Un stéthoscope intelligent capable de reconnaître le bruit du Covid

Détecter le bruit du Covid-19 à un stade précoce est désormais chose possible, grâce au «stéthoscope numérique intelligent» développé par le professeur Alain Gervaix, Médecin Chef du Service d'Accueil et d'Urgences Pédiatriques des Hôpitaux Universitaires de Genève.

L’équipe de recherche du professeur Alain Gervaix mesure et répertorie depuis 2017 les bruits respiratoires chez différent·e·s patient·e·s atteint·e·s de maladies pulmonaires. Cet inventaire constitue une base de données qui a permis, grâce au Machine Learning, d’entraîner un algorithme à reconnaître le Covid-19. Ces aspects liés à l’intelligence artificielle ont été développés par l’EPFL, ainsi que l’application mobile qui permet d’afficher les résultats via un smartphone ou une tablette.

Le dispositif fonctionne un peu comme l’application «Shazam», qui a d’ailleurs inspiré le professeur Alain Gervaix lors d’une discussion avec sa fille. Un logiciel de reconnaissance musicale versus un logiciel de reconnaissance du son de l’asthme, d’une bronchite ou d’une pneumonie. L’idée était lancée...

Les premiers résultats montrent que le système est effectivement capable de détecter la plupart des cas positifs au Covid-19, y compris pour les personnes asymptomatiques, et même avant que le/la patient·e ne ressente des symptômes.

HEPIA participe à l’aventure en réalisant la partie fonctionnelle du système: le pneumoscope.

Le pneumoscope prend la forme d’un petit boitier qui se pose sur la poitrine du/de la patient·e. Il enregistre le son pulmonaire, mesure le taux d’oxygène, la fréquence cardiaque et la température, grâce à un microphone et des capteurs.

Afin de passer de la conception à la réalisation d’un prototype fonctionnel, il a fallu passer par l’élaboration des cartes électroniques, le traitement du signal et la prise son.

• L’étude acoustique a permis d’identifier les caractéristiques du microphone et la caisse de résonnance adéquates pour une prise de son optimisée.
• Le traitement du signal sert à extraire l’information utile du son capté, tout en éliminant les bruits parasites ou additionnels pouvant provenir d’autres sources que celles liés aux bruits pulmonaires.
• Le design électronique a tenu compte des impératifs de faible consommation et d’encombrement minimum sans négliger les performances.
• Des capteurs supplémentaires nécessaires au diagnostic, telles que la mesure des pulsations cardiaques et de l’oxymétrie, complètent l’analyse réalisée par le stéthoscope.

Pour arriver à ce système fonctionnel, deux groupes de recherches ont mis leur compétences au service de ce projet qui permet de reconnaître le bruit du Covid, mais également celui d’autres maladies respiratoires, laissant entrevoir des perspectives considérables pour l’aide au diagnostic et la télémédecine.

^{Photo: carte électronique du stéthoscope intelligent. © HEPIA}