Un Algorithme qui Rivalise avec les Experts pourrait Sauver des Vies

Un projet conjoint de l’Institut Weizmann des Sciences et de l’Université de New York a récemment remporté la première place d’une compétition pour l’innovation en échocardiographie.

Echocardiographie

Ces dernières années, les équipements ultrasons ont vu leurs dimensions et leurs prix chuter – à tel point qu’ils sont devenus des équipements standards  dans les hôpitaux et cliniques du monde entier. Mais les ultrasons actuels ont toujours besoin d’un expert hautement qualifié pour obtenir les images et interpréter les résultats ce qui bloque leur utilisation dans certains cas, pour des soins d’urgence par exemple. Dans le projet conjoint appelé On-Sight, des informaticiens de l’Institut Weizmann des Sciences et un cardiologue de l’École de Médecine NYU ont fait équipe afin de développer un système automatisé qui guide l’opérateur lors de l’acquisition des images et qui interprète ensuite précisément les résultats pour les médecins. 

Cette initiative a récemment remporté la première place du troisième « Echovation Challenge of the American Society of Echocardiography » (en français : Défi Échovation de la Société Américaine d’Échocardiographie).

Un échocardiogramme est un type d’examen par ultrasons qui mesure la fraction d’éjection du cœur – c’est-à-dire la fraction de sang dans la chambre gauche du cœur qui est éjectée vers le reste du corps en un battement.

Cette mesure est considérée comme la mesure de la fonction cardiaque la plus fiable et si elle pouvait être utilisée pour des diagnostics immédiats, elle pourrait sauver des vies.

Le prix 2018 a été annoncé lors du congrès de la Société à Nashville. On-Sight a été choisi parmi 30 autres projets car ses résultats obtenus en temps réels peuvent aider les médecins – même les non spécialistes ou encore les internes en médecine – à poser un diagnostic rapide et fiable.

Afin de tester le système, l’algorithme d’On-Sight s’est mesuré à quatre experts en échocardiographie : ses résultats de l’analyse de 114  echocardiogrames ont été comparés aux diagnostics de ces experts. Et le bilan a été impressionnant : les résultats obtenus par l’algorithme étaient plus proches que ceux diagnostiqués par  chacun des experts de la moyenne de leurs quatre mesures de la fraction d’éjection.

Les techniciens en ultrasons expérimentés suivent des heures d’entraînement, ont des années de pratique et assistent régulièrement à des cours de remise à niveau. Comment peut-on apprendre à un ordinateur à voir ce que ces experts qualifiés voient ? La technologie de On-Sight est basée sur de l’intelligence artificielle, de l’apprentissage automatique et des algorithmes d’analyse géométrique qui ont été développés dans l’équipe du Prof. Yaron Lipman du Département d’Informatique et Mathématiques Appliquées de l’Institut Weizmann. Ce type de système combine une méthode basée sur la façon dont le réseau de notre propre cerveau puise ses informations et fait des connexions, avec la capacité d’un ordinateur à absorber rapidement une grande quantité d’informations et à se spécialiser sur une tâche précise. Le Professeur Yaron Lipman est un expert dans le nouveau domaine de l’apprentissage automatique « géométrique », qui ajoute des couches de complexité supplémentaires aux réseaux neuronaux des ordinateurs. On peut ainsi traduire les diagnostics « intuitifs » de multiples experts sous forme de résultats clairs de tests médicaux.

L’équipe d’On-Sight est aussi composée du docteur Achi Ludomirsky, un expert en cardiologie pédiatrique à l’École de Médecine de NYU, d’Itay Kezurer, confondateur et futur Directeur des Nouvelles Technologies de l’entreprise On-Sight, et du Docteur Yoram Eshel, Directeur Général de l’entreprise.

Le groupe a choisi de se concentrer sur l’échocardiographie car un diagnostic rapide et précis pourra sauver de nombreuses vies. Outre les cas d’urgence, ils espèrent que cette technologie sera utilisée dans les centres de soins, les cliniques sportives, les ambulances et les pays en voie de développement.

Les recherches du Professeur Yaron Lipman sont financées par le Conseil Européen de la Recherche.