28 avril 2020
Urgences médicales dans l’espace
Une équipe de chercheurs a contribué à la mise au point d’un système d’aide à la décision pour les astronautes en route vers Mars
L'astronaute de l'Agence spatiale canadienne David Saint-Jacques, un médecin de formation, effectuant une échographie à bord de la Station spatiale internationale. Il s'est envolé le 3 décembre 2018 pour revenir sur Terre le 24 juin 2019. C'est la plus longue mission spatiale à ce jour pour un astronaute canadien, soit 204 jours.
— Agence spatiale canadienne - NASA
L’Agence spatiale canadienne effectue actuellement des tests sur un système d’aide à la décision informatisé conçu conjointement par des chercheurs de l’Université Laval et des spécialistes de la société Thales solutions numériques. Cet outil vise à supporter l’autonomie médicale des astronautes qui effectueront la première mission habitée vers la planète Mars. Le projet de recherche, qui a pris fin en 2019, a fait l’objet d’un article scientifique paru il y a quelques mois dans l’International Journal of Aerospace and Mechanical Engineering.
«Les astronautes de la Station spatiale internationale, en orbite basse autour de la Terre, peuvent communiquer avec un médecin sur Terre lorsque survient une situation médicale d’urgence, explique Lara Dutil-Fafard, résidente en médecine familiale et auteure principale de l’article. Le délai de communication aller-retour n’est pas très long, il ne prend que quelques minutes. Mais durant une très longue mission vers Mars, comme le prévoit la NASA, les délais seront beaucoup plus longs, jusqu’à 22 minutes pour que le signal radio, émis sur la planète rouge, se rende à la Terre et jusqu’à 22 minutes avant que la réponse ne parvienne sur Mars, à environ 225 millions de kilomètres de notre planète. Or, plusieurs problèmes de santé à bord d’un vaisseau spatial demandent une action assez rapide. On peut penser à une fracture osseuse, à une plaie au bras qui, non traitée, se répand au reste du corps, à un abcès dentaire où des bactéries peuvent se mettre à circuler dans le sang, au syndrome d’irradiation aiguë causé par le rayonnement cosmique ou bien à une crise cardiaque.»
Intelligence artificielle
Le système d’aide à la décision en question est un logiciel basé sur des algorithmes d’intelligence artificielle. Un ingénieur de Thales spécialisé en développement logiciel intelligent ainsi qu’un programmeur informatique se sont chargé du côté technique du projet. La contribution des chercheurs de l’Université Laval a consisté à transférer les connaissances médicales appropriées à l’intérieur du logiciel.
«Dans sa version initiale, notre projet couvrait 10 troubles ou maladies qui peuvent survenir dans l’espace, poursuit Lara Dutil-Fafard. Notre version finale se limite aux trois urgences médicales comportant le niveau de risque le plus élevé, soit la crise cardiaque, l’infection généralisée et l’accident vasculaire cérébral.» Selon elle, l’espace restreint à l’intérieur de la Station spatiale et d’un éventuel vaisseau spatial, donc avec un équipement médical limité à bord, plaide en faveur d’un outil d’aide informatisé.
Deux médecins cliniciens enseignants du Département de médecine familiale et de médecine d’urgence ont participé au projet, de même qu’un professeur du Département de kinésiologie. L’un des médecins cliniciens est Caroline Rhéaume, qui a également cosupervisé Lara Dutil-Fafard dans la rédaction de l’article scientifique.
La médecine spatiale passionne Caroline Rhéaume depuis plusieurs années. Le 10 janvier 2002, celle qui était alors doctorante en physiologie-endocrinologie faisait l’objet d’un article dans le journal de l’Université Laval, Au fil des événements. Quelques mois auparavant en Allemagne, l’étudiante avait pris part à un stage intensif de deux mois offert par l’Université internationale de l’espace. Elle rêvait alors de travailler un jour pour la NASA comme médecin de l’espace.
«J’ai encore une passion pour la recherche en médecine spatiale, explique-t-elle. Dans mon enseignement et mes travaux, je présente et j’utilise des éléments relatifs à ce domaine.»
L’origine du projet de système d’aide à la décision remonte à un appel d’offres déposé par l’Agence spatiale canadienne sur son site Web. La compagnie Thales souhaitait soumettre sa candidature avec des chercheurs de l’Université Laval. Le collègue de Caroline Rhéaume, Patrick Archambault, lui a alors proposé de joindre l’équipe compte tenu de son expertise dans le domaine de la médecine spatiale. Mentionnons que la professeure collabore avec l’Agence depuis quelques années.
Les chercheurs ont reçu plusieurs subventions de l’Agence. Le projet a nécessité beaucoup de travail, de réflexion, de recherches. «L’Agence, affirme-t-elle, veut se positionner dans la création d’outils d’aide à la décision médicale pour appuyer les astronautes lors d’une prochaine mission de longue durée.»
Dans le cadre du projet, la professeure Rhéaume a participé à plusieurs réunions scientifiques, notamment avec les médecins et un gestionnaire de l’Agence spatiale canadienne. «J’ai aidé, dit-elle, à concevoir les algorithmes d’aide à la décision en alimentant les bases de données: priorisation des conditions médicales, revue de littérature, description de l’équipement, matériel médical, décisions médicales, etc.»
