L'Institut Vector et l'Université Ontario Tech soutiennent deux hôpitaux dans le domaine de l'analyse prédictive pour détecter la septicémie chez les nourrissons grâce à l'apprentissage automatique.
Toronto – Aujourd'hui, l'Institut Vector, un institut de recherche indépendant à but non lucratif spécialisé dans l'apprentissage automatique de pointe, a annoncé le dernier volet de sa série de
Projets pilotes visant à mettre en œuvre l'intelligence artificielle (IA) dans le secteur de la santé.
Le cinquième projet Pathfinder utilise l'apprentissage automatique pour la détection précoce de la septicémie chez les nourrissons en unité de soins intensifs néonatals (USIN).
La septicémie est une affection potentiellement mortelle caractérisée par la prolifération de bactéries dans le sang, entraînant une réaction inflammatoire généralisée et sévère. Chez le nourrisson, elle figure parmi les principales causes de morbidité et de mortalité à long terme dans le monde.
Avec le soutien du Vector Institute et sous la direction de la Dre Carolyn McGregor de l'Université Ontario Tech, Artemis est une plateforme d'analyse prédictive qui utilise l'apprentissage machine pour aider les médecins dans la prise en charge des nouveau-nés en soins intensifs. Artemis est développé en partenariat avec l'Hôpital pour enfants McMaster et le Centre régional de santé Southlake. Une fois pleinement opérationnel, le système Artemis assurera la surveillance des nourrissons aux soins intensifs néonatals et alertera les cliniciens en cas de septicémie, avant même que celle-ci ne soit cliniquement apparente. À terme, Artemis permettra de réduire la mortalité, la morbidité et la durée moyenne du séjour aux soins intensifs néonatals.
« Le dépistage précoce de la septicémie chez les nouveau-nés peut sauver de nombreuses vies », affirme le Dr McGregor. Les données d’Artemis peuvent aider les unités de soins intensifs néonatals à mieux gérer l’utilisation des antibiotiques et à réduire la fréquence des prélèvements sanguins. Nos recherches ont également permis de mieux comprendre plusieurs autres affections, ce qui contribuera à améliorer le pronostic de ces nourrissons fragiles et de leurs familles. »
Les bébés prématurés ont un système immunitaire immature, ce qui les rend extrêmement vulnérables aux infections, ce qui peut entraîner une septicémie. Les symptômes apparaissent rapidement et de façon imprévisible, et l'issue peut être fatale en quelques heures. Un quart des nourrissons prématurés développeront un épisode de septicémie pendant leur séjour à l'unité de soins intensifs néonatals. Dix pour cent des cas sont mortels.
« Nous avons commencé à utiliser Artemis avec de très jeunes patients », ajoute le Dr Edward Pugh, responsable clinique à l'hôpital pour enfants McMaster. « Mais cette plateforme d'analyse a le potentiel d'être déployée chez les adultes et de transformer radicalement notre façon de travailler. »
« En tant qu’hôpital communautaire et régional, Southlake a à cœur le bien-être de tous ses patients », déclare Patrick Clifford, directeur de la recherche et de l’innovation au Centre régional de santé de Southlake. La possibilité de collaborer au projet Artemis permet non seulement d’améliorer les soins prodigués à nos nouveau-nés très vulnérables, mais aussi aux hôpitaux comme Southlake de mieux servir nos plus petits patients grâce à des soins de pointe, plus près de chez eux. »
Les projets Pathfinder sont des initiatives à petite échelle conçues pour produire des résultats en 12 à 18 mois afin d'orienter les recherches futures et l'adoption des technologies. Grâce au soutien technique et matériel du Vector Institute, ces projets réunissent une équipe de recherche multidisciplinaire pour s'attaquer à un problème ou une opportunité importante dans le domaine de la santé en utilisant plus largement l'apprentissage machine et l'intelligence artificielle. Chaque projet a été sélectionné pour son potentiel à aider à identifier une voie permettant à la recherche de pointe en apprentissage automatique de se traduire par des avantages concrets pour les patients.
À propos de l'Institut Vector
L'Institut Vector est une société indépendante à but non lucratif vouée à l'avancement de l'IA et spécialisée dans l'apprentissage machine et l'apprentissage profond. Sa vision est de promouvoir l'excellence et le leadership au Canada en matière de connaissances, de création et d'utilisation de l'IA afin de stimuler la croissance économique et d'améliorer la vie des Canadiens.
L’Institut Vector est financé par la province de l’Ontario, le gouvernement du Canada par l’entremise de la Stratégie pancanadienne en matière d’IA administrée par le CIFAR, et des commanditaires de l’industrie provenant de l’ensemble de l’économie canadienne.
Prédire la septicémie chez les nourrissons grâce à l'apprentissage machine
Derrière les moniteurs médicaux de l'unité de soins intensifs néonatals (USIN) de l'hôpital pour enfants McMaster se trouve un petit boîtier beige. La plupart des visiteurs ne le remarquent probablement pas, mais son apparence anodine cache son rôle : il donne accès à un outil puissant qui pourrait sauver la vie des plus petits patients de l'hôpital.
« La boîte en soi n’a rien d’exceptionnel », confirme le Dr Edward Pugh, responsable clinique à McMaster. « Mais elle a le potentiel de transformer radicalement notre façon de travailler, à mes collègues et moi. »
Le boîtier en question est le point de connexion au chevet du patient pour Artemis, une plateforme de collecte de données en nuage qui utilise l'apprentissage automatique pour recueillir, stocker et analyser les données des patients. Le système est actuellement testé dans deux hôpitaux en Ontario : le Southlake Regional Health Centre à Newmarket et le McMaster Hospital à Hamilton. Fonctionnant en continu en arrière-plan des unités de soins intensifs néonatals (USIN) de chaque hôpital, le système envoie et reçoit des données à un volume équivalent à 1 000 gazouillis par seconde et par nourrisson, pour environ 1 200 patients par an.
Avec le soutien du Vector Institute, la chercheuse Carolyn McGregor, de l'Université Ontario Tech, qui dirige le projet, en collaboration avec le Dr Pugh, Southlake et leurs équipes, a mis au point Artemis. Ce système utilise l'intelligence artificielle pour surveiller en continu de nombreux flux de données et analyser les variations de la physiologie infantile. Des variations d'indicateurs tels que le rythme cardiaque ou la respiration peuvent signaler une infection chez l'enfant. Le cas échéant, Artemis avisera les médecins, qui interpréteront les données et décideront des mesures à prendre.
« L’une de nos principales contributions est de définir les schémas d’autres affections qui peuvent déstabiliser un nouveau-né de manière similaire », explique le Dr McGregor. En identifiant précisément la septicémie et les autres événements qui déstabilisent un nouveau-né, nous pourrons limiter l’administration d’antibiotiques et les examens inutiles. La réduction des interventions en soins intensifs néonatals peut améliorer le pronostic à long terme de ces nourrissons fragiles et diminuer la détresse et le fardeau qui pèse sur leurs familles. »
La septicémie est l'une des affections les plus fréquentes et les plus dévastatrices chez les nourrissons prématurés et les bébés nés à terme malades, explique le Dr McGregor. Elle survient lorsque l'équilibre des substances chimiques naturelles produites par l'organisme pour se défendre contre les infections est perturbé. Le système immunitaire immature des bébés prématurés les rend particulièrement vulnérables : un quart d'entre eux développent une septicémie. « Les symptômes apparaissent rapidement et de façon imprévisible et peuvent être mortels en quelques heures », précise-t-elle, ajoutant que 10 % des cas sont fatals.
L'hôpital McMaster abrite la plus grande unité de soins intensifs néonatals de l'Ontario, où sont pris en charge des bébés pesant de 350 grammes à huit kilogrammes. « Certains bébés restent hospitalisés jusqu'à un an », souligne le Dr Pugh. « C'est rare dans les unités de soins intensifs néonatals. Le volume, la gravité et la grande variété des pathologies rencontrées à McMaster et dans un grand hôpital communautaire comme Southlake en font des endroits idéaux pour tester le système Artemis sur le terrain.
Les études se poursuivront jusqu'en 2020. Une fois pleinement opérationnel, le programme Artemis, selon les chercheurs, pourrait être étendu au-delà du simple dépistage de la septicémie et en dehors des unités de soins intensifs néonatals. « Notre structure est de petite taille et nous travaillons avec les patients les plus fragiles », explique le Dr Pugh, « mais notre potentiel d'impact est immense. »
Projets Pathfinder supplémentaires
- Un cardiologue canadien réputé utilise l'IA pour résoudre le problème de la bombe à retardement.
- Identification des tiques pour lutter contre la maladie de Lyme
- Des milliers d'images à portée de main des radiologistes, leur permettant de voir l'invisible.
- L'institut Vector lance une série de projets pilotes axés sur l'adoption de l'IA dans le domaine de la santé.
