Scoliose Idiopathique Ado : Vers une Amélioration des Résultats Chirurgicaux grâce à l’IA

La scoliose idiopathique adolescente (SIA) se caractérise par une courbure structurelle de la colonne vertébrale, généralement observée durant la poussée de croissance des adolescents. Elle est la forme de scoliose la plus courante, touchant environ 1 à 4 % des adolescents, avec une prévalence plus élevée chez les jeunes filles que chez les garçons. Si elle n’est pas traitée, la scoliose peut entraîner des modifications des mécanismes vertébraux, des changements dégénératifs et divers problèmes de santé, y compris des douleurs, une perte de mobilité vertébrale, ainsi qu’une qualité de vie réduite.

La fusion vertébrale postérieure (FVP) constitue 90 % des interventions chirurgicales liées à la scoliose, avec environ 38 000 opérations réalisées chaque année aux États-Unis. La décision d’intervenir sur un patient atteint de scoliose idiopathique dépend de nombreux facteurs : maturité du patient, caractéristiques de la courbure, localisation et possibilité de progression de la malformation. Comme la plupart des individus souffrant de SIA voient leur condition s’aggraver pendant les périodes de croissance, l’objectif principal de l’intervention est de limiter ou d’arrêter cette progression. Par conséquent, améliorer la qualité de vie du patient est essentiel.

Dans le cadre des soins réguliers pour la scoliose, les patients subissent des examens radiographiques en série et des mesures détaillées pour planifier la chirurgie, évaluer les corrections effectuées et assurer le suivi (i.e., réhabilitation) au fil du temps. Le développement du questionnaire sur la qualité de vie des patients de la Scoliosis Research Society (SRS) a permis aux orthopédistes de mesurer les résultats subjectifs reportés par les patients avant et après une chirurgie corrective. Le SRS-22R se distingue comme l’un des outils les plus utilisés pour évaluer la qualité de vie des patients atteints de SIA, prenant en compte des aspects tels que la fonction, la santé mentale, la douleur, la satisfaction et l’image de soi. Cependant, les paramètres radiographiques préopératoires, souvent utilisés lors de la planification chirurgicale, n’ont pas encore montré de corrélation avec les résultats subjectifs post-opératoires. Il est donc essentiel de clarifier cette relation pour aider les chirurgiens à mieux définir les attentes face aux patients et à leurs familles.

Pour traiter ce problème, nous avons développé un système d’aide à la planification chirurgicale et de conseil, assisté par IA, pour prédire les résultats de réhabilitation des patients SIA après FVP, à partir d’une cohorte multicentrique de pédiatrie. Nos études ont été menées sur un groupe de 455 jeunes patients ayant subi une fusion vertébrale dans deux hôpitaux Shriners Children’s depuis 2010. Cette cohorte est unique, en raison de la rareté des cas de SIA sévère (moins de 0,1 % aux États-Unis). Nous avons cherché à prédire trois résultats clés qui faciliteraient la planification chirurgicale et la prise de décision partagée : la réponse post-opératoire à chaque question du SRS-22R, l’atteinte de la différence minimale cliniquement importante et l’amélioration des mesures radiographiques objectives ainsi que l’auto-évaluation subjective des patients. De plus, nous avons mené des analyses d’explicabilité et des analyses statistiques pour quantifier l’impact des paramètres radiographiques préopératoires et des résultats auto-reportés afin de valider cliniquement notre approche. Nous avons également intégré des considérations d’IA responsable en calibrant la confiance des modèles pour intervenir au bon moment et en réduisant les biais de genre.

Fig. 1 : Système proposé d’assistance à la planification chirurgicale basé sur l’IA pour prédire les résultats de réhabilitation des patients SIA.
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Registre électronique de santé, PRO indicateur de résultat rapporté par le patient.

En résumé, nos contributions s’articulent autour de trois axes : d’abord, nous avons réalisé une analyse exhaustive sur une cohorte multicentrique de patients SIA avec des suivis post-opératoires de 6 mois à 2 ans, afin de développer un modèle prédictif des résultats post-opératoires ; ensuite, nous avons créé un système d’assistance à la planification chirurgicale visant à prédire les résultats chirurgicaux des patients sur la base des améliorations subjectives et des mesures radiographiques objectives pour un plan chirurgical personnalisé ; enfin, nous avons intégré des considérations d’IA explicables et responsables dans notre approche afin de garantir l’équité et de mieux comprendre les résultats cliniques obtenus.

Points à retenir

  • La SIA touche de 1 à 4 % des adolescents, avec une incidence plus élevée chez les jeunes filles.
  • La FVP est la forme principale de traitement chirurgical pour la scoliose.
  • Le questionnaire SRS-22R est largement utilisé pour évaluer les résultats en matière de qualité de vie des patients.
  • Des technologies d’IA avancées sont exploitées pour prédire des résultats post-opératoires et faciliter la prise de décision personnalisée.
  • Les travaux actuels montrent que les travaux de recherche se concentrent davantage sur les patients adultes que sur les adolescents, soulignant un domaine potentiellement sous-exploité.

Ce développement innovant dans le domaine de la scoliose pourrait marquer une avancée majeure dans la prise en charge pédiatrique. Alors que la technologie et l’IA continuent de transformer les soins de santé, il est essentiel de se demander comment ces avancées peuvent être étendues à d’autres domaines de la médecine et quelles leçons peuvent être tirées pour améliorer encore la qualité des soins fournis aux patients les plus jeunes.




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