de la paroi interne des artères de lipides, de glucides complexes, de sang et de dépôts calcaires, et entraîne la formation progressive d’une ou plusieurs plaques d’athérome. Il existe aussi d’autres causes de formation de plaque vasculaire. C’est un processus dont l’évolution est accélérée par des facteurs de risques identifiés, à savoir l'hypertension artérielle, le diabète, l’obésité, le tabagisme. La présence des plaques d’athérome provoque ainsi une réduction du diamètre de l’artère que l’on appelle « sténose », une maladie appelée plus généralement athérosclérose. Cette plaque peut aussi être d'origine post radique ou post inflammatoire ou due à une maladie du collagène. Dans tous ces cas le risque de rupture existe. La présence de la plaque vasculaire (due à l’athérome ou à d'autres origines) peut être détectée par divers techniques, l’échographie Doppler vasculaire, la tomographie par cohérence optique, la tomodensitométrie ou l’Imagerie par Résonance Magnétique. Une conséquence dramatique liée à la rupture de la plaque au niveau de la carotide ou des troncs supra-aortiques se traduit par la migration de certains composants de la plaque dans la circulation sanguine vers le cerveau, obstruant ainsi une des artères cérébrales, provoquant un AVC ischémique. Un des autres risques évolutifs possibles de la plaque d’athérome qui est plus rare est une rupture de la plaque qui se traduit par l’occlusion de la carotide interne, provoquant un AVC hémodynamique par bas débit en cas de non-compensation du polygone de Willis. Dans chacun des cas, les conséquences dramatiques sont en corrélation avec le décollement ou la rupture d’une partie ou de la totalité de la plaque. La rupture d’une partie de la plaque ou de la plaque entière est suivie le plus souvent par un embole fibrino-cruorique plus ou moins calcifié pouvant obstruer l’artère cérébrale. L’évaluation actuelle se basant uniquement sur le degré de sténose est loin d'être suffisant et ne permet pas de prédire la rupture de plaque et le risque réel d'AVC. Il est ainsi primordial d’évaluer le risque de rupture de la plaque d’athérome ou d'autres origines afin de définir précisément le risque individuel de survenue d'un AVC. Actuellement, l’évaluation du risque de rupture des plaques vasculaires est principalement basée sur la morphologie et sur la composition tissulaire de la plaque. En effet, les paramètres morphologiques tels que l’épaisseur de la chape fibreuse, la taille du corps nécrotique et la sténose (l’encombrement de la lumière de l’artère) sont considérés comme des facteurs influençant la survenue de la rupture de la plaque. Les plaques ayant rompu sont caractérisées par un cœur lipidique important et une chape fibreuse fine et une hémorragie intraplaque. Cependant, ces indicateurs ne permettent pas de prédire avec fiabilité le risque de rupture de la plaque vasculaire. Un but de la présente divulgation est de proposer un système qui permet de surveiller en continue l’évolution de l’état de l'intégrité de la plaque vasculaire afin de pouvoir prédire la survenue d’un AVC entraîné par la rupture ou le décollement de plaque. Un autre but de la présente divulgation est de proposer un système et procédé de prédiction de la survenue d’un AVC qui soit peu contraignante pour le patient et d’une utilisation aisée pour le praticien. Résumé La présente divulgation vient améliorer la situation. Il est proposé un système de prédiction d’une rupture au moins partielle ou un décollement de plaque vasculaire pouvant entraîner un accident vasculaire cérébral, ladite plaque vasculaire étant présente sur une paroi artérielle choisie parmi une paroi de carotide et une paroi de tronc supra-aortique, ledit système comprenant : - un dispositif de surveillance apte à être placé à proximité de la plaque vasculaire, ledit dispositif comprenant au moins un capteur de température configuré pour mesurer la température de la plaque vasculaire, au moins un capteur de vibrations configuré pour mesurer des ondes mécaniques propagées dans ladite paroi artérielle, au moins un capteur de mouvement de la plaque vasculaire configuré pour mesurer des mouvements de la plaque vasculaire, une mémoire apte à stocker des signaux transmis par lesdits capteurs, une interface de communication, une source d’énergie configurée pour alimenter lesdits capteurs et l’interface de communication, - une unité de calcul adaptée pour communiquer avec le dispositif de surveillance et configurée pour analyser des mesures du capteur de vibrations, du capteur de température et du capteur de mouvement de plaque vasculaire provenant du dispositif de surveillance par une intelligence artificielle entraînée pour détecter s’il y a un risque de rupture au moins partielle ou décollement la plaque vasculaire. Grâce au dispositif de surveillance fixé directement sur le patient, il est possible de surveiller en temps réel l’évolution de l’intégrité des plaques vasculaires. Le système permet de prédire le risque de la survenue d’un AVC sans nécessiter des examens complexes et souvent invasifs du patient. Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : Le dispositif de surveillance se présente sous la forme d’un patch apte à être collé sur une surface externe de la peau d’un patient. Le dispositif de surveillance se présente sous la forme d’un implant sous-cutanée apte à être inséré sous la peau d’un patient. Le capteur de température est un capteur d’ondes thermiques émises par la plaque vasculaire. Le capteur de vibrations comprend un accéléromètre. Le capteur de vibrations comprend un accéléromètre 3 axes et un gyroscope 3 axes. Le capteur de mouvement de la plaque vasculaire est une sonde ultrasonore. La source d’énergie est une pile rechargeable par induction. L’interface de communication est choisie parmi une interface radio courte portée ou une interface de communication en champ proche. Selon un autre mode de réalisation, le système comprend en outre au moins un appareil mobile de communication adapté pour communiquer à distance avec le dispositif de surveillance via ladite interface de communication qui est une interface de courte portée et pour transmettre des signaux vers l’unité de calcul via une interface de communication de longue portée appartenant à l’unité de calcul. Selon un autre aspect, il est proposé un procédé pour prédire une rupture au moins partielle ou un décollement de plaque vasculaire pouvant entraîner un accident vasculaire cérébral, ladite plaque vasculaire étant présente sur une paroi artérielle choisie parmi une paroi de carotide et une paroi de tronc supra-aortique d’un patient en utilisant un système tel que défini ci-dessus, le procédé comprenant : - acquérir en continu pendant une durée déterminée une pluralité de signaux représentatifs de l’évolution du risque de rupture ou de décollement de la plaque vasculaire au moyen du dispositif de surveillance placé à proximité de la plaque vasculaire, - analyser la pluralité de signaux dans une unité de calcul par une intelligence artificielle entraînée pour détecter le risque d’une rupture au moins partielle ou décollement la plaque vasculaire. Selon un mode de réalisation, l'intelligence artificielle est un réseau neuronal et le procédé comprend en outre une étape d'apprentissage préalable comprenant : - acquérir une pluralité de signaux, dites signaux de référence provenant des dispositifs de surveillance portés par une population dont les risques de rupture ou décollement de la plaque vasculaire sont connus, - entraîner le réseau neuronal avec lesdits signaux de référence jusqu’à ce qu’il converge. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 est une illustration d’un système de prédiction d’une rupture ou d’un décollement de plaque vasculaire pouvant entraîner un AVC selon un mode de réalisation. Fig. 2 est une illustration d’un système de prédiction d’un AVC selon un autre mode de réalisation. Fig. 3 montre le dispositif de surveillance du système de prédiction positionné au niveau du cou d’un patient, à proximité de la carotide interne après la bifurcation de la carotide commune, en regard de plaque vasculaire. Fig. 4 montre un exemple de réalisation du dispositif de surveillance fixé sur une surface externe de la peau, à proximité de la carotide. Fig. 5 montre un autre exemple de réalisation du dispositif de surveillance implanté sous la peau, à proximité de la carotide. Fig. 6 est un organigramme représentant le procédé de prédiction mis en œuvre par le système de prédiction selon un mode de réalisation. Fig. 7 est un organigramme représentant l’étape d’apprentissage pour entraîner le réseau neuronal utilisé par l’unité de calcul. La illustre un mode de réalisation d’un système 1 de prédiction d’un risque de rupture ou décollement d’une plaque vasculaire pouvant entraîner un accident vasculaire cérébral par rupture de plaque. Le système 1 comprend : - un dispositif de surveillance 2 (SURV) configuré pour être disposé à proximité de la carotide ou des troncs supra-aortiques d’un patient afin de mesurer les signaux représentatifs de la stabilité mécanique d’une ou plusieurs plaques vasculaires (d’athéromes ou d'autres origines) formées sur la paroi interne de la carotide, - et une unité de calcul 10 (CALC) adaptée pour communiquer avec le dispositif de surveillance 2 et configurée pour analyser les signaux provenant du dispositif de surveillance 2 pour détecter s’il y a un risque de rupture d’au moins une portion de la plaque vasculaire. Typiquement, l’unité de calcul 10 peut être opérée par un praticien ou un groupe de praticien, et peut collecter et traiter les données d’un grand nombre de dispositifs de surveillance 2. Le dispositif de surveillance 2 peut comprendre : - un ou deux capteurs de vibrations 4 (SENS 1) , notamment un ou deux accéléromètre(s), configuré(s) pour mesurer des ondes mécaniques qui peuvent être générées par l’onde de pouls artériel traversant la plaque vasculaire et les parois sous-jacentes , - un capteur de température 5 (SENS 2) configuré pour mesurer la température de la plaque vasculaire, - et un capteur de mouvement de plaque 6 (SENS 3), notamment un transducteur ultrasonore tel qu’un cristal piézoélectrique, configuré pour mesurer les mouvements de la plaque vasculaire. Le dispositif de surveillance 2 comprend également une mémoire 8 (MEM) apte à stocker les signaux transmis par les capteurs 4, 5, 6 et une interface de communication 9 (INT 1). L’interface de communication 9 peut être par exemple : - une interface radio courte portée notamment de type « Bluetooth », « Wifi » ou autre, - ou encore une interface de communication en champ proche notamment de type NFC ou RFID. Les signaux stockés dans la mémoire 8 peuvent être transmis à l’unité de calcul 10 via l’interface de communication 9. L’unité de calcul 10 est configurée pour analyser les signaux notamment par une intelligence artificielle entraînée et détecter la survenue d’un AVC par rupture de plaque vasculaire. L’unité de calcul 10 comprend par exemple une unité centrale 12 (UC) dans laquelle est stocké le réseau neuronal entraîné. L’unité de calcul comprend également une interface de communication 11 (INT 2) pour recevoir les signaux provenant du dispositif de surveillance 2. L’interface de communication 11 et l’unité centrale 12 peuvent être éventuellement distantes l’une de de l’autre. L’unité centrale 12 peut éventuellement être un serveur. La fonction des capteurs 4, 5 et 6 est détaillée ci-dessous. La rupture ou le décollement de la plaque vasculaire accrochée à la paroi interne de l’artère peut être provoqué par une onde mécanique générée par exemple par l’onde de pouls artériel. L’onde mécanique comprend une composante de cisaillement et une composante de compression, et peut être assimilée à une onde sismique. En mesurant les ondes mécaniques, le capteur de vibrations 4 est apte de mesurer un signal représentatif des propriétés biomécaniques de la plaque vasculaire et des parois sous-jacentes. Le capteur de vibrations peut comprendre au moins un accéléromètre. Par exemple, le capteur de vibrations peut comprendre un accéléromètre 3 axes et un gyroscope 3 axes. Les données représentatives du signal mesuré par le capteur de vibrations 4 sont stockées dans la mémoire 8. Le capteur de température 5 est apte de mesurer une variation locale de température représentative de la stabilité de la plaque. En effet, l’inflammation est une des principales caractéristiques d’une plaque instable. L’intensité du processus inflammatoire se traduit par une élévation de température dans la plaque. Selon un exemple de réalisation, le capteur de température 5 peut être configuré pour mesurer une onde thermique émise par la plaque dans le domaine des fréquences micro-ondes. Un tel capteur peut comprendre par exemple une antenne pour détecter lesdites ondes thermiques émises par la plaque vasculaire. Les données représentatives du signal mesuré par le capteur de température 5 sont stockées dans la mémoire 8. Le capteur de mouvement de la plaque 6 est un capteur piézoélectrique configuré pour envoyer des ultrasons pour détecter en temps réel les mouvements de la plaque et définir s’ils sont réguliers ou irréguliers et anarchiques qui traduisent une arythmie ou un phénomène de perturbation de l'onde de pouls artériels. Les données représentatives du signal mesuré par le capteur de mouvement 6 sont stockées dans la mémoire 8. En relation avec la , un système de prédiction selon un autre mode de réalisation est décrit. Il comprend en outre un appareil de communication mobile 13 communiquant avec le dispositif de surveillance 2 via une interface de communication de courte portée. L’appareil de communication mobile 13 comprend une application via laquelle le patient, porteur du dispositif de surveillance, peut récupérer les signaux stockés dans la mémoire 8. Le dispositif de surveillance transmet les signaux à l’appareil de communication mobile 13 via son interface de communication 9 qui est une interface de courte portée. L’appareil de communication mobile 13 peut également être mis en communication avec l’unité de calcul 10. L’appareil de communication mobile peut par exemple transmettre les signaux récupérés via une interface de communication de type 2G, 3G, 4G ou 5G. L’unité de calcul 10 récupérer les signaux via son interface de communication 11 qui est une interface de longue portée. L’appareil de communication mobile peut être par exemple un téléphone portable intelligent (smart phone) ou une montre intelligente. Le dispositif de surveillance 2 est un dispositif autonome. Le dispositif de surveillance 2 comprend une source d’énergie 7 (BATT) qui peut par exemple être rechargeable par un appareil externe, notamment par induction. La pile et les composants électroniques du dispositif d’acquisition de données peuvent être choisis de telle sorte que l’autonomie du dispositif soit au moins égale à un mois. La illustre une vue schématique d’une carotide commune 100 qui se divise en deux au niveau du cou d’un patient : artère carotide interne 101 qui va irriguer le cerveau et l’artère carotide externe 102 qui va irriguer le cou et le visage. Le dispositif de surveillance 2 tel que décrit ci-dessus peut être placé en regard de la carotide interne juste après la bifurcation de la carotide commune de manière à mesurer en continu les différents signaux émis par une ou plusieurs plaques présentes sur la paroi interne de la carotide interne. De manière générale, le positionnement du dispositif peut être ajusté en fonction des besoins cliniques. Selon un autre mode de réalisation, il est également possible de positionner un deuxième dispositif de surveillance ou même plusieurs dispositifs pour surveiller non seulement la carotide interne mais également ses branches ou toute autre artère des troncs supra-aortiques. A titre d’exemple, il est possible de positionner un deuxième dispositif de surveillance juste avant la bifurcation de la carotide commune 100. En référence à la , le dispositif de surveillance 2 se présenter sous la forme d’un patch 3 présentant une surface adhésive qui permet de coller le dispositif sur une zone de la surface extérieur de la peau 106 du cou, à proximité de la carotide 100. En référence à la , le dispositif de surveillance 2 peut également être un dispositif implantable sous cutané. Le dispositif de surveillance 2 comprend par exemple une enveloppe réalisée dans un matériau biocompatible. Le dispositif de surveillance est placé dans une sonde implantable. Il peut être placé sous la peau 106, à proximité de la carotide 100. Il est placé par le praticien qui réalise un décollement sous la peau. Le dispositif est mis en place en contact du muscle 104 sous la peau. En référence à la , un procédé mettant en œuvre un système de prédiction d’un risque de rupture ou de décollement de plaque pouvant entraîner un AVC est décrit ci-dessous. A l’étape E1, les trois capteurs 4, 5, 6 du dispositif de surveillance mesurent les signaux provenant de la plaque pendant une durée déterminée. La durée varie entre quelques heures à quelques semaines. Les capteurs sont par exemple préalablement programmés pour fonctionner pendant une durée déterminée. Cette durée est déterminée par le praticien en fonction des besoins cliniques. A l’étape E2, les signaux sont stockés dans la mémoire 8. A l’étape E3, les signaux stockés dans la mémoire 8 du dispositif de surveillance sont envoyés vers l’unité de calcul 10 via l’interface de communication 9. A l’étape E4, l’unité de calcul 10 analyse les signaux au moyen d’une intelligence artificielle entraînée pour détecter un risque de rupture ou de décollement de plaque pouvant entraîner un AVC. L’intelligence artificielle comprend un réseau neuronal entraîné à déterminer à partir des signaux collectés si la ou les plaques présentes dans la carotide présentent un risque de rupture. Les étapes E3 et E4 sont par exemple effectuées chez le praticien. Il est ainsi possible pour le praticien d’obtenir une prédiction fiable sur le risque de la survenue d’un AVC par rupture de plaque chez le patient même si ce dernier ne présente aucun symptôme de la pathologie. En variante, à l’étape E3, le patient peut également utiliser un appareil de communication mobile 13 pour communiquer avec le dispositif de surveillance périodiquement via une interface de communication de courte portée. L’appareil est par exemple un téléphone intelligent. Il comprend par exemple une application par laquelle le patient peut interroger le dispositif de surveillance pour recevoir les signaux stockés dans la mémoire 8 du dispositif de surveillance. L’appareil de communication 13 transmet ensuite les signaux via un réseau 4G ou 5 G vers l’unité de calcul 10. Ainsi, un diagnostic de l’évolution de l’état de stabilité des plaques peut être établi à distance par le praticien périodiquement, par exemple une fois par semaine. Selon un mode de réalisation et en référence à la , lorsque l'intelligence artificielle est un réseau neuronal, le procédé peut comprendre en outre une étape d’apprentissage préliminaire pour entraîner l’intelligence artificielle de manière à déterminer à partir des signaux collectés si la ou les plaques présentes dans la carotide présentent un risque de rupture ou de décollement. Plus précisément, l’étape d’apprentissage peut comprendre les sous-étapes suivantes. A une sous-étape E01, une pluralité de dispositifs de surveillance est utilisée pour collecter des signaux chez une population dont le risque de rupture de la plaque vasculaire est connu. Les signaux, dits signaux de référence, sont stockés sur un serveur. A une sous-étape E02, le réseau neuronal est entraîné avec les signaux de référence jusqu’à ce qu’il converge. Le réseau neuronal entrainé est ensuite stocké dans l’unité de calcul 10, notamment dans l’unité centrale 12. Grâce à l’acquisition en continue d’un ensemble de signaux représentatifs de l’évolution de la stabilité de la plaque vasculaire et à l’utilisation d’une intelligence artificielle pour analyser les signaux obtenus, le système de la présente divulgation permet de prédire le risque de rupture de plaque pouvant entraîner la survenu d’un AVC. Le présent système peut être utilisé par le praticien, en complément des études morphologiques et histologiques, pour surveiller et évaluer localement l’évolution du risque de rupture des plaques et prévenir ainsi des conséquences cliniques graves telles que l’AVC. Le système de la présente divulgation permet ainsi d’identifier rapidement les individus qui ont besoin d’interventions, même en l’absence de symptômes pathologiques. En outre, l’utilisation du système n’est pas limitée uniquement à prédire l’AVC. Il peut être mis en place chez un patient après l’occurrence d’un AVC pour prédire le risque de récidive après un traitement des plaques vasculaires. Bien que le système de la présente invention présente des avantages particuliers pour la prédiction de la survenue d’un AVC, le système peut s’appliquer de manière générale pour détecter précocement les patients à risque de développer des maladies cardiovasculaires. Le système peut également s’appliquer lors d’un essai clinique pour évaluer l’efficacité d’un nouveau traitement des plaques vasculaire. Système de prédiction (1) d’une rupture au moins partielle ou un décollement de plaque vasculaire pouvant entraîner un accident vasculaire cérébral, ladite plaque vasculaire étant présente sur une paroi artérielle choisie parmi une paroi de carotide et une paroi de tronc supra-aortique, ledit système comprenant : - un dispositif de surveillance (2) apte à être placé à proximité de la plaque vasculaire, ledit dispositif comprenant au moins un capteur de température (5) configuré pour mesurer la température de la plaque vasculaire, au moins un capteur de vibrations (4) configuré pour mesurer des ondes mécaniques propagées dans ladite paroi artérielle, au moins un capteur de mouvement de la plaque vasculaire (6) configuré pour mesurer des mouvements de la plaque vasculaire, une mémoire (8) apte à stocker des signaux transmis par lesdits capteurs, une interface de communication (9), une source d’énergie (7) configurée pour alimenter lesdits capteurs et l’interface de communication (9), - une unité de calcul (10) adaptée pour communiquer avec le dispositif de surveillance (2) et configurée pour analyser des mesures du capteur de vibrations (4), du capteur de température (5) et du capteur de mouvement de plaque vasculaire (6) provenant du dispositif de surveillance (2) par une intelligence artificielle entraînée pour détecter s’il y a un risque de rupture au moins partielle ou décollement la plaque vasculaire. Système selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de surveillance (2) se présente sous la forme d’un patch apte à être collé sur une surface externe de la peau (106) d’un patient. Système selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de surveillance (2) se présente sous la forme d’un implant sous-cutanée apte à être inséré sous la peau d’un patient. Système selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le capteur de température (5) est un capteur d’ondes thermique émises par la plaque vasculaire. Système selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le capteur de vibrations (4) comprend un accéléromètre. Système selon la revendication 5, dans lequel le capteur de vibrations (4) comprend un accéléromètre 3 axes et un gyroscope 3 axes. Système selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le capteur de mouvement de la plaque vasculaire (6) est une sonde ultrasonore. Système selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel la source d’énergie (7) est une pile rechargeable par induction. Système selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel l’interface de communication (9) est choisie parmi une interface radio courte portée ou une interface de communication en champ proche. Système selon l’une des revendications 1 à 9, comprenant en outre au moins un appareil mobile de communication (13) adapté pour communiquer à distance avec le dispositif de surveillance (2) via ladite interface de communication (9) qui est une interface de courte portée et pour transmettre des signaux vers l’unité de calcul (10) via une interface de communication de longue portée (11) appartenant à l’unité de calcul (10).