La technologie

Comment l'IA transforme la façon dont les médecins traitent les patients

Les progrès de l'intelligence artificielle (IA) se produisent à un rythme beaucoup plus rapide que quiconque aurait pu le prédire. Cette technologie émergente est maintenant utilisée par les entreprises et se retrouve même dans les produits grand public. Les soins de santé sont une industrie qui a totalement adopté l'IA. Les médecins et d'autres membres du personnel de l'hôpital utilisent des algorithmes avancés d'apprentissage automatique pour résoudre les problèmes de manière novatrice.

TechRadar Pro Charles A. Taylor, fondateur et directeur technique de HeartFlow, a expliqué comment la société utilise l'apprentissage en profondeur pour créer des modèles 3D du cœur des patients afin de fournir aux médecins un moyen plus sûr et plus efficace de diagnostiquer les maladies cardiovasculaires.

Pouvez-vous expliquer la technologie sous-jacente à HeartFlow et son utilisation dans le secteur de la santé?

HeartFlow a été un pionnier dans le domaine de la technologie pour aider les cliniciens à diagnostiquer les maladies coronariennes. À partir des données d’un scanner cardiaque standard, l’analyse par analyse du flux cardiaque utilise d’abord l’apprentissage en profondeur afin de créer un modèle 3D numérique personnalisé des artères coronaires du patient. HeartFlow applique ensuite au modèle une dynamique numérique des fluides et des algorithmes avancés pour évaluer l’impact des blocages sur le flux sanguin. Cette analyse peut aider les cliniciens à diagnostiquer les maladies coronariennes, à mettre au point le traitement optimal pour chaque patient et à réduire le besoin de tests supplémentaires.

Le potentiel de la technologie HeartFlow pour avoir un impact sur le monde est énorme, étant donné que les cardiopathies congénitales sont la principale cause de décès dans le monde. Il est responsable de plus de 66 000 décès chaque année au Royaume-Uni et on estime que plus de 2,7 millions de Britanniques vivent actuellement avec la maladie.

L’applicabilité de la technologie dans le monde réel a été démontrée dans des études récentes. Par exemple, les recherches du registre ADVANCE ont porté sur plus de 5 000 patients en Europe, au Japon et en Amérique du Nord. L'utilisation de l'analyse HeartFlow a permis aux médecins de modifier le plan de traitement recommandé chez les deux tiers des patients. Cela signifiait que certains patients qui devaient recevoir un stent ou un pontage pourraient être traités avec des médicaments. Dans le même temps, d'autres personnes qui devaient être traitées avec des médicaments seulement ont été identifiées comme nécessitant une gestion invasive afin d'optimiser le flux sanguin vers le cœur.

Comment votre produit utilise-t-il les informations d'un scanner standard pour créer un modèle 3D numérique personnalisé des artères d'un patient?

Le processus d’analyse du flux cardiaque commence par une tomodensitométrie cardiaque du patient. L’hôpital télécharge les données d’image sur le système sécurisé de CloudFlow de HeartFlow, où des informaticiens formés à l’apprentissage automatique développent un modèle 3D numérique personnalisé des artères coronaires du patient.

Ensuite, des algorithmes puissants résolvent des millions d'équations complexes pour simuler le flux sanguin au sein du modèle. L'impact de tout blocage sur le flux sanguin dans les artères peut ensuite être évalué.

L’analyse terminée est transférée en toute sécurité à l’hôpital et aux médecins. Les cardiologues peuvent interagir avec le modèle - en sélectionnant des zones spécifiques des artères coronaires à explorer, en effectuant des zooms avant et arrière et en faisant pivoter l'image pour obtenir un niveau d'examen normalement possible uniquement par le biais d'une procédure invasive.

En fin de compte, il donne aux médecins un moyen non invasif d’examiner les valeurs de la réserve de flux fractionnaire (FFRct) le long des artères menant au cœur. Les valeurs de «réserve de flux fractionnelle» décrivent le rapport des pressions en amont et en aval d'un blocage dans une artère afin d'aider les médecins à déterminer l'impact d'un blocage sur le flux sanguin. Une valeur FFRct positive (<0,80) indique qu'un blocage empêche la circulation du sang dans le muscle cardiaque. L’analyse du flux cardiaque a déjà été validée contre le FFR invasif et a montré une excellente corrélation.

Combien d'hôpitaux ont adopté votre technologie et quelle a été son incidence sur la façon dont ils traitent les patients?

À ce jour, la technologie HeartFlow est disponible dans plus de 30 hôpitaux du NHS England, avec des projets d'extension. La technologie est accélérée par le programme NHS Innovation and Technology Payment (ITP), et en tant que produit à adoption rapide par le biais de la NICE (Accéléré l’accès accéléré à la collaboration du National Institute of Health and Care Excellence). Ces programmes cherchent à investir dans des avancées médicales, des diagnostics et des plates-formes numériques de pointe et prêts à la commercialisation, qui améliorent la qualité et l’efficacité des soins prodigués aux patients.

Pour les patients, les avantages de la technologie sont clairs: la plupart peuvent être diagnostiqués sans subir d'angiographie diagnostique invasive, ce qui présente un certain niveau de risque et pourrait inciter certaines personnes à hésiter à enquêter sur les symptômes de la coronaropathie.

En plus des avantages médicaux évidents offerts par HeartFlow, il a également été projeté d'économiser de l'argent auprès du NHS. NICE estime que HeartFlow pourrait faire économiser au service de santé plus de neuf millions de livres chaque année. Les économies proviennent en grande partie de la capacité de la technologie à réduire le besoin de tests supplémentaires onéreux ou de procédures invasives coûteuses pouvant impliquer une surveillance étroite ou une admission de nuit.

Comment HeartFlow utilise-t-il des algorithmes pour déterminer si un blocage aura un impact significatif sur le flux sanguin?

Le cœur de l’analyse HeartFlow repose sur l’apprentissage en profondeur, la dynamique des fluides informatique et le cloud computing. HeartFlow utilise une technologie d’apprentissage en profondeur appliquée aux données d’image d’un scan CTA cardiaque pour créer un modèle 3D personnalisé des artères coronaires du patient. Nous appliquons ensuite une dynamique numérique des fluides au modèle afin de calculer le flux sanguin et d'évaluer l'impact des blocages sur le flux sanguin coronaire. Cette information aide les médecins à diagnostiquer la coronaropathie et à déterminer le traitement optimal. Les algorithmes d'apprentissage en profondeur et de dynamique des fluides informatique fonctionnent tous dans le cloud, ce qui est nécessaire pour fournir l'analyse du flux cardiaque à l'échelle afin de desservir une large population de patients.

HeartFlow utilise également des applications Web et mobiles afin de communiquer avec l'infrastructure informatique de l'hôpital. Une mesure de sécurité importante est que seules les données des images coronariennes de tomodensitométrie sont envoyées à HeartFlow aux États-Unis via le cloud pour analyse, et que toute information permettant d'identifier le patient reste dans le pays d'origine. Une fois l'analyse terminée, le modèle 3D est associé aux informations d'identification du patient, puis renvoyé à l'interface Web afin que les médecins puissent consulter leurs analyses.

(Image: © Crédit image: Devrimb / iStockPhoto)

Diriez-vous que l'industrie de la santé adopte l'IA plus rapidement que d'autres industries? Si non, quels sont les obstacles à l'adoption de l'IA dans les soins de santé?

Il est difficile de dire avec certitude, car certaines applications convaincantes sont déjà en place. Cependant, les décideurs et les professionnels de la santé adoptent naturellement une approche prudente de la technologie et des soins aux patients, car la vie des personnes peut être en jeu. Des tests approfondis doivent toujours être effectués avant de mettre en œuvre de nouvelles méthodes de travail, comme cela s’est produit avec l’analyse HeartFlow.

Mais les avantages de la nouvelle technologie peuvent être considérables - tels que l’amélioration des soins aux patients, des résultats pour la santé et l’économie de l’argent du NHS. Il n’est pas surprenant que la première ministre Theresa May ait promis à des millions de professionnels de la santé d’explorer comment AI peut aider le NHS. En outre, le secrétaire à la Santé, Matt Hancock, a fait de l’élargissement de la capacité de la technologie dans les hôpitaux une de ses principales priorités. L’année dernière, il a publié un livre blanc intitulé avenir des soins de santé, qui défendait le rôle de la technologie dans la modernisation du NHS et l’amélioration de l’efficacité.

Quel conseil donneriez-vous aux CTO cherchant à intégrer l'IA dans leurs opérations?

Les gens peuvent être résistants au changement. Ceci est vrai pour les employés de tous les secteurs, et cette résistance est souvent ressentie lorsque de nouvelles technologies sont introduites quelque part sans implication suffisante des parties prenantes.

Cependant, l’intégration de l’IA facilitera, dans la plupart des cas, la vie du personnel médical et des employés et servira d’outil pour les aider à obtenir de meilleurs résultats. Trop souvent, cela n’est compris qu’au sommet de l’organisation et dans la suite C. En tant que CTO, nous devrions essayer de travailler avec les ressources humaines et les communications internes pour faire en sorte que tous les employés comprennent la stratégie technologique de l’entreprise, comment elle va les aider à mieux faire leur travail et, ce qui est peut-être le plus important, les opportunités qu’elle créera.

(Image: © Crédit image: Rawpixel / Pixabay)

Quel est le potentiel de l'IA dans les soins de santé et pourrait-elle éventuellement remplacer un consultant à l'avenir?

Le potentiel de l'IA dans les soins de santé est énorme, car l'IA s'intègre de plus en plus à l'écosystème de la santé. L'IA transforme la façon dont les médecins offrent à leurs patients des services de diagnostic et de traitement rentables et de haute qualité. Par exemple, la technologie peut identifier des modèles et des anomalies dans les données de diagnostic à partir d'analyses médicales à une vitesse et un volume que l'homme ne peut tout simplement pas reproduire.

La puissance de traitement de l'IA a des applications qui vont bien au-delà des diagnostics simples. Il peut être utilisé pour aider les professionnels de la santé à identifier la gravité de ce qui ne va pas chez le patient et à mieux comprendre pourquoi il présente certains symptômes. Ces informations supplémentaires aident les médecins à choisir le traitement le plus efficace.

L’intelligence artificielle a un potentiel presque infini, mais l’avenir radieux qu’elle offre ne peut être atteinte si l’infrastructure nécessaire n’est pas en place pour soutenir son développement.

La mise en œuvre de la technologie d'intelligence artificielle sert à améliorer la capacité et l'efficacité du personnel médical formé, et non à le remplacer. En prenant comme exemple l'analyse du flux cardiaque, la technologie d'intelligence artificielle peut rapidement produire un modèle 3D précis des artères du patient à partir d'un tomodensitogramme, mais il faut encore qu'un médecin interprète l'importance de la maladie dans le modèle, l'intègre avec d'autres données du patient, et décider ensuite du meilleur traitement.

L'intelligence artificielle et l'analyse qu'elle fournit sont inestimables. Elles aident les médecins à utiliser plus efficacement leur temps et à améliorer les diagnostics. Cependant, l'intervention humaine restera toujours au centre des soins aux patients.

Charles A. Taylor, fondateur et directeur de la technologie chez HeartFlow

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