Dans les régions rurales, isolées ou confrontées à une pénurie de médecins, l’accès à une expertise cardiologique peut se révéler difficile. Dans ces cas, l’échographie robotisée appliquée aux examens cardiaques peut représenter une solution à cette problématique. À l’aide d’un bras robotisé contrôlé à distance, un spécialiste réalise l’examen, épargnant ainsi au patient de longs déplacements pour recevoir des soins cardiologiques. Cet article présente les résultats de deux études qui ont évalué cette approche avec le système MELODY d’AdEchoTech. La première analyse la fiabilité de l’échographie téléopérée chez des patients atteints de maladies cardiaques. La seconde évalue les performances d’une plateforme mobile de télééchographie sur des réseaux sans fil 4G/LTE.
Comment fonctionne l’échographie robotisée pour les examens cardiaques ?
Un robot pour téléopérer la sonde d’échographie
L’échocardiographie nécessite un positionnement précis de la sonde afin d’identifier les différentes fenêtres acoustiques cardiaques. Celles-ci étant plus étroites que pour certaines applications abdominales ou obstétricales, la possibilité de contrôler précisément l’orientation et le déplacement de la sonde constitue un élément important de l’examen.
Dans la première étude, menée par l’équipe de Philippe Arbeille (P. Arbeille et al., 2014), le système robotisé étudié contient différents éléments :
- un bras robotisé contrôlant l’inclinaison, la rotation et l’orientation de la sonde ;
- une plaque motorisée permettant de déplacer la sonde sur la peau du patient ;
- un bras mécanique inclinable manoeuvré par un opérateur non spécialiste en échographie ;
- une sonde factice ou interface de commande manipulée par l’expert à distance ;
- une liaison Internet assurant la transmission des commandes et des images échographiques ;
- un système audio et vidéo qui permet à l’expert de communiquer avec l’opérateur qui se trouve à proximité du patient.
Le robot MELODY permet de retransmettre à distance les principaux mouvements effectués par un échographiste lors d’un examen cardiaque. L’opérateur sur place joue un rôle crucial dans l’installation et le réglage du dispositif. Ce dernier peut intervenir pour ajuster les paramètres de l’échographe si nécessaire.
Une validation de l’échographie téléopérée sur 41 patients
La première étude (P. Arbeille et al., 2014) visant à évaluer la fiabilité de l’échographie robotisée pour les examens cardiaques a été menée auprès de 41 patients qui devaient subir une échocardiographie conventionnelle. L’évaluation a eu lieu avant celle de référence, laquelle était effectuée par un autre échographiste avec le même système d’imagerie.
L’investigation à distance était volontairement restreinte à dix minutes pour limiter la durée de l’étude. Elle reposait principalement sur les vues apicales. L’objectif était de :
- visualiser les quatre cavités cardiaques ;
- mesurer les dimensions des oreillettes ;
- évaluer le ventricule gauche en systole et en diastole ;
- calculer la fraction d’éjection ventriculaire gauche ;
- mesurer certains paramètres du ventricule droit ;
- évaluer la vitesse du flux sanguin aortique ;
- rechercher une fuite mitrale, tricuspide ou aortique ;
- détecter une éventuelle sténose aortique.
Les résultats ont révélé que les vues requises pour les mesures cardiaques étaient obtenues dans une proportion variant de 93 % à 100 %, en fonction du paramètre considéré. La fraction d’éjection du ventricule gauche a pu être mesurée dans 95 % des cas, la vitesse aortique dans 93 % des cas et le paramètre de fonction ventriculaire droite dans 100 % des cas.
Les mesures réalisées à distance étaient globalement comparables à celles obtenues lors de l’échographie cardiaque conventionnelle. Les analyses statistiques n’ont pas mis en évidence de différence significative pour la majorité des paramètres évalués. Ces résultats montrent que la télééchocardiographie a permis d’obtenir des mesures comparables à celles de l’échocardiographie de référence pour la majorité des paramètres évalués, sans différence statistiquement significative pour les mesures comparées.
Détecter les anomalies cardiaques à distance
L’étude a également évalué la capacité de l’échographie robotisée à distance à détecter certaines anomalies cardiaques. Malgré un protocole téléopéré volontairement limité à dix minutes et principalement centré sur les vues apicales, 61 des 71 anomalies valvulaires ou sténoses aortiques identifiées lors de l’examen de référence ont été détectées à distance. Cela équivaut à un taux de détection de 86 %, sans faux diagnostic positif rapporté.
Les taux observés variaient selon l’anomalie :
| Anomalie recherchée | Taux de détection |
|---|---|
| Fuite tricuspide | 85% |
| Fuite mitrale | 84% |
| Fuite aortique | 100% |
| Sténose aortique | 100% |
| Remaniement de la valve mitrale | 81% |
Aucun faux diagnostic positif n’a été rapporté dans cette étude. Les résultats doivent néanmoins être interprétés avec prudence : l’examen était limité dans le temps et ne comprenait pas l’ensemble des incidences utilisées en pratique clinique courante. Les auteurs soulignent qu’un examen plus long, permettant de rechercher plusieurs fenêtres acoustiques, aurait probablement amélioré la qualité des images et la détection de certaines anomalies discrètes.
Ces résultats soutiennent l’intérêt de l’échographie robotisée pour permettre à un expert de réaliser à distance l’acquisition et l’évaluation de plusieurs paramètres cardiaques, notamment lorsque le patient se trouve éloigné d’un centre disposant de l’expertise nécessaire. Son utilisation s’intègre dans un parcours de soins défini par les professionnels de santé.
Télééchographie cardiaque : transmettre les images en temps réel
La 4G pour transmettre les images échographiques
Une seconde étude consacrée à la plateforme mobile d’AdEchoTech a examiné la possibilité d’allier la télémanipulation robotisée à la transmission vidéo sur des réseaux sans fil LTE (S. Avgousti et al., 2016).
La plateforme devait transporter simultanément plusieurs types de données :
- les commandes du robot, qui exigent une faible latence ;
- les images échographiques, qui nécessitent plus de bande passante ;
- les flux audio et vidéo ambiants, utilisés pour la communication entre le patient, l’opérateur local et l’expert distant.
Les essais réalisés sur des réseaux 4G/LTE à Chypre ont obtenu un débit descendant de 10 Mbit/s, un débit montant de 9 Mbit/s, une latence de 29 ms et une gigue de 8 ms en moyenne. Ces performances ont permis de contrôler le robot de manière réactive et de transmettre les vidéos échographiques.
La faible latence est déterminante pour les examens cardiaques à distance. L’expert doit pouvoir observer rapidement l’effet d’un mouvement de la sonde sur l’image affichée. Un délai trop important pourrait compliquer le positionnement de la sonde, ralentir l’examen et dégrader l’expérience clinique.
La réactivité du robot a été jugée favorable par l’expert lors des séances de télééchographie. De plus, le délai de transmission vidéo s’est avéré compatible avec le positionnement de la sonde et la réalisation de l’examen après une courte phase d’apprentissage.
Optimiser la transmission des images cardiaques
La transmission d’une échographie cardiaque dépend d’un équilibre entre la qualité de l’image, le débit binaire et le temps de latence. Une compression excessive peut entraîner la perte de détails importants pour l’interprétation clinique, tels que les contours des cavités, les mouvements des valves ou les signaux Doppler.
L’étude menée sur les réseaux 4G/LTE (S. Avgousti et al., 2016) a comparé plusieurs technologies de transmission vidéo. Les solutions les plus récentes se sont révélées plus performantes. Elles permettent d’obtenir des images de meilleure qualité et utilisent moins de données.
Cette efficacité est importante en télééchographie, puisqu’elle permet la transmission d’images détaillées, même avec une connexion à débit faible ou moyen. Ainsi, le médecin peut observer les structures cardiaques et diriger avec plus de précision les mouvements de la sonde robotisée.
L’évaluation clinique a confirmé ces résultats. Les évaluations objectives et cliniques ont montré que les technologies de compression vidéo évaluées pouvaient fournir une qualité d’image considérée par les auteurs comme sans perte diagnostique. Ces performances étaient obtenues à des débits compatibles avec les capacités des réseaux LTE testés.
Ces résultats montrent qu’une connexion sans fil peut prendre en charge une échographie robotisée à distance, à condition d’offrir une bande passante suffisante et une latence limitée. Les performances peuvent cependant varier selon la qualité du réseau, le matériel utilisé et les conditions de transmission.
Quels sont les bénéfices de l’échographie cardiaque à distance ?
L’utilisation d’un robot téléopéré pour les examens cardiaques présente plusieurs avantages potentiels.
Faciliter l’accès à une expertise cardiologique
Un centre expert peut accompagner plusieurs établissements situés dans des zones dépourvues de cardiologues ou d’échographistes spécialisés. Ainsi, le patient peut bénéficier d’une première évaluation sans avoir à être transféré immédiatement dans un hôpital régional.
Réduire les déplacements des patients
La télééchographie peut limiter les transports de patients fragiles, âgés ou dépendants. Elle peut aussi aider à hâter l’orientation des patients nécessitant réellement une prise en charge hospitalière.
Réaliser des examens cardiaques dans les zones isolées
La plateforme mobile peut être envisagée dans de petits centres médicaux, des structures rurales, des missions médicales ou certaines situations d’urgence lorsque l’accès à une infrastructure filaire est limité.
Faciliter le suivi des patients à distance
Les patients atteints d’une pathologie cardiaque connue pourraient bénéficier d’examens de contrôle réalisés localement, sous la supervision d’un expert distant. Cette méthode pourrait s’avérer particulièrement utile lorsqu’il est nécessaire de réaliser des examens réguliers.
Évaluer les patients dans des situations d’urgence
Dans des situations de crise, un robot portable connecté à une plateforme de télémédecine pourrait contribuer à mener une évaluation cardiaque à distance, à condition que les conditions de sécurité, d’installation et de connectivité soient réunies.
👉 AdEchoTech développe des solutions de télééchographie robotisée destinées à permettre la réalisation d’examens échographiques à distance. Son système MELODY associe un dispositif robotisé de manipulation de la sonde à une plateforme de communication permettant à un expert distant de guider l’acquisition des images. Découvrez la solution de télééchographie robotisée MELODY.
Quelles sont les conditions et les points d’attention pour la télééchographie cardiaque ?
Les études montrent également qu’il y a plusieurs défis techniques et cliniques à relever.
Le positionnement initial du robot demeure une étape importante. L’opérateur présent auprès du patient doit placer le dispositif à proximité de la fenêtre apicale, tandis que l’expert distant ajuste ensuite la position de la sonde. Cette étape nécessite une coordination entre l’opérateur présent auprès du patient et l’expert distant afin d’optimiser le positionnement initial du dispositif.
Comme pour toute échocardiographie, la qualité des images dépend du positionnement et de l’orientation de la sonde, ainsi que de l’obtention des fenêtres acoustiques appropriées. Dans le système téléopéré, l’expert distant contrôle les mouvements de la sonde afin d’optimiser l’acquisition des images.
Dans cette étude, l’examen téléopéré était volontairement limité à dix minutes et reposait principalement sur des vues échographiques apicales. Cette contrainte méthodologique doit être prise en compte dans l’interprétation des résultats. Des vues supplémentaires auraient pu améliorer la détection de certains problèmes, mais cela aurait également allongé le temps de l’examen.
Finalement, la qualité de la connexion est cruciale. Comme pour toute application de télémédecine en temps réel, la qualité et la stabilité de la connexion constituent des paramètres importants. Les essais réalisés dans l’étude sur réseau 4G/LTE ont montré des performances compatibles avec la téléopération du robot et la transmission des images échographiques. Par conséquent, la mise en pratique clinique exige une infrastructure sécurisée, une surveillance technique et des procédures spécifiques à la télémédecine.
Les résultats disponibles montrent le potentiel de l’échographie robotisée pour faciliter l’accès aux examens cardiaques spécialisés. En effet, la méthode a permis d’obtenir des mesures comparables à celles de l’échocardiographie de référence dans la plupart des cas. De plus, des tests sur réseau LTE ont démontré que la télécommande du robot et la transmission en temps réel de la vidéo pouvaient être prises en charge par une connexion sans fil. Ces travaux illustrent l’intérêt de la télééchographie robotisée dans le développement de solutions de télémédecine permettant à l’expert de participer directement à l’acquisition des images à distance. L’échographie robotisée pour les examens cardiaques offre de nouvelles possibilités dans les territoires isolés, les structures médicales de proximité et les environnements où l’accès immédiat à un spécialiste est limité.
👉 Découvrez les autres applications de cette technologie en lisant notre article sur l’échographie robotisée dans le suivi de grossesse.
FAQ
Qu’est-ce qu’une échographie robotisée cardiaque ?
Il s’agit d’un examen échographique au cours duquel un expert distant contrôle les mouvements d’une sonde ultrasonore fixée sur un robot. Un opérateur non spécialiste reste auprès du patient pour installer le dispositif et intervenir si nécessaire.
Quel est le rôle du système MELODY ?
MELODY est un système de télééchographie robotisée développé et commercialisé par AdEchoTech. Il permet à un échographiste de contrôler à distance l’orientation et le déplacement d’une sonde d’échographie.
L’échographie robotisée peut-elle détecter une maladie cardiaque ?
Les études présentées ont montré que le système pouvait permettre la réalisation de plusieurs mesures cardiaques et la détection de certaines anomalies valvulaires. Les performances dépendent toutefois de la qualité des images, du temps disponible, des vues obtenues et de l’expertise médicale.
Une connexion 4G est-elle suffisante ?
Dans l’étude consacrée à la plateforme mobile, les réseaux LTE testés ont permis de transmettre les commandes du robot et les vidéos échographiques en temps réel. Les performances réelles dépendent de la couverture, du débit, de la latence et de la stabilité du réseau utilisé.
La télééchographie remplace-t-elle un examen conventionnel ?
Non. Elle constitue une solution d’accès à l’expertise à distance et peut être utilisée pour une évaluation, une orientation ou un suivi selon le contexte médical. Son utilisation doit être intégrée à un parcours de soins adapté et aux protocoles validés par les professionnels concernés.
Sources :
Avgousti, Sotiris et al. “Cardiac ultrasonography over 4G wireless networks using a tele-operated robot.” Healthcare technology letters vol. 3,3 212-217. 28 Sep. 2016, doi:10.1049/htl.2016.0043
Arbeille, Philippe et al. “Teles-operated echocardiography using a robotic arm and an internet connection.” Ultrasound in medicine & biology vol. 40,10 (2014): 2521-9. doi:10.1016/j.ultrasmedbio.2014.05.015