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Nvidia veut révolutionner l'imagerie médicale grâce à l'intelligence artificielle... sans remplacer l'humain

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Nvidia poursuit ses efforts dans l'imagerie médicale avec l'annonce d'un premier partenariat pour l'utilisation clinique de sa plate-forme Clara. C'est le King’s College London qui s'est laissé tenter, alléché par la promesse de diagnostics plus rapides et précis. Mais si Nvidia prône les bienfaits de l'intelligence artificielle, sa vice-présidente en charge de la santé est catégorique : ces outils sont là pour aider les praticiens, pas les remplacer.

Nvidia veut révolutionner l'imagerie médicale grâce à l'intelligence artificielle... sans remplacer l'humain
Nvidia veut révolutionner l'imagerie médicale grâce à l'intelligence artificielle... sans remplacer l'humain © Peggy.poon.ths - Wikimedia - CC BY-SA 4.0

Lors de sa conférence GTC Europe 2018, qui s’est déroulée du 9 au 11 octobre à Munich, Nvidia a annoncé un premier partenariat clinique pour sa plate-forme Clara, avec le King’s College London (KCL). Clara est une déclinaison des technologies d’intelligence artificielle de Nvidia dédiée à l’imagerie médicale.

 

Fédérer l'apprentissage des modèles sans partager de données sensibles

Le partenariat va porter sur l’utilisation d’un serveur Nvidia DGX 2 afin d’améliorer la qualité d’images 3D complexes provenant de scanners et d’IRM. Trois grands hôpitaux londoniens vont participer : King's College Hospital, Guy's and St Tomas', et South London and Maudsley. Cette technologie va permettre d’effectuer des diagnostics plus rapidement et avec plus de précision que par le passé, d’après le professeur Sébastien Ourselin, qui dirige l’Ecole d’ingénierie biomédicale et des sciences de l’imagerie de King’s College London.

 

La collaboration portera dans un premier temps sur le développement d'algorithmes pour entraîner des réseaux de neurones volumétriques à grande échelle, ainsi que sur une infrastructure d’apprentissage fédérée pour permettre à plusieurs institutions d'entraîner un modèle commun, mais sans avoir à partager de données sensibles.

 

Appliquer au médical des technologies développées pour l'automobile et l'entertainment

Cette offensive sur le secteur médical s'appuie sur des technologies que Nvidia a créées pour d'autres industries. Par exemple, fin septembre, à Tokyo, l'entreprise a lancé un kit de développement logiciel (Clara SDK) et a annoncé la plate-forme Clara AGX, qui utilise la même puce Xavier que les systèmes mis au point par Nvidia pour la voiture autonome.

 

"Les instruments médicaux utilisent aujourd’hui un CPU et un GPU, plus un FPGA pour traiter les données brutes, explique Kimberly Powell, VP of Healthcare chez Nvidia. Mais Xavier est justement très doué pour traiter les données issues de capteurs, ce qui veut dire que notre architecture peut désormais gérer toute la chaîne, puisqu’elle est programmable. Elle est suffisamment flexible pour pouvoir même se passer d’un CPU."

 

La puissance de calcul nécessaire augmentant en fonction des différents instruments, la dirigeante laisse d’ores et déjà entendre que l’architecture Turing, annoncée en août lors du Siggraph 2018, pourra venir en renfort au sein de certaines configurations. "Le ray tracing a un rôle à jouer dans l’imagerie médicale, déclare Kimberly Powell. Siemens est un innovateur dans ce domaine, ils ont créé un système de rendu cinématique pour l’imagerie médicale, et ce type de rendu s’appuie beaucoup sur le ray tracing afin de produire une visualisation très réaliste basée sur la lumière."

 

Outre une meilleure représentation 3D de l’anatomie, cela donne aussi de bien meilleures textures. "Les textures contiennent beaucoup d’informations, comme des marqueurs biologiques. Elles pourraient par exemple aider à savoir si un foie est malade ou si une tumeur cérébrale est susceptible de répondre à un traitement plutôt qu’un autre," explique Kimberly Powell, citant le professeur Elliot K. Fishman, expert mondialement connu en matière de tomodensitométrie.

 

De nouveaux instruments intégrant Clara dans 2 ans

Nvidia a un double objectif : intégrer Clara directement dans les nouveaux équipements, mais aussi augmenter les instruments médicaux existants, pour peu qu’ils soient déjà équipés de GPU… Et c’est le cas de la majorité d’entre eux aujourd’hui. Cela pourra passer par le cloud, mais aussi par l’utilisation d’un système en interne, en l’occurrence un serveur DGX. C’est le choix qu’a fait KCL. "Il faudra encore deux ans avant que ne sortent de nouveaux instruments qui incorporeront Clara, mais entre temps les fabricants développent des modules de mise à jour pour les équipements existants", détaille Kimberly Powell.

 

Standardiser et automatiser les procédures... sans supprimer l'humain

Un autre aspect clé désormais évoqué par Nvidia est la simplification du workflow des services de radiologie. L’idée est notamment d’effectuer la majeure partie du travail directement dans l’instrument, plutôt que d’avoir à envoyer les résultats sur deux stations de travail à la suite avant de pouvoir enfin visualiser les données. Mais cela va plus beaucoup loin dans la simplification des tâches.

 

"J’étais chez Siemens cette semaine, révèle Kimberly Powell. Ils ont une caméra qui permet de savoir si le patient est bien aligné dans l’instrument d’IRM, plutôt que de le faire mesurer par un technicien. C’est un exemple de ce qu’il est possible de faire. Il ne s’agit pas de remplacer les équipes mais d’augmenter leur travail pour standardiser et automatiser les procédures, même avant l’acquisition de l’image. Lors de l’acquisition elle-même, il est aussi possible de faire un scan rapide pour détecter la zone exacte sur laquelle se concentrer et n’envoyer des radiations que sur cette zone précise. Ensuite, peut-être qu’on pourrait optimiser le triage pour diriger plus rapidement les cas les urgents dans les services appropriés."

 

La dirigeante tient à se démarquer très fermement des discours sur la fin du métier de radiologue et l'automatisation totale de l'imagerie médicale qu'on a pu entendre il y a quelques années. "Notre rôle est d’apporter de la puissance de calcul et des outils pour aider à améliorer les traitements. Ensuite ce sont nos partenaires, comme Siemens ou AEG, qui vont travailler avec les médecins sur l’implémentation de ces technologies, comme ils le font déjà depuis des décennies. Nous n’avons pas de projets pour créer d’algorithmes approuvés par la FDA ni quoi que ce soit de ce genre."

 

La prochaine échéance pour Clara sera la conférence RSNA 2018, qui aura lieu du 25 au 30 novembre à Chicago. Nvidia devrait y faire des annonces et organiser des démonstrations pour séduire les radiologues nord-américains.

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