2 Juin 2020

[COVID-19] L’expertise intelligence artificielle du CNES en coulisses

Le CHU de Toulouse a sollicité les experts en intelligence artificielle du CNES pour déterminer la gravité de la maladie et prédire son évolution à partir d’échographies des poumons. Ce projet, qui repose sur une cohorte de 200 patients COVID-19, avance vite.
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Symptômes du coronavirus COVID-19. Crédits : da-kuk.

 

Actuellement, lorsqu’un patient atteint par le COVID-19 est pris en charge par l’hôpital, l’examen de référence pour évaluer la gravité de la maladie est le scanner thoracique. Cet examen aux rayons X nécessite de déplacer des personnes fragiles et contagieuses de leur chambre au service d’imagerie de l’hôpital, de leur faire traverser des couloirs, rencontrer de nouveaux infirmiers et médecins… Après l’examen, il faut 20 minutes au personnel pour désinfecter l’appareil avant d’y accueillir un nouveau malade !

Remplacer les scanners par des échographies pulmonaires

Pour soulager les équipes soignantes, éviter des contaminations et améliorer le suivi des patients, le CHU de Toulouse a eu l’idée — comme quelques structures en Italie et Chine — d'utiliser des échographies.

Habituellement, les échographies sont peu utilisées pour les poumons car, remplis d’air, ils ne renvoient pas les ultrasons : on ne voit rien ! Mais dans le cas du COVID-19, des lignes très caractéristiques, irradiantes du haut vers le bas du poumon, apparaissent indiquant la présence de lésions pulmonaires résultant de l’infection par le coronavirus. Les médecins parlent de lignes B « en fusée » ou de lignes verticales « en queues de comètes ». Le CHU de Toulouse a eu l'idée de faire appel à l’intelligence artificielle pour détecter automatiquement ces lignes B et a mis en place une cohorte de 200 patients COVID-19. Pour analyser automatiquement les échographies, le CHU de Toulouse a sollicité les experts en intelligence artificielle (IA) du CNES avec qui il était déjà en contact dans le cadre d’autres projets.

Pour le Professeur Stein Silva, Médecin Intensiviste-Réanimateur et Coordonnateur clinique du projet, « Face à cette maladie nouvelle nous avons l’obligation d’être innovants. Pour cela, des nouvelles collaborations doivent être établies. Le partenariat entre le CHU et le CNES est le parfait exemple de cette démarche, en termes de synergie et d’efficacité. »

Analyser automatiquement les échographies

Depuis le 22/04/2020, le CNES a reçu les données anonymisées d'une soixantaine de patients, ainsi que les conclusions des médecins sur les images obtenues par scanner et échographie. « Nous avons testé 8 solutions basées sur des traitements d’image standard et des techniques d'intelligence artificielle pour retrouver le diagnostic des médecins. Au final, nous avons retenu 3 solutions – une de traitement d'image et deux d'intelligence artificielle.

Aujourd'hui, nous avons un système capable de donner une valeur qualitative et quantitative de l'atteinte pulmonaire.

Nos prochains objectifs sont de fiabiliser des modèles via des itérations avec le corps médical,  de préparer l'installation de la solution sur les moyens de CHU de Toulouse et de déterminer s'il est possible, en plus de déterminer le niveau de gravité de la maladie, de prédire son évolution afin d'anticiper les formes sévères » indique Eric Morand, coordinateur de l’équipe IA au CNES. « Nous réfléchissons aussi à un système pour équiper les hôpitaux de campagne, par exemple en branchant des Raspberry Pi  (nano-ordinateurs NDLR) à des échographes portables. »

Ce projet est l’illustration qu’en unissant les savoir-faire du spatial et de la santé, il est possible de développer de nouveaux outils au service du citoyen. Créer ces synergies est au coeur de l’initiative Connect by CNES et de MEDES, l’institut de médecine et physiologie spatiales, filiale du CNES en santé et dont le CHU de Toulouse est membre.


L’intelligence artificielle au CNES

L’équipe en intelligence artificielle du CNES a été créé en 2017. Elle est composée de 4 personnes. Elle travaille en support sur des projets spatiaux très divers :  l'extraction d’information dans des images comme la détection de sites archéologiques, la simplification de modèles physiques par exemple pour prédire la position de l’axe de rotation de la terre, la surveillance d’équipements comme la détection d'anomalies de trajectoires de satellites en orbite.

Dans le cadre de l’épidémie COVID-19, l’équipe, renforcée par le support d’un expert en imagerie du CNES, travaille à 50 % de son temps à l’analyse automatique des échographies acquises par le CHU de Toulouse.

Un échographe français en impesanteuR

La santé et les échographies ne sont pas des sujets extérieurs au CNES. En 2017, dans le cadre de la mission Proxima, l’astronaute Thomas Pesquet a utilisé, dans la station spatiale internationale, l’échographe français Echo du CADMOS. Cette outil télé-opéré permet aux médecins d'opérer les mouvements fins de la sonde, de modifier les réglages de l’échographe et de recevoir en retour une image de haute qualité. Du côté de l'astronaute, de simples connaissances en anatomie sont nécessaires pour placer la sonde sur la zone à explorer. Sur Terre, dans le domaine de la télémédecine, les échographes télé-opérés pourraient apporter un progrès considérable dans la gestion médicale de zones isolées.

 

Toutes les infos du CNES en lien avec le COVID-19 dans notre dossier 
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