Rien n’arrête l’utilisation croissante de l’intelligence artificielle (IA) alors que des scientifiques, des chercheurs, des médecins et des experts en IA exploitent ses possibilités et ses avantages dans le secteur des soins de santé. Des innovations et des traitements révolutionnaires sont développés grâce à cette technologie, offrant un espoir à des millions de patients à travers le monde.

Prenez par exemple Acinetobacter baumannii, qui est l’une des espèces bactériennes les plus problématiques pouvant infecter les plaies et causer une pneumonie. L’Organisation mondiale de la santé a identifié ce superbactérie comme une menace « critique » car il peut résister à de multiples antibiotiques et survivre sur des surfaces et des équipements médicaux, tandis que le Dr Jonathan Stokes de l’Université McMaster l’a qualifiée « d’ennemi public numéro un ».

Cependant, récemment, des scientifiques—avec l’aide de l’IA qui a permis de réduire des milliers de produits chimiques potentiels à une poignée pour les tests—ont découvert un nouvel antibiotique appelé abaucin capable de tuer le superbactérie. Encore à son stade initial, le médicament devra subir d’autres essais avant d’être utilisé.

« L’IA accélère le rythme et, dans un monde idéal, réduit le coût de la découverte de ces nouvelles classes d’antibiotiques dont nous avons désespérément besoin », a déclaré le Dr Stokes à la BBC. Le développement de l’abaucin est le plus récent exemple de la façon dont l’IA peut être une force révolutionnaire en science et en médecine, les chercheurs au Canada et aux États-Unis étant convaincus que l’IA a le pouvoir d’accélérer massivement la découverte de nouveaux médicaments.

La structure du protéome humain

Avec l’aide du programme d’IA AlphaFold de DeepMind, qui permet de rechercher la structure 3D des protéines, des chercheurs ont dépassé les techniques traditionnelles, dont la cristallographie par rayons X et la microscopie électronique cryogénique (Cryo-EM), et prédit les structures de 350 000 protéines, dont 20 000 dans le protéome humain.

« Il faut énormément d’argent et de ressources pour obtenir des structures. Il nous fallait six mois par structure et maintenant cela ne prend que quelques minutes. Nous n’aurions jamais pu imaginer que cela arriverait si vite. Lorsque nous avons d’abord envoyé nos sept séquences à l’équipe de DeepMind, nous avions déjà les structures expérimentales de deux d’entre elles. Nous avons donc pu les tester à leur retour. Les structures produites [par AlphaFold] étaient identiques », a déclaré le Pr John McGeehan, biologiste structural à l’Université de Portsmouth, à la BBC.

En plus de rendre les données librement accessibles à tous pour tout usage, AlphaFold et l’Institut européen de bioinformatique du Laboratoire européen de biologie moléculaire ont élargi la base de données de plus de 200 fois pour atteindre plus de 200 millions de structures.

Les applications du système AlphaFold incluent la lutte contre la résistance aux antibiotiques, l’accélération de la découverte de médicaments contre les maladies négligées, le développement d’un nouveau vaccin contre le paludisme, la mise en lumière des variations génétiques, l’évaluation de l’impact du rotavirus sur la gastro-entérite, l’étude du complexe des pores nucléaires et la contribution au développement de médicaments pour le cancer et les maladies neurologiques.

« Nous croyons qu’il s’agit de l’image la plus complète et la plus précise à ce jour du protéome humain. Nous croyons que ce travail représente la contribution la plus significative de l’IA à l’avancement des connaissances scientifiques à ce jour. Et je pense que c’est une excellente illustration du genre de bénéfices que l’IA peut apporter à la société », a déclaré le Dr Demis Hassabis, chef de la direction et cofondateur de la société d’intelligence artificielle DeepMind, à la BBC.

Le lecteur de pensée

Sorti tout droit de la science-fiction, une équipe de recherche à Singapour a utilisé l’IA et une machine à balayage pour développer des techniques de lecture de pensée de base qui décodent ce qu’une personne imagine mentalement, tout en reproduisant des images représentatives.

Basé sur les mêmes principes et la technologie des modèles de langage de ChatGPT, Zijiao Chen, doctorant à la National University of Singapore (NUS) et l’un des chercheurs principaux de l’équipe, a comparé leur technologie à un « mini GPT pour le cerveau » qui utilise un vaste ensemble de données provenant d’une IRMf « pour apprendre comment notre cerveau interprète et pense ».

Les signaux générés par les scanners cérébraux ou l’IRMf (appareil d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle) des participants—qui regardaient des images tirées d’un ensemble de 160 000 images pendant plus de 18 heures—sont ensuite analysés par le modèle d’IA, MinD-Vis, afin de l’entraîner à associer certains schémas cérébraux avec les caractéristiques d’image. Le modèle de langage récupère ensuite les stimuli visuels inconnus à partir de nouvelles images présentées aux participants, sur la base de l’analyse de leur activité cérébrale.

« En d’autres termes, MinD-Vis est capable de lire et de reconstruire des images à partir de nos pensées. Le décodage atteint des informations vitales qui jouent un rôle dans la compréhension de la façon dont notre cerveau traite et interprète le monde qui nous entoure. Il aide les chercheurs à visualiser et à percer le mystère du cerveau et à approfondir la compréhension de ses fonctions complexes », a déclaré Chen au Telegraph. Il ajoute que cela n’atteint pas une précision de 100 %, mais offre des correspondances reconnaissables et surpasse nettement les expériences précédentes de nature similaire.

Alors que le professeur de neurobiologie de l’Université Columbia, Rafael Yuste, a déclaré au Telegraph qu’un tel progrès scientifique était « fantastique pour les patients et extrêmement important pour les chercheurs qui essaient de comprendre comment fonctionne le cerveau », il a également mis en garde qu’il pourrait être militarisé ou utilisé à des fins néfastes pour extraire des informations personnelles.

Un patient paraplégique marche grâce à la magie de l’IA

Magie ou pure science, un patient paraplégique a simplement pensé à bouger ses jambes et la technologie a fait le reste. À l’aide d’algorithmes fondés sur des méthodes d’IA adaptative, les chercheurs ont créé un « pont numérique »—entre le cerveau et la moelle épinière—tout en décodant les signaux cérébraux en temps réel provenant d’un dispositif électronique placé sur la tête du patient (cervelet) et en les transmettant à un neurostimulateur connecté à un réseau d’électrodes sur la moelle, qui contrôle le mouvement des jambes.

Les chercheurs, dont la neurochirurgienne Jocelyne Bloch et Guillaume Charvet, responsable de la recherche sur l’interface cerveau-ordinateur du CEA, l’organisme public français de recherche, ont indiqué que cette avancée permettra aux médecins de contourner les nerfs endommagés et d’améliorer le traitement d’une gamme de troubles neurologiques, dont les accidents vasculaires cérébraux. Cependant, beaucoup de recherche et développement sera nécessaire pour miniaturiser et perfectionner la technologie, réduire les coûts de production et mener de vastes essais cliniques.

Ayant désormais la capacité de retrouver un contrôle naturel sur le mouvement de ses membres, le patient Gert-Jan Oskam peut maintenant marcher et monter des escaliers. Il a déclaré au Financial Times : « Ce simple plaisir représente un changement significatif dans ma vie. C’est radicalement différent. Avant, j’avais l’impression que la stimulation me contrôlait, maintenant je contrôle moi-même la stimulation. Je peux faire des pas qui me semblent naturels. »

Solutions santé d’HCLTech

Ayant remporté le IoT Breakthrough Award dans la catégorie Innovation IoT Santé et Bien-être de l’année et le prix Everest Group PEAK Matrix ‘Fournisseur de services de l’année’ pour ses pratiques en sciences de la vie et soins de santé, le chef de file technologique HCLTech s’est concentré sur trois axes principaux : améliorer l’expérience client, améliorer la prestation des soins et générer de la valeur à travers l’entreprise grâce à ses technologies de pointe qui incluent l’IA, les données et l’analytique, l’IoT, la gestion du cycle de vie des produits (PDLC) et les opérations de gestion d’entreprise.

« La véritable valeur d’un écosystème numérique dans les systèmes de santé, c’est une plateforme d’intelligence intégrée capable d’adresser la chaîne de valeur du produit, les flux de travail cliniques et la chaîne de valeur opérationnelle ensemble. Nous voyons de nombreuses entreprises MedTech aller dans cette direction pour bâtir une plateforme complète d’intelligence opérationnelle intégrant à la fois les flux cliniques et de service », déclare Partha Marella, vice-président exécutif et chef mondial du segment des dispositifs médicaux et de la fabrication chez HCLTech.

« HCLTech a récemment aidé à la mise en place d’une telle plateforme pour une entreprise mondiale de dispositifs de diagnostic in vitro afin d’atteindre ses objectifs commerciaux, de réduire le temps de recherche de composés, d’identifier des processus thérapeutiques améliorés grâce à l’analyse de grandes quantités de données génomiques et d’offrir des thérapies personnalisées aux patients à partir des informations issues d’échantillons de biologie moléculaire. »

Pour un autre exemple, Marella commente : « HCLTech a aidé une importante entreprise d’équipement de stérilisation ayant opté pour une plateforme d’intelligence de service propulsée par l’IA afin de collecter des données de capteurs en temps réel de l’ensemble de sa clientèle et de prédire les défaillances potentielles de composants. Outre ces prévisions, ces modèles propulsés par l’IA et l’IoT déterminent également si un composant requiert un remplacement ou une intervention — augmentant ainsi l’efficacité et réduisant le service juste-à-temps. »

Autres avantages de l’IA en santé

Outre les innovations mentionnées ci-dessus, voici d’autres exemples de la façon dont l’IA change le domaine de la santé.

Conçu pour aider à détecter les polypes, GI Genius est un outil de coloscopie assisté par l’IA qui aide les médecins à placer des boîtes vertes autour des zones nécessitant plus d’attention—puisqu’elles peuvent révéler un cancer colorectal—durant l’examen d’imagerie diagnostique. Medtronic s’est associée à Nvidia pour distribuer ce système mondialement, permettant aux développeurs tiers de former et valider leurs propres modèles d’IA à l’aide de la plateforme d’accès IA.

Pour analyser le bruit cardiaque et fournir aux médecins un portrait complet du cœur du patient en moins de cinq minutes, Sensydia, une entreprise basée à Los Angeles, a conçu un système d’évaluation cardiaque non invasif (CPS) propulsé par l’IA qui a récemment complété le recrutement de 225 sujets pour une étude de développement du dispositif IA, ayant également mené plusieurs essais cliniques.

« L’IA transforme le dépistage de l’insuffisance cardiaque grâce à sa capacité à détecter précisément les types de problèmes cardiaques et à stratifier les risques. Avant les solutions basées sur l’IA, les spécialistes devaient identifier les problèmes à partir de l’analyse des ondes ECG—ce qui entraînait parfois des erreurs d’omission et le manque de détection de schémas subtils. Les solutions en IA de HCLTech—formées sur plusieurs centaines de milliers d’ondes ECG—aident à localiser rapidement les problèmes et à améliorer l’efficacité thérapeutique », ajoute Marella.

Conçue pour les utilisateurs trans-radiaux, la technologie Myo Plus d’Ottobock marque un nouveau paradigme dans le contrôle d’une prothèse myoélectrique ou d’une prothèse robotique. En unissant des algorithmes d’IA évolués avec les signaux EMG intuitifs et propres à chaque utilisateur, Myo Plus s’adapte à leurs mouvements naturels par des signaux électriques discrets de leurs muscles, sans demander à l’utilisateur de s’adapter au système.

Conçue pour offrir une meilleure visualisation ainsi que des informations chirurgicales en temps réel et sur demande en salle d’opération, Activ Surgical a annoncé en janvier l’achèvement de la première opération ActivSight assistée par l’IA le 22 décembre dernier au centre médical Wexner de l’Université d’État de l’Ohio avec son produit de lumière intelligente ActivSight. Ce produit est compatible avec les systèmes laparoscopiques et robotiques et s’intègre aux moniteurs standards.

Mettant en place son système de navigation chirurgicale propulsé par l’IA dans les salles d’opération pour recueillir des données, la plateforme Paradigm de Proprio, basée à Seattle, est la première à utiliser la « technologie du champ lumineux » en chirurgie rachidienne. La FDA américaine a récemment approuvé la nouvelle plateforme et désormais, les chirurgiens du dos pourront opérer plus efficacement. La jeune entreprise affirme avoir déployé son système Paradigm dans plusieurs salles d’opération américaines afin de capter des données chirurgicales qui aideront ultimement les chirurgiens à améliorer leurs interventions.

Edison est la nouvelle plateforme d’hébergement et d’agrégation de données propulsée par l’IA de GE HealthCare, qui vise à permettre un déploiement facile des outils cliniques, opérationnels, analytiques et d’IA, en connectant des appareils et d’autres sources de données via le nuage, la périphérie ou directement sur des appareils intelligents, dans une couche de données cliniques agrégées. Les apps Edison peuvent intégrer et assimiler des données de sources diverses, puis appliquer l’analytique ou des algorithmes évolués pour générer des insights cliniques, opérationnels et financiers.