Modélisation de l'efficacité pharyngée laryngée (Eph-L)

Le processus de déglutition est complexe et difficile à évaluer en raison de son caractère dynamique, du manque de spécialistes et de moyens techniques nécessaires à son exploration. Ainsi, la majorité des patients présentant des troubles de la déglutition ne bénéficient d’aucune évaluation instrumentale spécifique pourtant indispensable au diagnostic des différents types de troubles. L'analyse précise du déficit et de ses causes permet d'orienter le choix de stratégies d'adaptation ou de rééducation, dans le but de prévenir les risques de complications, principalement nutritionnelles (malnutrition) et respiratoires (pneumonie). Le développement de nouvelles techniques de diagnostic plus accessibles améliorerait l’accès aux soins pour cette population. Le but de cette étude est de collecter les signaux d'activité pharyngée laryngée à travers cinq capteurs non invasifs (microphone, accéléromètre, EMG de surface, canule nasale et oxymètre) afin d'identifier des indicateurs d'efficacité fonctionnelle de la déglutition, de protection des voies respiratoires inférieures et phonation. La modélisation des mécanismes d’efficacité pharyngée-laryngée grâce à l’utilisation de l’intelligence artificielle permettrait de fournir une évaluation automatisée des troubles et un risque pronostique de complications.

Objectif principal : A partir des signaux de 5 capteurs non invasifs, modéliser une échelle multidimensionnelle d'efficacité pharyngée-laryngée mesurant les 3 fonctions principales du pharyngé-larynx : fonction de déglutition (évaluée par le transport pharyngé et la fermeture du larynx) ; fonction de protection des voies respiratoires (évaluée par le réflexe de toux et la puissance de toux) ; fonction de phonation (évaluée par l'efficacité vocale et vélaire)

Objectifs secondaires :

• Développer un modèle diagnostique des différents mécanismes physiopathologiques de la déglutition
• Déterminer un algorithme permettant de prédire la gravité de ces troubles sur la base d'indicateurs d'efficacité pharyngée
• Déterminer un algorithme capable de prédire le risque de complications des troubles de la déglutition, basé sur une modélisation de l'efficacité pharyngée (objectif premier) et des données cliniques

Conception de l'étude : Une étude de recherche interventionnelle impliquant la personne humaine prospective, multicentrique et longitudinale pour développer une échelle d'efficacité pharyngée-laryngée mesurée à partir de signaux provenant de 5 capteurs non invasifs. Les signaux seront collectés auprès de chaque participant à l'aide des capteurs (microphone, accéléromètre, canule nasale, EMG de surface et oxymètre). Des algorithmes seront développés à partir de ces signaux pour prédire différents indicateurs d'efficacité pharyngée-laryngée mesurés par des tests de base. La population étudiée comprendra des patients souffrant de troubles de la déglutition (pour identifier les modèles de signaux pathologiques) et des volontaires sains (pour identifier les modèles physiologiques non pathologiques des mécanismes de déglutition).

440 patients (sujets présentant des troubles de la déglutition), répartis dans 4 centres et 80 sujets sains répartis dans 2 centres seront recrutés pour l'étude.

Procédures de recherche

Pour les patients souffrant de troubles de la déglutition :

Lors d'une visite à l'hôpital dans le cadre de leur parcours de soins, les patients répondant aux critères se verront proposer de participer au protocole de recherche. Les sujets ayant donné leur consentement écrit procéderont alors à leur évaluation de la déglutition réalisée selon l'examen de référence disponible (vidéofluoroscopie ou nasofibroscopie). En parallèle, ils embarqueront les capteurs suivants : microphone, accéléromètre, électromyographie de surface, canule nasale et oxymètre de pouls. À des fins de recherche, les sujets effectueront également un test de toux et de phonation et des questionnaires. Les autres données utilisées sont collectées dans le cadre des soins de routine.

A l'issue de l'évaluation, le patient recevra des conseils de prise en charge basés sur les examens de référence et son dossier médical.

Chaque sujet (ou son soignant) sera contacté par téléphone une fois par mois pendant 6 mois pour suivre la survenue de complications, La visite de fin d'étude à 6 mois se fera soit à l'hôpital avec un nouvel examen de la déglutition, par téléphone , comme médicalement indiqué.

Pour les volontaires sains :

Une seule visite est prévue pour l'évaluation de la déglutition avec l'examen de nasofibroscopie et la pose des capteurs. Les modalités (tests, examens et questionnaires) seront identiques à la collecte des données de la première visite des patients présentant des troubles de la déglutition)

Durée de la recherche : Le premier patient sera inclus à partir de 2023. La période d'inclusion est de 18 mois. Les patients seront suivis pendant 6 mois (+/- 2 mois) après l'inclusion. Les volontaires sains auront une visite (durée estimée : 2H) La durée totale de l'étude clinique devrait être de 26 mois

Analyse des données : Les caractéristiques des sujets ainsi que les différents indicateurs cliniques de la déglutition et leur évolution au cours du suivi seront décrits. Des algorithmes de développement et de validation pour modéliser les différents indicateurs d’efficacité pharyngo-laryngée et des algorithmes prédictifs des troubles de la déglutition seront produits à l’aide d’approches statistiques mais également en utilisant l’apprentissage automatique. Les signaux obtenus des 5 capteurs seront annotés. Les signaux seront standardisés et synchronisés pour permettre la modélisation des séquences correspondant aux événements suivants : déglutition d'aliments, salive, toux, raclement de gorge, parole, voix mouillée. Une modélisation stochastique basée sur des modèles de Markov cachés sera utilisée dans un premier temps et suivie par la mise en œuvre de réseaux de neurones profonds pour modéliser les indicateurs. Pour l'algorithme de prédiction de la complication, des réseaux de neurones profonds seront également utilisés pour évaluer les méthodes basées sur le signal.