Le Dr Khalid Qaraqe, professeur à l’université Texas A&M au Qatar, explique comment une nouvelle technologie d’intelligence artificielle (IA) mise au point au Qatar va changer la vie des personnes atteintes de diabète.
Les personnes vivant avec le diabète doivent faire face à un défi commun : gérer l’hypoglycémie. Il s’agit d’un état qui se produit lorsque le taux de glucose dans le sang tombe en dessous du niveau requis pour que les personnes puissent fonctionner de manière durable. En fait, les personnes atteintes de diabète de type 1 connaissent généralement deux épisodes d’hypoglycémie légère par semaine.
Pendant ces épisodes, elles ressentent des symptômes tels que la transpiration, la fatigue, les vertiges et les tremblements. S’ils ne consomment pas immédiatement du sucre lorsque cela se produit, leur état risque de s’aggraver.
Jusqu’à présent, la gestion de l’hypoglycémie a été difficile pour les patients. Cependant, en utilisant les dernières technologies d’IA, nous trouvons de nouveaux moyens de réduire l’impact de ces épisodes sur la vie quotidienne des gens.
Détection des événements hypoglycémiques
Je dirige une équipe de la Texas A&M University au Qatar qui tente de résoudre le problème de l’hypoglycémie chez les patients diabétiques. En collaboration avec le Fonds national de recherche du Qatar, nous avons développé un modèle basé sur l’IA qui détecte les états hypoglycémiques.
L’un des principaux risques de l’hypoglycémie est que les gens ne peuvent pas se rendre compte de ce qui leur arrive. C’est notamment le cas des enfants, qui sentent que quelque chose ne va pas mais sont souvent incapables de faire le lien entre les symptômes qu’ils ressentent et leur diabète, et de comprendre que ces symptômes proviennent d’une hypoglycémie.
Nous avons donc entrepris de construire une structure d’apprentissage automatique qui identifie efficacement les événements hypoglycémiques.
Les technologies intelligentes peuvent être au cœur d’innovations médicales comme celle-ci. Partant du principe que les tremblements physiques pouvaient être un signe d’hypoglycémie, notre équipe a recueilli des données sur les tremblements auprès de patients portant des smartwatches et les a comparées aux données recueillies par les dispositifs de surveillance continue du glucose : de petits appareils que de nombreux patients diabétiques se font implanter directement sous la peau pour surveiller en permanence leur taux de glucose.
Nous avons ensuite construit un modèle d’intelligence artificielle qui a établi des corrélations entre la fréquence et l’ampleur des tremblements, en indiquant notamment si chaque participant avait un taux de glucose sanguin faible ou élevé.
Les résultats ont été probants : les tremblements physiques sont un signe évident d’hypoglycémie et, en surveillant les tremblements de plus près, nous pouvons aider les personnes vivant avec le diabète à gérer leur état de manière inefficace.
Prévoir les épisodes
Si la détection de l’hypoglycémie est utile, le véritable potentiel de l’innovation technologique réside dans l’amélioration de notre capacité à prédire le moment où les crises d’hypoglycémie vont se produire. Si un épisode est déjà en train de se produire, nous sommes déjà en retard. La différence la plus significative dans la vie des personnes diabétiques est de leur permettre d’anticiper l’approche d’une crise, ce qui leur donne la possibilité de l’empêcher de se produire, plutôt que de se contenter de la gérer lorsqu’elle survient.
L’étape suivante de notre recherche consistait donc à faire évoluer le modèle d’IA d’une fonction principalement analytique à une fonction prédictive. En développant une application sur mesure qui interprète les données recueillies auprès de chaque patient, nous y sommes parvenus et pouvons actuellement prédire les épisodes survenant entre 30 secondes et 1 minute à l’avance. Nos algorithmes ont prouvé qu’ils étaient précis à 82 % chez les adultes et à 86 % chez les enfants.
Nous avons conçu l’application – appelée TREMOR – pour qu’elle soit très conviviale et nous espérons qu’elle sera disponible sur les boutiques d’applications dans les mois à venir, afin d’aider les patients à adopter une approche plus proactive de la gestion efficace de leur diabète.
Une solution technologique portable à faible coût
Pour être efficace, toute technologie qui détecte les événements hypo-glycémiques doit être capable de surveiller l’individu diabétique à tout moment. Notre collecte de données s’est appuyée sur des smart-watches et, avec l’essor rapide des technologies portables ces dernières années, des dispositifs similaires constituent une solution naturelle pour permettre aux patients de gérer leur diabète de manière continue. Cependant, il y a des inconvénients, car le coût des montres intelligentes est un défi.
Pour que les innovations en matière de gestion du diabète soient accessibles à tous, nous devons trouver des solutions à faible coût. Nos chercheurs progressent actuellement dans le développement d’un nouveau dispositif portable pour les patients diabétiques, qui sera beaucoup plus abordable. Le produit final sera probablement un bracelet ou une bague qui transmet les données relatives aux tremblements aux smartphones via Bluetooth.
Changer des vies
Le système d’application basé sur l’IA que nous avons développé est le premier du genre, offrant une surveillance et une prévention des hypoglycémies en temps réel. Conçu pour être non invasif et doté d’alertes simples qui préviennent les utilisateurs en cas de niveaux de glucose dangereux, il vise à faciliter la gestion du diabète pour toute personne vivant avec cette maladie.
Pour les parents en particulier, des solutions comme celle-ci offrent un moyen rapide et efficace de surveiller les niveaux de glucose de leur enfant, ce qui leur apportera sans aucun doute une certaine tranquillité d’esprit.
Des progrès significatifs ont déjà été réalisés dans la prévision des épisodes hypo-glycémiques avant ce projet. Grâce aux appareils de surveillance continue du glucose, les épisodes peuvent actuellement être prédits avec une précision raisonnable jusqu’à vingt minutes à l’avance.
Cependant, des applications comme TREMOR peuvent permettre aux gens de s’auto-surveiller et de gérer leur état sans avoir à subir les expériences longues et parfois stressantes de processus comme le prélèvement d’échantillons sanguins. Nous pensons que la demande pour ce type de technologie non invasive ne fera qu’augmenter dans les années à venir.
Il sera toutefois essentiel d’améliorer le délai d’alerte des technologies non invasives, ce qui constitue l’objet de notre prochaine phase de recherche. Nous travaillons actuellement au développement de nos algorithmes afin qu’ils puissent prédire les épisodes jusqu’à 15 minutes avant l’événement – ce qui se rapproche du délai atteint par les options invasives.
Concentrer les efforts des médecins
Si nous pouvons aider les patients diabétiques à gérer leur maladie plus efficacement, nous pouvons non seulement améliorer leur qualité de vie, mais aussi alléger les pressions inutiles sur les systèmes de santé. Une mauvaise gestion de l’hypoglycémie peut trop facilement conduire à des symptômes plus graves, qui nécessitent alors l’attention des praticiens ; mais, avec les bons outils, la plupart des individus pourraient éviter cela, libérant ainsi les cliniciens pour aider les patients dans les cas les plus graves.
Dans les mois et les années à venir, nous espérons voir apparaître des solutions similaires basées sur l’IA et destinées à toute une série de problèmes de santé. La différence que cela pourrait faire – pour le style de vie des patients, les économies de coûts et les pressions sur les capacités – est monumentale.
