Comment les montres connectées sont de plus en plus utilisées pour tout détecter, des problèmes cardiaques à la maladie de Parkinson

En tant que chef du service d'anesthésiologie du CHUV à Lausanne, en Suisse, Patrick Schoettker connaît bien les complications qui peuvent survenir après une longue opération sous anesthésie générale.

Une perte de sang rapide peut choquer le patient, entraînant une baisse soudaine et dangereuse de la circulation sanguine dans l'organisme.

Mais les patients peuvent aussi développer de graves problèmes pulmonaires après plusieurs heures de sédation profonde, une complication qui est à l'origine d'un quart des décès dans les six premiers jours suivant l'opération.

Ces tragédies sont parfois dues à des faiblesses sous-jacentes dans la physiologie du patient qui n'ont pas été détectées.

Et si les hôpitaux disposaient d'un moyen rapide et peu coûteux de les détecter avant les interventions majeures ?

Schoettker et ses collègues mènent un essai qui consiste à équiper les patients d'une montre intelligente appelée Masimo W1 plusieurs semaines avant leur consultation préopératoire.

Les données qu'elle recueille sont ensuite utilisées pour évaluer leur état de santé.

La W1 fournit des relevés continus de la fréquence cardiaque et respiratoire, de l'oxygène dans le sang et même des niveaux d'hydratation, le tout avec une précision de niveau médical.

Schoettker décrit les informations recueillies comme une sorte de « jumeau numérique » et estime qu'elles pourraient contribuer à sauver des vies.

« Nous prévoyons d'utiliser ces données acquises en préopératoire pour prédire les complications pré ou postopératoires potentielles et agir de manière préventive », explique M. Schoettker.

Ce n'est qu'un exemple parmi d'autres de la façon dont le marché en plein essor des smartwatches (certains analystes ont prédit que plus de 400 millions d'appareils seront vendus dans le monde d'ici à 2027) ouvre une nouvelle ère de santé préventive.

Masimo, Apple, Samsung, Withings, FitBit et Polar ont tous développé des montres capables d'enregistrer une quantité extraordinaire de données, permettant un suivi en temps réel de paramètres tels que la qualité du sommeil, la pression artérielle, la variabilité de la fréquence cardiaque et les niveaux de saturation en oxygène du sang (un marqueur du bon fonctionnement du cœur et des poumons).

Gosia Wamil, spécialiste en cardiologie à la Mayo Clinic de Londres, affirme que ces informations contribuent déjà à alerter les médecins sur des problèmes de santé potentiels, ce qui leur permet d'agir plus tôt.

« De plus en plus de patients sont prêts à utiliser leur smartwatch pour obtenir des données et nous communiquer les résultats », explique Gosia Wamil. « Nous pouvons alors approfondir nos recherches et confirmer ces anomalies. »

Jusqu'à présent, certaines des applications les plus importantes ont été liées à la santé cardiaque.

En avril dernier, une étude a montré que les mesures de l'électrocardiogramme (ECG) obtenues avec des smartwatches (lecture de l'activité électrique du cœur) pouvaient identifier de manière fiable des battements de cœur supplémentaires chez des personnes âgées de 50 à 70 ans, par ailleurs en bonne santé.

Il peut s'agir d'un signe avant-coureur d'une affection beaucoup plus grave, la fibrillation auriculaire, dans laquelle le cœur se met à battre de manière irrégulière ou à s'accélérer de façon incontrôlée sans avertissement.

Une combinaison révolutionnaire

D'autres recherches ont montré que les algorithmes d'IA peuvent utiliser les relevés ECG de l'Apple Watch pour identifier les personnes ayant une faible fraction d'éjection (la quantité de sang que le cœur pompe à chaque battement, ce qui peut être un signe d'alerte clé de l'insuffisance cardiaque) avec une précision de 88 %.

Selon M. Wamil, cette combinaison de plateformes d'apprentissage automatique et de données issues de la smartwatch devrait s'avérer révolutionnaire pour les patients souffrant de tous types de problèmes cardiaques.

« Dans les cliniques de cardiologie, nous voyons des patients se plaindre de palpitations, et nous avions l'habitude d'avoir ces bandes que nous pouvions coller sur leur poitrine et enregistrer leur ECG pendant 24 heures », explique M. Wamil.

« Très souvent, les patients ne présentent aucun symptôme pendant ces 24 heures. Mais avec les smartwatches, dès que le patient présente des symptômes, il peut appuyer sur un bouton de sa montre, obtenir un ECG et nous le montrer ».

Selon M. Wamil, ces données permettent déjà de mettre en place des traitements préventifs, permettant aux cardiologues de prescrire des anticoagulants aux patients présentant des signes d'irrégularité du rythme cardiaque, afin de prévenir les accidents vasculaires cérébraux (AVC).

Il s'intéresse également à la possibilité d'utiliser ces données pour prévenir certaines des complications cardiovasculaires dont souffrent de nombreux patients atteints de diabète de type 2.

« La raison pour laquelle les diabétiques vivent moins longtemps est qu'ils ont un risque beaucoup plus élevé de développer des problèmes cardiaques », déclare Wamil.

« Nous espérons qu'à l'avenir, ces données pourront être utilisées pour détecter des signes précoces qui alerteront le patient et le médecin d'un risque futur de crise cardiaque ou d'accident vasculaire cérébral.

Prévoir les problèmes neurologiques

Mais de nombreuses applications des montres intelligentes pourraient être utilisées pour bien plus que la surveillance cardiaque.

En juillet 2023, des chercheurs de l'université de Cardiff, au Pays de Galles, ont publié une étude utilisant les données de plus de 100 000 personnes ayant reçu une smartwatch à porter pendant une semaine.

Les résultats ont montré qu'il était possible d'identifier les personnes présentant des signes de la maladie de Parkinson jusqu'à sept ans avant leur diagnostic clinique.

Pour ce faire, ils ont détecté des anomalies subtiles dans leur démarche, mesurées par les capteurs de mouvement de la montre.

Cynthia Sandor, qui a dirigé l'étude, pense qu'il pourrait être possible de détecter ces signes encore plus tôt en combinant les données de mouvement avec d'autres mesures de la smartwatch, telles que la qualité du sommeil, dont on sait qu'elle est altérée chez les personnes qui développent la maladie.

« Dans le cas de la maladie de Parkinson, le diagnostic est précédé d'une longue phase au cours de laquelle des signes, tels que des changements moteurs subtils, deviennent évidents », explique M. Sandor.

« Nous avons constaté que la caractéristique la plus prédictive était un ralentissement des mouvements lors d'une activité physique légère, trop subtile pour être remarquée par les personnes elles-mêmes.

Sandor pense que ces informations pourraient bientôt être utilisées pour recruter des personnes pour des essais cliniques.

L'une des théories expliquant pourquoi les traitements efficaces de la maladie de Parkinson sont si difficiles à trouver est que les patients sont diagnostiqués à un stade où des lésions cérébrales importantes se sont déjà produites, et qu'il peut être plus facile de ralentir ou même d'inverser la maladie à un stade plus précoce.

« Nous espérons que les outils de détection précoce basés sur les données de la smartwatch permettront d'identifier les malades à un stade précoce, ce qui pourrait permettre des essais fructueux de traitements neuroprotecteurs », ajoute-t-il.

On espère également que les smartwatches pourront bientôt aider les personnes atteintes de maladies chroniques telles que l'épilepsie en leur fournissant des signes d'alerte précoces indiquant qu'une crise est sur le point de se produire.

Les chutes et les accidents graves résultant des crises sont des facteurs de risque connus pour les personnes atteintes d'épilepsie.

« L'incertitude quant au moment où les crises peuvent se produire est l'un des aspects les plus difficiles de la vie avec l'épilepsie », déclare Aileen McGonigal du Queensland Brain Institute.

« Cependant, la prédiction des crises n'en est qu'à ses débuts.

Mme McGonigal souhaite voir si un prototype spécial de la montre intelligente Empatica, conçu pour la recherche, peut aider à prédire les crises d'épilepsie.

Dans le cadre d'un projet de recherche en cours, elle applique des algorithmes d'intelligence artificielle à une combinaison de flux de données.

Il s'agit notamment de la variabilité de la fréquence cardiaque, de la température de la peau, des mouvements du corps et des changements de la conductance électrique de la peau dus à la transpiration, qui reflètent les perturbations du système nerveux autonome du corps.

Chacun de ces paramètres peut être mesuré par la montre.

« Notre objectif est d'analyser les schémas dans les heures qui précèdent les crises », explique Mme McGonigal.

« Idéalement, les chercheurs et les cliniciens spécialisés dans l'épilepsie seraient en mesure de prédire le moment où les crises sont le plus susceptibles de se produire, ce qui permettrait d'adapter le traitement, notamment en variant les doses de médicaments et en adaptant les activités quotidiennes afin de réduire le risque de chutes et de lésions liées aux crises », ajoute-t-il.

Mais si l'on s'enthousiasme à l'idée de ce qui pourrait être réalisé grâce à la combinaison d'algorithmes d'intelligence artificielle puissants et de mesures de plus en plus précises à l'aide de dispositifs portables, certains cliniciens se méfient également du risque de faux positifs.

Ils craignent qu'une utilisation excessive des smartwatches n'accroisse l'anxiété des patients et ne mette à rude épreuve les ressources de systèmes de santé déjà surchargés.

Faux positifs

« La technologie aide la médecine de différentes manières », explique Jeremy Smelt, chirurgien thoracique consultant à l'hôpital St George de Londres.

« L'une d'entre elles est la détection précoce des problèmes, mais elle peut aussi sauver des vies. Comme toutes les technologies, les smartwatches doivent être testées et éprouvées. Les faux positifs sont source d'anxiété et peuvent inciter les gens à consulter leur médecin généraliste alors qu'ils n'en ont pas besoin.

« Mais elles sont également très intéressantes pour les personnes ayant des problèmes de santé et pourraient permettre aux services de santé d'économiser de l'argent en détectant les problèmes à un stade précoce », ajoute-t-il.

Mais comme les smartwatches deviennent de plus en plus sophistiquées et que les fabricants découvrent de plus en plus de moyens d'obtenir des données quantifiables sur le corps humain, la liste des applications potentielles en matière de santé préventive ne fera que s'allonger.

Joe Kiani, PDG de Masimo, se concentre déjà sur la prochaine frontière des smartwatches de son entreprise : la possibilité de prédire une crise d'asthme.

« Nous disposons d'une mesure de l'effort respiratoire », explique M. Kiani. « Nous pouvons savoir si vous avez des difficultés à respirer parce que votre fréquence respiratoire et votre fréquence cardiaque augmentent, tout cela pour essayer de compenser le manque d'oxygène que vous recevez », explique-t-il.

« Ce qui est fou, c'est que pendant les 50 ou 60 dernières années, tout ce que nous avions à la maison, c'était un thermomètre pour nous aider à décider de ce qu'il fallait faire [lorsque nous étions malades]. Aujourd'hui, nous allons disposer d'un ensemble d'informations qui permettront aux gens de ne pas avoir à se rendre au service des urgences tout en recevant les soins adéquats.

Cet article a été publié sur BBC Future.