L'intelligence artificielle a été formée à l'utilisation d'un logiciel de simulation aérospatiale pour concevoir un appareil susceptible d'améliorer la dialyse des patients.

L'équipe de l'Imperial College de Londres et ses collègues ont utilisé des techniques de modélisation informatique - normalement utilisées pour simuler la circulation des poches d'air instables au-dessus d'un avion - pour modéliser la façon dont les courants sanguins instables circulent dans les veines des patients sous dialyse.

L'étude, publié dans la revue Physique des fluides , a été réalisée en collaboration avec des chercheurs de l'hôpital Hammersmith, Hôpital de Northwick Park, et l'hôpital Sainte-Marie.

Lorsque les reins cessent de fonctionner correctement, la dialyse peut être utilisée pour éliminer les déchets et l'excès de liquide du sang en le détournant vers une machine à nettoyer. Pour connecter cette machine au patient, une jonction spéciale doit être formée entre une artère et une veine dans le poignet ou le bras du patient. Cette jonction est appelée fistule artério-veineuse (FAV).

Cependant, en raison de flux sanguins anormaux et très instables, environ 50 % des FAV se bloquent et échouent dans les mois suivant leur création parce que les parois des artères s'enflamment, qui est connue sous le nom d'hyperplasie intimale. Cela signifie que les patients doivent subir une autre procédure et, dans certains cas, des procédures répétées. Souvent, les patients peuvent manquer de régions du bras où la FAV peut être réalisée, les empêchant d'utiliser la procédure de dialyse vitale.

L'équipe a utilisé des techniques de modélisation de l'industrie aérospatiale pour former un ordinateur, en utilisant des algorithmes d'apprentissage automatique. L'apprentissage automatique est une application de l'intelligence artificielle (IA) qui permet aux systèmes d'apprendre et de s'améliorer automatiquement à partir de l'expérience sans être explicitement programmés.

L'IA est ensuite allée de l'avant et a optimisé la forme d'une FAV afin que l'instabilité du flux sanguin puisse être supprimée. Le prototype de dispositif qu'ils ont développé pour maintenir la FAV dans une forme optimale a jusqu'à présent subi des tests préliminaires chez le porc, qui ont été couronnés de succès.

La prochaine étape consistera à effectuer des essais sur des porcs pendant plusieurs mois à la fois pour tester davantage l'efficacité du dispositif AVF. Même si ces essais sont un succès, il faudra plusieurs années avant de réaliser des essais cliniques avec des patients.

Docteur Pierre Vincent, co-auteur du département d'aéronautique de l'Imperial College de Londres, a déclaré:"Nous utilisons régulièrement des simulations informatiques pour étudier le flux d'air au-dessus des avions. Ces mêmes techniques, peut désormais être utilisé pour optimiser les dispositifs médicaux, y compris AVF."

Dr Richard Corbett, co-auteur de l'hôpital Hammersmith, a ajouté :« L'hémodialyse est un traitement de survie utilisé par des millions de patients dans le monde qui souffrent d'insuffisance rénale. Ces patients dépendent des procédures de fistule artério-veineuse (FAV) pour nettoyer leur sang. Cependant, le dysfonctionnement et l'échec de la FAV est un réel problème pour ces patients, entraînant un grand nombre d'hospitalisations et d'opérations supplémentaires.

« Cette technologie est très prometteuse pour ces patients. En améliorant les résultats de la chirurgie FAV, cela pourrait potentiellement réduire le besoin d'opérations répétées, qui pourrait et conduire à une dialyse de meilleure qualité."

Finalement, l'équipe espère que leur prototype de technologie AVF pourrait bénéficier à d'autres procédures médicales pour optimiser la forme des connexions des vaisseaux sanguins, comme dans les greffes de pontage cardiaque et les greffes de rein.