Comment l’IA est utilisée pour détecter le cancer qui manque aux médecins

Dans une pièce sombre de l’hôpital du district de Pács-Kiskun à l’extérieur de Budapest, le Dr Eva Ambroszi, radiologue avec plus de deux décennies d’expérience, a regardé un écran d’ordinateur montrant la mammographie d’une patiente.

Deux radiologues avaient précédemment déclaré que les radiographies ne montraient aucun signe indiquant que la patiente avait un cancer du sein. Mais le Dr Ambroszi examinait de près plusieurs zones du scan entourées en rouge, que le logiciel d’IA avait étiquetées comme potentiellement cancéreuses.

« C’est quelque chose, » dit-elle. Bientôt, la femme a reçu l’ordre d’être appelée pour une biopsie, qui aurait lieu la semaine prochaine.

Les progrès de l’intelligence artificielle commencent à faire des percées dans le dépistage du cancer du sein en détectant les signes manqués par les médecins. Jusqu’à présent, la technologie montre une capacité remarquable à détecter le cancer au moins aussi bien que les radiologues humains, selon les premières découvertes et les radiologues, dans ce qui est peut-être le signe le plus tangible à ce jour de la façon dont l’IA peut améliorer la santé publique.

La Hongrie, qui dispose d’un solide programme de dépistage du cancer du sein, est l’une des plus grandes régions pour tester la technologie sur de vrais patients. Dans cinq hôpitaux et cliniques qui effectuent plus de 35 000 scans par an, les systèmes d’IA lancés à partir de 2021 aident désormais à détecter les signes de cancer que les radiologues auraient pu manquer. Des cliniques et des hôpitaux aux États-Unis, en Grande-Bretagne et dans l’Union européenne ont également commencé à tester ou à fournir des données pour aider à développer des systèmes.

L’utilisation de l’IA est en hausse alors que la technologie devient le centre d’un boom de la Silicon Valley, avec la sortie de chatbots comme ChatGPT qui montrent comment l’IA a la capacité remarquable de communiquer en prose humaine – avec des résultats parfois troublants. Construite sur un modèle similaire utilisé par les chatbots et modélisée sur le cerveau humain, la technologie de dépistage du cancer du sein montre d’autres façons dont l’IA imprègne la vie quotidienne.

Les médecins et les développeurs d’IA ont déclaré que l’utilisation généralisée de la technologie de détection du cancer se heurte encore à de nombreux obstacles. Des essais cliniques supplémentaires sont nécessaires avant que les systèmes puissent être largement adoptés comme deuxième ou troisième lecteur pour les dépistages du cancer du sein, au-delà du nombre limité de paramètres utilisant actuellement cette technologie. L’outil doit également montrer qu’il peut produire des résultats précis sur les femmes de tous âges, ethnies et types de corps. Les radiologues ont déclaré que la technologie devrait s’avérer capable d’identifier des formes plus complexes de cancer du sein et de réduire les faux positifs non cancéreux.

Les outils d’IA ont également suscité un débat sur l’opportunité de remplacer les radiologues humains, alors que les fabricants de technologies sont confrontés à un examen réglementaire et à la résistance de certains médecins et organismes de santé. Pour l’instant, ces préoccupations semblent exagérées, de nombreux experts affirmant que la technologie ne sera efficace et digne de confiance des patients que si elle est utilisée en partenariat avec des cliniciens formés.

En fin de compte, l’IA pourrait sauver des vies, a déclaré le Dr Laszlo Tabar, l’un des principaux éducateurs en mammographie en Europe, qui a déclaré avoir acquis la technologie après avoir examiné ses performances dans le dépistage du cancer du sein par plusieurs fournisseurs.

Il a dit : « Je rêve du jour où des femmes se rendront dans un centre de traitement du cancer du sein et demanderont : ‘Avez-vous ou non une intelligence artificielle ?' » « 

Des centaines de photos par jour

En 2016, Jeff Hinton, l’un des plus grands chercheurs mondiaux en intelligence artificielle, a fait valoir que la technologie dépasserait les compétences des radiologues d’ici cinq ans.

« Je pense que si vous êtes radiologue, vous êtes comme Wile E. Coyote dans un dessin animé », il a dit au New Yorker en 2017. « Vous êtes déjà au bord de la falaise, mais vous n’avez pas encore regardé en bas. Il n’y a pas de terre en dessous. »

M. Hinton et deux de ses étudiants de l’Université de Toronto ont construit un système de reconnaissance d’images capable d’identifier avec précision des objets courants tels que des fleurs, des chiens et des voitures. La technologie au cœur de leur système – appelée réseau de neurones – est calquée sur la façon dont le cerveau humain traite les informations provenant de diverses sources. C’est ce qui est utilisé pour identifier les personnes et les animaux dans les photos publiées sur des applications comme Google Photos, et cela permet à Siri et Alexa de reconnaître les mots que les gens parlent. Les réseaux de neurones ont également mené la nouvelle vague de chatbots tels que ChatGPT.

De nombreux évangélistes de l’IA pensent qu’une telle technologie peut facilement être appliquée à la détection de maladies et de maladies, comme le cancer du sein dans une mammographie. En 2020, 2,3 millions de personnes ont reçu un diagnostic de cancer du sein et 685 000 en sont mortes, selon l’Organisation mondiale de la santé.

Mais tout le monde n’estimait pas que le remplacement des radiologistes serait aussi facile que prévu par M. Hinton. Peter Kiskemthi, un informaticien qui a cofondé Kheiron Medical Technologies, une société de logiciels qui développe des outils d’IA pour aider les radiologues à détecter les premiers signes de cancer, savait que la réalité serait plus complexe.

M. Kecskemethy a grandi en Hongrie et a passé du temps dans l’un des plus grands hôpitaux de Budapest. Sa mère était radiologue, qui lui a donné un aperçu de première main des difficultés de trouver une petite tumeur maligne dans une photographie. Les radiologues passent souvent des heures chaque jour dans une pièce sombre à regarder des centaines d’images et à prendre des décisions qui changent la vie des patients.

« Il est très facile de passer à côté des petites lésions », a déclaré le Dr Edith Karpaty, la mère de M. Kesksmithy, qui est maintenant directrice des produits médicaux de Kheiron. « Je ne peux pas rester concentré. »

M. Kecskemethy, ainsi que le co-fondateur de Kheiron, Tobias Rijken, un expert en apprentissage automatique, ont déclaré que l’IA devrait aider les médecins. Pour former leurs systèmes d’IA, ils ont collecté plus de cinq millions de mammographies historiques de patients déjà diagnostiqués, fournis par des cliniques en Hongrie et en Argentine, ainsi que des institutions universitaires, telles que l’Université Emory. La société basée à Londres paie également 12 radiologues pour étiqueter les images à l’aide d’un logiciel spécial qui apprend à l’IA à détecter les tumeurs cancéreuses par leur forme, leur densité, leur emplacement et d’autres facteurs.

À partir des millions de cas introduits dans le système, la technologie crée une représentation mathématique des mammographies et des personnes atteintes de cancer. Avec la possibilité de regarder chaque image avec plus de précision que l’œil humain, il compare ensuite cette ligne de base pour trouver des anomalies sur chaque mammographie.

L’année dernière, après avoir testé plus de 275 000 cas de cancer du sein, Kheron mentionné Son logiciel d’intelligence artificielle correspond aux performances des radiologues lorsqu’ils agissent comme deuxième lecteur pour les examens de mammographie. Il réduit également la charge de travail des radiologues d’au moins 30 % car il réduit le nombre de radiographies qu’ils doivent lire. Dans d’autres découvertes d’une clinique hongroise l’année dernière, la technologie a augmenté le taux de détection du cancer de 13% parce que davantage de tumeurs malignes ont été identifiées.

Le Dr Tabar, dont les techniques de lecture de mammographie sont couramment utilisées par les radiologues, a piloté le logiciel en 2021 en récupérant plusieurs des cas les plus difficiles de sa carrière dans lesquels les radiologues ont manqué des signes de cancer. Dans chaque cas, il a été découvert par l’intelligence artificielle.

« J’ai été scandaleusement surpris de voir à quel point c’était bon », a déclaré le Dr Tabar. Il a déclaré qu’il n’avait aucun lien financier avec Kheiron lorsqu’il a testé la technologie pour la première fois et qu’il a depuis reçu des honoraires de conseil pour obtenir des commentaires sur l’amélioration des systèmes. Il a déclaré que les systèmes qu’il avait testés auprès d’autres sociétés d’IA, notamment Lunit Insight de Corée du Sud et Vara d’Allemagne, avaient également fourni des résultats de détection encourageants.

preuve en Hongrie

La technologie de Kheiron a été utilisée pour la première fois sur des patients en 2021 dans une petite clinique de Budapest appelée MaMMa Clinic. Une fois la mammographie terminée, deux radiologues l’examinent à la recherche de signes de cancer. L’IA fait ensuite équipe avec des médecins ou des zones de signalisation pour revérifier.

Sur cinq sites MaMMa Klinika en Hongrie, 22 cas ont été documentés depuis 2021 dans lesquels l’IA a identifié des cancers que les radiologues ont manqués, avec environ 40 autres cas en cours d’examen.

« C’est une énorme réussite », a déclaré le Dr András Vadászy, directeur de la MaMMa Klinika, qui a été présenté à Kheiron par le Dr Karpati, la mère de M. Kecskemethy. « Si cette opération doit sauver une ou deux vies, cela en vaudra la peine. »

Khero a déclaré que la technologie fonctionnait mieux aux côtés des médecins, plutôt qu’à leur place. Il sera utilisé par le NHS Scotland comme lecteur supplémentaire pour les dépistages par mammographie dans six sites, et il sera présent dans environ 30 sites de dépistage du cancer du sein gérés par le NHS England d’ici la fin de l’année. L’hôpital universitaire d’Oulu en Finlande prévoit également d’utiliser cette technologie, et un bus fera le tour d’Oman cette année pour effectuer des dépistages du cancer du sein à l’aide de l’IA.

« L’IA-plus-Docteur devrait à lui seul remplacer le Docteur, mais l’IA ne devrait pas remplacer le Docteur », a déclaré M. Kecskemethy.

L’Institut national du cancer a estimé Environ 20 pour cent des cancers du sein sont manqués lors des mammographies de dépistage.

Constance Lehmann, MD, professeur de radiologie à la Harvard Medical School et chef de la mammographie et de la radiologie au Massachusetts General Hospital, a exhorté les médecins à garder l’esprit ouvert.

Nous ne sommes pas sans importance, dit-elle, mais il y a des tâches qui sont mieux faites avec des ordinateurs.

À l’hôpital du district de Pács-Kiskun, à l’extérieur de Budapest, le Dr Ambrozai a déclaré qu’elle était initialement sceptique quant à la technologie, mais qu’elle a rapidement été attirée. Elle a tiré une radiographie d’une femme de 58 ans atteinte d’une petite tumeur détectée par l’IA que le Dr Ambrosai avait du mal à voir.

Elle a dit que l’IA a vu quelque chose qui « semblait apparaître de nulle part ».