Rapprocher l'IA de la pratique clinique

Publié par Adrien le 09/02/2020 à 08:00
Source: Université McGill
En médecine, le pouvoir de l'intelligence artificielle (IA) réside dans sa capacité à détecter des tendances statistiques dans de grands ensembles de données. Une étude majeure publiée aujourd'hui vient démontrer comment l'IA peut orienter les patients ayant une tumeur (Le terme tumeur (du latin tumere, enfler) désigne, en médecine, une augmentation de volume d'un tissu, clairement délimitée sans précision de...) au cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens,...) et leurs médecins dans leurs choix thérapeutiques.

Le méningiome - qui prend naissance dans les membranes entourant le cerveau et la moelle épinière (La moelle épinière, ou moelle spinale, désigne la partie du système nerveux central prolongeant en dessous la medulla oblongata, ou bulbe rachidien, du tronc...) - est le type de tumeur du système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, de l'encéphale, de la moelle...) central le plus courant, avec 8,14 cas par 100 000 personnes. Si le pronostic est généralement meilleur que pour les autres tumeurs cérébrales, le degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de virulence (La virulence désigne le caractère pathogène, nocif et violent d'un micro-organisme (bactérie ou champignon). La virulence d'un pathogène létal est facilement mesurable mais celle des...) est très variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. En statistiques,...). C'est pourquoi il est extrêmement important de savoir prédire la malignité et le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de survie pour déterminer si l'intervention chirurgicale est la meilleure option pour le patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est prodigué un soin.).


L'application Meningioma

Dans cette étude, des chercheurs du Neuro (Institut et hôpital (Un hôpital est un lieu destiné à prendre en charge des personnes atteintes de pathologies et des traumatismes trop complexes pour pouvoir être traités à domicile ou dans le cabinet d'un...) neurologiques de Montréal) et de l'Hôpital de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de l'industrie,...) pour enfants du Centre universitaire de santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) McGill ont entraîné des algorithmes d'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences,...) automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a pour...) à partir des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de plus de 62 000 patients ayant un méningiome. L'objectif était de déceler des associations statistiques (La statistique est à la fois une science formelle, une méthode et une technique. Elle comprend la collecte, l'analyse, l'interprétation de données ainsi que la présentation de ces ressources afin de les rendre...) entre la malignité, le temps de survie et d'autres variables cliniques de base telles que la taille de la tumeur, son emplacement et la nature de l'intervention chirurgicale effectuée.

Bien que l'étude prouve la valeur prédictive des modèles pour chaque patient pris individuellement, les chercheurs insistent sur la nécessité de perfectionner les algorithmes à l'aide d'ensembles de données plus riches, dont des données moléculaires et d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se...) cérébrale.

L'équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...) a créé une application ouverte pour téléphone (Le téléphone est un système de communication, initialement conçu pour transmettre la voix humaine.) intelligent qui permet aux cliniciens et aux autres chercheurs d'essayer par eux-mêmes les algorithmes prédictifs qu'elle décrit dans son article. Elle espère que la nature entièrement libre et ouverte de l'application favorisera, dans le cadre de projets futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.), l'utilisation des nouveaux algorithmes d'apprentissage automatique sur le terrain. L'application est accessible ici, aux fins de démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou précédemment démontrées à partir de...) seulement: www.meningioma.app.

Jeremy Moreau, doctorant (Un doctorant est un chercheur débutant s'engageant, sous la supervision d'un directeur de thèse, dans un projet de recherche sur une durée variable selon les pays et les statuts, comprenant la rédaction et la soutenance...) et auteur principal de l'étude, explique que l'application vise à rendre les modèles prédictifs accessibles au clinicien moyen. Même si l'outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la...) devra être retravaillé avant de servir en contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui...) réel, l'étudiant-chercheur affirme qu'en le mettant entre les mains des médecins, son équipe peut obtenir leurs suggestions d'améliorations.

"Beaucoup de gens nous ont expliqué comment ils utilisaient l'application pour se figurer l'influence des différents facteurs cliniques sur la malignité et la survie, poursuit le doctorant. Nous la voyons comme un point (Graphie) d'entrée unique pour accroître l'applicabilité et la transparence (Un matériau ou un objet est qualifié de transparent lorsqu'il se laisse traverser par la lumière. Cette notion dépend de la longueur d'onde de la lumière :...) des modèles d'apprentissage automatique, trop souvent impossibles à évaluer pour le clinicien moyen, qui ne dispose ni du temps ni des connaissances en programmation (La programmation dans le domaine informatique est l'ensemble des activités qui permettent l'écriture des programmes informatiques. C'est une étape importante de la conception de logiciel (voire de matériel, cf. VHDL).) nécessaires."

L'étude a été publiée le 30 janvier 2020 dans la revue npj Digital Medicine. Financée par la fondation du Département de neurochirurgie (La neurochirurgie est la discipline chirurgicale qui est spécialisée dans le système nerveux central et le système nerveux périphérique. Les chirurgiens qui la...), elle a aussi été possible grâce au Fonds d'excellence en recherche Apogée (Un apogée (du grec apogeios : loin de la terre ; apo : loin + gê : Terre), dans les domaines de l'astronomie et de l'astronautique,...) Canada, qui a versé une subvention (Une subvention est une aide financière, c’est-à-dire une somme d’argent, qui est allouée par une institution publique ou privée à une personne ou une organisation privée ou publique dans le cadre d'un...) à l'Université McGill (L’Université McGill, située à Montréal au Québec, est une des universités les plus anciennes au Canada.) pour son programme Cerveau en santé, vie (La vie est le nom donné :) en santé. Jeremy Moreau a également reçu des bourses de formation du Fonds de recherche du Québec - Santé (FRQS) et de la Fondation des étoiles. Ses travaux sont supervisés par Sylvain Baillet, neuroscientifique au Neuro, et le Dr Roy Dudley, clinicien-chercheur à l'Hôpital de Montréal pour enfants. Les données des patients proviennent de la base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou « BDD ») est un lot d'informations stockées dans un dispositif informatique. Les technologies existantes permettent...) du programme Surveillance, Epidemiology, and End Results du National Cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce...) Institute.

Le Neuro

L'institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) et hôpital neurologiques de Montréal - le Neuro - est un chef de file mondial dans les domaines de la recherche sur le cerveau et des soins avancés. Depuis sa création en 1934 par le Dr Wilder Penfield, une sommité en neurochirurgie, il est devenu le plus grand établissement de recherche et de soins cliniques au Canada, et l'un des plus grands sur la scène internationale. Conjuguant recherche, soins aux patients et formation des grands esprits de demain, le Neuro est particulièrement bien placé pour améliorer la connaissance et le traitement des affections du système nerveux. En 2016, il est devenu le premier établissement au monde (Le mot monde peut désigner :) à adopter sans réserve le concept de science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens...) ouverte en créant l'Institut de science ouverte Tanenbaum. Établissement de recherche et d'enseignement (L'enseignement (du latin "insignis", remarquable, marqué d'un signe, distingué) est une pratique d'éducation visant à développer les connaissances d'un élève par le biais de communication...) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) McGill, l'Institut neurologique de Montréal s'inscrit dans la mission neuroscientifique du Centre universitaire de santé McGill. Pour en savoir plus, consultez le www.mcgill.ca/neuro/fr.
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