Alexandre Le Bouthillier, fondateur d’Imagia, start-up canadienne qui développe des outils d’aide au diagnostic en cancérologie, a accordé un entretien à Health&Tech Intelligence.
• Le rôle de Montréal dans le développement du deep learning,
• la valeur ajoutée du deep learning en matière d’aide à la détection et au diagnostic,
• le développement de la « radiomics »,
• les challenges liés à l’annotation des données,
• le rôle de l’IA auprès des radiologues,
Tels sont les principaux points abordés au cours de cet entretien.
D’où est né Imagia ?
Montréal est le pôle majeur du deep learning, notamment autour du Montreal Institute for Learning Algorithms (MILA), dirigé par l’un des trois co-fondateurs de la discipline, Yoshua Bengio. Dès 2012, nous avons réfléchi avec lui aux applications possibles du deep learning à la médecine, et avons ciblé l’oncologie en raison de la prévalence des cancers et des percées en reconnaissance d’images. Imagia fut fondée en 2015.
Quelle est la valeur ajoutée du deep learning en matière d’aide au diagnostic ?
Les premiers outils de CAD (computer aided detection/diagnosis) existent depuis 1998. Ces premiers systèmes demandaient de fastidieuses explications à la machine avec des résultats mitigés, contrairement au deep learning, qui apprend automatiquement les caractéristiques pertinentes par l’exemple. Le deep learning permet d’améliorer la précision, la sensibilité et la sensitivité des CAD, ce qui améliore la détection des anomalies, le diagnostic des pathologies et la qualité de la segmentation des tumeurs et des organes.
Le deep learning permet aussi de faire le lien entre des données variées (images, texte) qui sont généralement en silo. Il s’agit par exemple de décrire une image en mots ou identifier les zones d’intérêt au sein de l’imagerie à partir d’un rapport radiologique. À terme, cela vise à caractériser les patterns d’imagerie qui sont prédictifs de l’état de santé du patient, lesquels pourraient faire ressortir les liens entre les données issues de plusieurs sources afin d’évaluer un taux de survie, la réponse potentielle à un traitement ou bien la prévision d’effets secondaires.
Imagia a donc pour objectif d’identifier des biomarqueurs d’imagerie qui sont prédictifs de mutations génétiques. C’est une application de ce qu’on appelle la radiomics.
Qu’avez-vous développé plus précisément ?
Outre le traitement d’imagerie par CT-SCAN et la résonance magnétique, nos modèles peuvent aussi faire de la classification d’images vidéo en temps quasi réel, avec par exemple un usage pour les gastro-entérologues en endoscopie opératoire. Dans le cas du cancer colorectal, l’analyse vidéo en temps réel permet de classifier les polypes malins et bénins avec une sensibilité supérieure à 90 % sur la base de données fournies par les leaders d’opinions.
Dans le domaine de la pharmaceutique, nous travaillons à une solution pour déclencher le bon test de confirmation diagnostique et le bon choix de traitement à partir uniquement de l’imagerie : ceci offre un accès à faible coût à la médecine de précision.
Nous avons également élaboré une version simplifiée de notre produit qui permet de détecter et de classifier les nodules pulmonaires associés au cancer du poumon non à petites cellules.
Nous ne changeons pas le fonctionnement du système de santé, mais nous l’accélérons en réduisant les temps d’attente des patients pour que les tests et les traitements adaptés leurs soit fournis au moment opportun.
Quels sont les challenges auxquels vous êtes confrontés ?
L’entraînement de la machine sur un corpus de données nécessite des données constantes, notamment en termes de taille et de modalités pour une tumeur. Or, les données ne sont pas constantes, car les tests, tout comme l’équipement, ne sont pas toujours homogènes.
Nous avons donc dû modifier le framework du deep learning pour prendre en compte la totalité du corpus (imagerie, rapports, génétique).
Une autre difficulté est celle de l’évolution des données dans le temps pour comprendre les patterns qui y sont cachés : les examens ne sont pas toujours espacés du même laps de temps, ce qui complique l’analyse.
Enfin, les données disponibles sont brutes, non structurées pour que l’IA puisse apprendre. Les annoter, avec l’aide d’un expert, prend beaucoup de temps. De plus, cette structuration manuelle peut apporter un biais et introduire des erreurs dans le modèle. C’est pourquoi nous avons développé des techniques pour que l’étiquetage et la structuration soient semi-automatisées ou automatisées.
L’IA va-t-elle remplacer les radiologues ?
L’IA est très performante pour traiter des tâches pointues avec une grande précision, mais elle n’a pas le sens commun sur ce qu’elle n’a pas appris. Elle va faire disparaître certaines tâches simples comme le fait de conduire une voiture, ce qu’un humain apprend en quelques semaines. Elle ne remplacera pas le médecin, qui exerce après 20 ans d’études et de pratique. En tissant des liens entre les données brutes, l’IA va lui apporter une couche d’information prédictive supplémentaire, comme aide à la décision. De plus, par une automatisation des tâches simples, le spécialiste pourra se concentrer sur les cas les plus complexes. Dans le cas de programmes de dépistage du cancer et face à la quantité grandissante des données à passer en revue, l’IA sera un allié de choix pour les radiologues.
Comment avez-vous fait pour accéder à une masse de données suffisante pour entraîner votre machine ?
Pour moi, ce raisonnement prend le problème à l’envers. Si on cherche des données pour résoudre un problème, c’est qu’il n’y a pas de besoin de marché. En réalité, nous répondons aux demandes des leaders d’opinion. Ils disposent déjà de banques de données importantes.
Où en êtes-vous en termes de commercialisation ?
Nos biomarqueurs en imagerie basés sur le deep learning sont en développement et ne sont pas disponibles à la vente. Nous discutons actuellement avec les manufacturiers d’équipements d’imagerie et les sociétés pharmaceutiques, qui conçoivent, tout comme nous, que l’intelligence artificielle va améliorer significativement le continuum des soins de santé en oncologie.
mutex/ocfipreoqyfb/mutex