Des soins aux grands brûlés mieux adaptés à la diversité corporelle

Lorsqu’une personne souffrant de graves brûlures est prise en charge par le personnel hospitalier, il est urgent d’évaluer l’étendue de ses blessures. En effet, les brûlures entraînent une perte de fluide importante qui se doit d’être remplacée rapidement pour maintenir l’homéostasie du corps. Or la quantité de fluide administrée doit être bien dosée aux besoins du patient, selon le ratio de la superficie de peau brûlée (%TBSA) sur la superficie totale (TBSA). L’évaluation précise de ce ratio est critique pour prodiguer les soins optimaux. Or, il est actuellement obtenu par estimation visuelle, à l’aide de schémas 2D, qui ressemblent à des diagrammes à la Léonard de Vinci, et qui ne sont pas adaptés aux différentes morphologies (Figure 1). L’estimation dépend donc fortement de l’expérience du professionnel qui l’effectue. Les méthodes cliniques actuelles entraînent des sur ou sous-estimations du %TBSA, pouvant aller jusqu’à 161 % [1, 2], ce qui peut entraîner des complications graves, voire le décès du patient dans plus de 20 % des cas [3]. Il est donc important d’avoir une méthode capable de personnaliser la morphologie de la personne, adaptée à la diversité corporelle.

Figure 1 : Schéma de Lund et Browder utilisé à l’Unité des Grands Brûlés du CHUM pour évaluer le ratio de peau brûlée. Avec permission.

Détermination automatique de l’anatomie

Il existe aujourd’hui des méthodes optiques permettant d’avoir accès à l’information 3D de l’anatomie d’un sujet humain [4, 5, 6]. Ces méthodes sont cependant chronophages et demandent d’avoir accès au sujet entier, qui doit se tenir debout et immobile pendant plusieurs minutes. Ces méthodes ne sont pas adaptées aux situations d’urgence ou à la réalité clinique en général [7].

Une méthode originale de modélisation 3D de l’enveloppe corporelle totale d’un patient à partir d’un nombre limité de mesures et d’outils d’apprentissage machine a été développée dans notre laboratoire (LIO – Laboratoire de recherche en Imagerie et Orthopédie) [7, 8, 9, 10]. À ce jour, ces mesures doivent être effectuées par le personnel soignant au moyen d’un ruban à mesurer, ce qui peut rapidement devenir difficile dans des situations d’urgence et lorsque le patient est difficilement mobilisable, comme c’est généralement le cas pour les patients grands brûlés. Un prototype d’application mobile a déjà été développé (Figure 2) et permet de générer le modèle 3D de l’enveloppe corporelle à partir du morphotype ainsi que de 3 à 4 mesures anthropométriques (c.-à-d. taille, circonférences du buste, du cou et du tour de taille). L’idée est de simplifier et d’automatiser la prise de mesure afin d’éviter tout contact avec le patient, tout en étant capable d’estimer avec précision la surface corporelle totale et la surface touchée par les brûlures.

Figure 2 : Illustration du prototype d’application mobile. Page de saisie des données du patient pour la création de son modèle 3D personnalisé (en haut). Page de représentation et de calcul des surfaces brûlées (en bas)

Outil d’estimation de la surface de peau brûlée

Le but principal de ce projet de recherche est de proposer une méthode sans contact basée sur l’utilisation d’outils numériques (p. ex. téléphones intelligents, tablettes) afin d’estimer la surface corporelle brûlée de patients dans un contexte clinique d’urgence. Les objectifs sont de :

• Développer une méthode automatique d’extraction des mesures anthropométriques à partir de données cliniques (p. ex. photos du patient, des brûlures, scans 3D) afin de modéliser l’enveloppe corporelle totale du patient.
• Développer une méthode automatique de modélisation et de quantification des surfaces corporelles brûlées à partir des images de brûlures du patient.
• Évaluer la précision et la robustesse des méthodes développées.

Pour y arriver, les données (p. ex. photos du patient, des brûlures, scans 3D) seront acquises à l’aide d’outils numériques, notamment de caméra et de capteur de profondeur. Les mesures anthropométriques seront extraites à partir des images du patient et des données 3D à l’aide de méthodes de vision par ordinateur. Elles permettront de créer le modèle 3D personnalisé du patient grâce à la méthode développée au LIO (appelée méthode de Desbois).

Les surfaces brûlées seront ensuite segmentées sur les photos des brûlures du patient. Puis un recalage automatique de ces images sera effectué sur le modèle3D pour chaque partie du corps correspondante (approches d’apprentissage machine et de placage de texture). Une fois les surfaces corporelles totales et brûlées estimées, ces données permettront de calculer le %TBSA.

Enfin, les méthodes développées seront évaluées avec la participation de professionnels de la santé de l’Unité des Grands Brûlés du CHUM afin de valider leur utilisation en milieu réel de soins.

Un projet d’une grande portée pour les patients

Ce projet de recherche a été défini dans un contexte de laboratoire vivant à partir d’un besoin clinique identifié et exprimé par les cliniciens impliqués dans la prise en charge de ces patients. Le but du projet est de réduire le taux d’erreur dans l’estimation du %TBSA pour :

• Optimiser la prise en charge de ces patients en personnalisant les soins.

• Diminuer le risque de décès et minimiser les séquelles débilitantes sur le long terme.
• Diriger le patient vers l’établissement approprié (c.-à-d. urgences ou centre spécialisé) et limiter les coûts de transferts non nécessaires.