Prédire le syndrome d'implantation de ciment osseux à l'aide de méthodes d'intelligence artificielle

La prévalence de l’arthrose de la hanche et du genou augmentant avec l’âge, les opérations de prothèses orthopédiques sont largement pratiquées dans le monde entier et dans notre pays. Dans ces chirurgies, le ciment osseux est utilisé pour assurer l’adhésion de la prothèse à l’os. Le syndrome d'implantation de ciment osseux (BCIS) est une complication mortelle de la chirurgie osseuse cimentée caractérisée par une hypotension systémique, une hypertension pulmonaire, des arythmies, une perte de conscience et un arrêt cardiaque, survenant le plus souvent lors du cimentage et de la pose de prothèses, et est de plus en plus signalée.

Le syndrome est le plus souvent observé dans les hémiarthroplasties cimentées après des fractures déplacées du col du fémur, mais il survient également lors d'arthroplasties totales de la hanche et du genou. Malgré la publication de directives de sécurité pour réduire le BCIS, celui-ci reste une complication peropératoire courante avec une incidence globale allant jusqu'à 28 % et constitue une cause majeure de morbidité et de mortalité peropératoires et postopératoires.

La physiopathologie du BCIS n'est pas claire, notamment une instabilité hémodynamique résultant de modifications de la résistance vasculaire pulmonaire et systémique, une augmentation de la pression intramédullaire entraînant l'incorporation de monomères de polyméthacrylate de méthyle dans la circulation provoquant une vasodilatation, une libération de médiateurs du polyméthacrylate de méthyle, une libération d'acides gras. , et libération de médiateurs à partir du polyméthacrylate de méthyle, insuffisance ventriculaire droite aiguë, anaphylaxie, réaction inflammatoire et exothermique, et L'activation du complément peut inclure une ou une combinaison d'insuffisance ventriculaire droite aiguë, d'anaphylaxie, de réaction inflammatoire et exothermique et d'activation du complément, qui se développe lorsque des particules de ciment et de caillot provoquent des embolies dans de nombreux organes du corps, en particulier dans le système pulmonaire, avec une augmentation du volume pulmonaire. résistance vasculaire. Donaldson et coll. développé un système de classification pour la gravité du BCIS. Grade 0 : pas d'hypotension/hypoxie ; Hypoxie modérée de grade 1 (SpO2 < 94 %) ou hypotension [pression artérielle systolique (PAS) > 20 % de diminution par rapport à la ligne de base] ; Hypoxie sévère de grade 2 (SpO2 < 88 %) ou hypotension (PAS > 40 % de diminution par rapport à la valeur initiale) ou perte de conscience inattendue ; Collapsus cardiovasculaire de grade 3 nécessitant une réanimation cardio-pulmonaire.

Il a été démontré que les patients avec un BCIS de grade 2 et 3 ont une mortalité postopératoire 16 fois plus élevée à 30 jours par rapport à ceux avec un BCIS de grade 1. La plupart des rapports sur le BCIS se concentrent sur les décès et les problèmes graves, et la plupart des cas de BCIS légers ne sont pas signalés. Un CCIS suspecté doit être traité par une réanimation agressive et des soins de soutien.

Ce risque peut inciter certains chirurgiens à ne pas utiliser de ciment lors des opérations d'arthroplastie. Même si l’hémiarthroplastie sans ciment élimine ce risque et permet de gagner une durée opératoire moyenne de 20 minutes, elle est associée à de graves complications. Les patients subissant des implants d'arthroplastie de hanche non cimentés sont plus susceptibles de subir des fractures périprothétiques ainsi qu'une révision précoce. L'arthroplastie non cimentée présente un risque 17 fois plus élevé de révision de fracture périprothétique ou de révision aseptique due à un descellement par rapport à l'arthroplastie de hanche cimentée. Étant donné qu’une intervention chirurgicale supplémentaire comporte un risque supplémentaire de décès, sauter l’étape de cimentation n’est peut-être pas non plus le meilleur choix chez ces patients qui sont plus susceptibles de tomber et de subir une intervention chirurgicale de révision.

La détection précoce de cette complication et une intervention précoce sont cruciales car elles réduiront la mortalité. La prévention du BCIS comprend l'identification des patients à haut risque, l'optimisation préopératoire des facteurs de risque et des comorbidités des patients et une bonne communication avec l'équipe chirurgicale. Le confort et l'espérance de vie du patient peuvent ainsi être augmentés. Le nombre croissant de patients ayant besoin ou en attente d'une arthroplastie rend difficile l'identification des patients à haut risque, l'optimisation des facteurs de risque et des comorbidités des patients en préopératoire pour prévenir cette complication potentiellement mortelle.

La condition dans laquelle le BCIS peut survenir est évaluée en fonction des résultats de l'analyse des données obtenues à partir d'ensembles de données rétrospectives et prospectives avec des méthodes biostatistiques complexes. Afin de prédire la complication, on tente de déterminer les facteurs prédictifs qui y sont associés.

Spann et coll. (2020) ont déclaré dans leur étude de synthèse que l’apprentissage automatique peut être utilisé dans des analyses au-delà des méthodes biostatistiques complexes. À ce stade, un système d'aide à la décision créé avec la modélisation de l'intelligence artificielle contribuera à la détection précoce de cette complication et servira ainsi de mécanisme d'aide à la décision important pour les cliniciens en augmentant le confort et l'espérance de vie du patient. Cependant, il n’est pas facile d’évaluer à quel niveau cette complication sera prédite et réduite sans la mise en œuvre du système.