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"L'IA est partout présente en imagerie, de l'acquisition au traitement des données" (Afib)

Crédit : Afib
Crédit : Afib

(Par Geneviève DE LACOUR, aux journées de l'Afib)

REIMS (Haute-Marne), 10 octobre 2019 (TecHopital) - L'Intelligence artificielle (IA) est partout présente en imagerie, de l'acquisition au traitement des données et offre un espoir pour faire face à l’augmentation du nombre d’examens, ont indiqué le 3 octobre, lors du congrès annuel de l'Association française des ingénieurs biomédicaux (Afib), Laurence Chave et Marc Pommier, représentant la délégation Afib au dernier congrès RSNA.

"Notre objectif est de faire une synthèse de l'art de l'imagerie, suite au congrès annuel de la société nord-américaine de radiologie (RNSA)", ont expliqué Laurence Chave ingénieure biomédicale au CH d'Orange, et Marc Pommier de l'Assistance publique-hôpitaux de Paris (AP-HP).

Un groupe de 12 ingénieurs biomédicaux de l'Afib s'était rendu du 25 au 30 novembre 2018 à Chicago pour réaliser une veille technologique. Le RSNA est un congrès international qui regroupe 27.000 personnes avec une importante délégation française de 1.200 personnes et 700 exposants. "Nous avons vu beaucoup de présentations de matériel", ont rajouté les deux ingénieurs biomédicaux.

"L'intelligence artificielle offre un espoir pour faire face à l’augmentation du nombre d’examens (augmentation de 2% par an). L'IA permet de gagner du temps, améliorer les diagnostics, avec des outils plus collaboratifs, plus riches, et faire face à la démographie", a souligné Laurence Chave. "De multiples applications sont attendues impactant autant les performances de diagnostic que la manière dont les images sont acquises, le flux des patients ou encore le flux de lecture des examens."

L'IA s'applique donc de l'acquisition à l'interprétation, avec par exemple des algorithmes de débruitage implantés dans les scanners, des reconstructions d'image post-injection avec moins d'agents de contraste, des durées d'examens réduites sur IRM, une diminution des doses de rayons X, une optimisation des protocoles (meilleur centrage du patient). Au niveau de l'interprétation, l'IA permet des segmentations automatiques qui fonctionnent, des post-traitements, des détections automatiques d'anomalies, et l'interprétation automatique d'anomalies.

Mais elle a aussi ses limites. Il faut d'abord que les données soient de qualité. "L'IA étant une boîte noire, il faut des 'data scientists', des mathématiciens pour les comprendre. Du coup, le rôle du radiologue dans le cadre de la restitution des examens devra être renforcé." Autre sujet sensible, celui de l'accord des patients, de l'anonymisation des données. Il existe aussi un "enjeu éthique majeur au niveau de la médecine prédictive avec la possibilité de pouvoir expliquer au patient les résultats d’un examen qui ne constitue pas un diagnostic mais la probabilité de survenue d’un diagnostic. Cela place le radiologue dans une position d’annonce plus complexe".

Les membres de la délégation ont constaté l'émergence de la notion de radiomique qui consiste à extraire de manière mathématique toutes les données contenues dans l'image. Ou comment mieux caractériser les tumeurs, en exploitant de manière approfondie des données directement contenues dans les approches classiques d’imagerie.

Les innovations en matière d'IRM

Les deux ingénieurs notent une importante progression en France du parc installé d'IRM (plus 50 IRM installés en 2017) mais "un faible impact sur les délais d'attente, qui s'est très peu raccourci". De plus, "on voit l'émergence et le développement d'un parc d'IRM de très haut champ, c'est à dire supérieur à 3T, avec 80 machines installées dans le monde et 3 appareils IRM 7T en France".

L'émergence de nouveaux principes technologiques a été constatée à Chicago avec Philips qui présentait l'IRM Ambition* 1,5 T sans hélium. L'appareil utilise 7 litres d’hélium au lieu de 1.000 litres. "Economique à l'installation, économique en fonctionnement, mais c'est une machine qui reste très chère", a souligné Marc Pommier.

Concernant les accessoires, tous les ans des améliorations sont apportées au niveau des antennes, avec du matériel beaucoup plus souple, moins lourd, pouvant faire du chevauchement d'éléments.

Les scanners truffés d'IA

"L'IA dans les scanners: maintenant il y en a partout !", se sont exclamés les deux ingénieurs biomédicaux. La France dispose d'un parc de 1.400 machines sur son territoire. Lors du congrès RSNA, les ingénieurs ont appris la volonté du chinois Neusoft Medical de s'implanter sur le marché français. NGI en est le distributeur exclusif.

De son côté, Canon propose une nouvelle machine, l'Aquilion precision* qui propose "des images scanner en ultra haute définition grâce à une nouvelle technologie d'acquisition, des détecteurs de 0,25 mm, présentés au RSNA 2017 et commercialisés depuis le printemps 2018". Grâce à une résolution spatiale de 150 microns, ils soulignent l'amélioration de la détection et de la classification des tumeurs grâce à l'acquisition des images en ultra haute résolution.

Ils ont également constaté des améliorations apportées par les constructeurs sur le confort patient et le workflow : les séquences sont de plus en plus silencieuses et intègrent la vidéo. La fréquence cardiaque est intégrée, la fréquence respiratoire également et la morphologie du patient est prise en compte.

Canon a développé du deep-learning de reconstruction (DLR) avec la technique AiCE* pour Advanced Intelligence Clear-iQ Engine. C'est-à-dire qu'il utilise un réseau de neurones profonds préformés et entraînés à différencier le signal du bruit afin de supprimer ce dernier. L’exposition aux rayons X est également réduite. Ce scanner est présent aux CHU de Dijon, de Nancy et à Gustave-Roussy.

Chez Siemens, l'AI-Rad-Companion* est un "assistant logiciel qui marque et mesure les anomalies au niveau des poumons du cœur de l’aorte, des artères coronaires, et prépare ses conclusions dans un rapport structuré".

Radiologie, radiologie interventionnelle et médecine nucléaire

En matière de radiologie, quelques constructeurs anticipent les futures normes de cybersécurité en prenant exemple sur les exigences du ministère de la défense américain c'est-à-dire: une mise à jour des logiciels tous les 90 jours, une traçabilité des connexions, le suivi des identités des utilisateurs, une vérification tous les 15 jours des systèmes, etc..

La tendance en matière de radiologie et d'IA est d'avoir des logiciels implantés dans les systèmes. Samsung propose d'intégrer le deep-learning appelé bone suppression qui consiste à supprimer les côtes et la colonne vertébrale sur les radiographies de thorax. Et présente aussi une nouveauté commercialisée depuis 2018, l’auto lung nodule detection pour la détection automatique des nodules sur les radiographies de thorax.

En matière de radiologie interventionnelle, les salles interventionnelles multimodales (scanner et arceau) se développent de plus en plus. Elles permettent une diminution du temps de prise en charge et une amélioration de la qualité des soins. La salle multimodale est en même temps opératoire (une seule anesthésie).

Neurochirurgie, orthopédie: de plus en plus de spécialités font appel à l'imagerie en 3D. "Il s'agit de projets complexes car couplés à la gestion vidéo".

En matière de médecine nucléaire, "le marché est dynamique". Les règles de remboursement des examens pour les PET-Scan ont été modifiées. Elles sont dorénavant alignées sur celles des scanners et IRM. "Les prix baissent parce que cela se développe." Les forfaits techniques sont de 7 ans et les ARS ont annoncé de nouvelles créations d’autorisations.

"Ce segment de marché n’échappe pas à la vague de développement de l’IA ou du deep learning, même si cela reste assez confidentiel." L’objectif des industriels reste l’amélioration de la prise en charge du patient par un diagnostic plus rapide et plus précoce: une meilleure détectabilité et des outils d’aide au diagnostic plus performants.

"A l'horizon 2020, 5 machines TEP-IRM seront installées en France. Mais cette machine demeure très coûteuse (5 millions d'euros)", a annoncé Laurence Chave.

Crédit : Afib
Le TEP-Scan corps entier a eu beaucoup de succès dans le microcosme de la médecine nucléaire parce que l'acquisition se fait en une seule fois grâce à un anneau de 1,9 m de long.

Un autre sujet qui fait beaucoup parler de lui c'est la théragnostique qui consiste à diagnostiquer et traiter en même temps. "La médecine nucléaire n’était jusqu'à présent liée qu'au diagnostic, elle devient de plus en plus impliquée dans la thérapie", a souligné Laurence Chave.

En matière de mammographie, la France dispose d'un parc de 2.300 mammographes avec 76% en numérique 'grand champ' dont 500 équipés de la tomosynthèse qui est toujours en cours d’évaluation par la Haute autorité de santé (HAS). "Est-ce que d'ici quelques années, l’IA permettra d’éviter les doubles lectures?", s'interroge Marc Pommier.

Actuellement, c'est l’angiomammographie qui se développe. Elle combine la mammographie et l’injection de produits de contraste, et constitue une possible alternative à l’IRM. Il s'agit d'une technique plus rapide et moins coûteuse.

Grâce à l'IA, l'échographe se transforme et passe d’un outil simple à un outil de quantification. "Il s’épaissit." Ces solutions existent pour le foie, la thyroïde, le cœur, le sein, le système vasculaire. "Canon est une référence dans le domaine de l’imagerie superficielle en échographie, avec des sondes de 24 MHz, Canon Medical a fait la démonstration de sa maîtrise technologique de l’ultra haute fréquence (UHF) en présentant une nouvelle sonde matricielle de 33 MHz."

Un géant chinois est né

Les ingénieurs biomédicaux de l'Afib ont remarqué la présence pour la première fois au RSNA du constructeur chinois "United Imaging" qui avait le plus grand stand du congrès. Il propose une offre complète avec de la radiologie, des scanners, IRM 1,5 et 3 T, des TEP-Scan et même des TEP-IRM. "Il s'agit d'un mix de différents constructeurs, au travers de la copie mais aussi des innovations."

Enfin, des produits originaux ont été présentés comme cet IRM néonatal (Embrace Neonatal MRI System*) d'Aspectimaging et Néona* de Time Medical Systems. Mais aussi un mini-scanner : le Nanofocus XRay*.

gdl/ab

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