Lorsque le Dr Amin Madani n’enlève pas les appendices éclatés ou n’excise pas les cellules cancéreuses de ses patients, il réfléchit à la manière d’améliorer les performances des chirurgiens en salle d’opération.
C’est parce que jusqu’à 25 pour cent des millions de personnes qui subissent des opérations d’hospitalisation chaque année dans le monde souffrent de complications négatives pendant ou après la chirurgie, selon l’Organisation mondiale de la santé. Ces effets indésirables peuvent aller d’une douleur au site d’incision à une hémorragie interne jusqu’à la mort.
Bien que tous ces événements indésirables ne soient pas causés par les actions des chirurgiens, certains le sont, et Madani – un chirurgien général du département de chirurgie Sprott du University Health Network (UHN) à Toronto – veut réduire ce risque.
Il recherchait les techniques et les processus de pensée utilisés par les chirurgiens les plus élitistes et les plus qualifiés, lorsqu’un groupe de données et d’informaticiens a suggéré qu’il pourrait utiliser l’intelligence artificielle (IA) pour imiter leur esprit.
“En fait, j’ai été un grand sceptique pendant très longtemps”, a déclaré Madani. “C’est une grande déclaration à faire.”
La collaboration qui en a résulté a produit un prototype qui utilise la vision par ordinateur – un domaine de l’IA qui entraîne les ordinateurs à interpréter et à comprendre des images – pour identifier en temps réel les zones d’un organe qu’il est possible de disséquer en toute sécurité, et celles où il est dangereux de le faire.
REGARDER | Comment l’intelligence artificielle identifie les zones de dissection sûres pendant la chirurgie de la vésicule biliaire :
Le Dr Amin Madani, chirurgien généraliste au département de chirurgie Sprott du University Health Network, a développé un prototype qui utilise l’intelligence artificielle pour identifier en temps réel les zones où il est sûr pour un chirurgien de disséquer, et où ce n’est pas le cas. 2:05
Cela fait partie d’une vague d’activités au cours des dernières années parmi les chercheurs, les travailleurs de la santé et les entreprises qui tentent d’exploiter la puissance de la technologie numérique pour fournir de meilleurs soins médicaux.
La technologie de Madani en est encore à ses débuts et ne s’applique actuellement qu’aux chirurgies de la vésicule biliaire. Mais, dit-il, il a le potentiel d’améliorer la chirurgie dans le monde, en particulier dans les communautés rurales, les zones reculées et les pays à faible revenu qui manquent d’expertise chirurgicale.
D’autres experts sont d’accord, bien qu’ils disent qu’il y a encore des défis à surmonter avant que son potentiel ne puisse être réalisé.
Comment la technologie aide les chirurgiens à guider
Lorsque les chirurgiens pratiquent une chirurgie d’ablation de la vésicule biliaire, ils pratiquent une “incision en trou de serrure” dans l’estomac du patient, insèrent une caméra dans l’abdomen et utilisent des outils spécialisés pour couper et retirer l’organe.
La technologie de Madani projette des zones colorées sur le moniteur vidéo que le chirurgien utilise pour voir à l’intérieur du corps du patient. Le vert signifie que la zone de l’organe peut être coupée en toute sécurité, le rouge signifie que ce n’est pas le cas.
Une autre itération utilise une projection de style carte thermique qui change de couleur en fonction de la confiance du modèle quant à l’emplacement de la zone de sécurité.
REGARDER | Le Dr Amin Madani explique comment le prototype pourrait aider à guider les chirurgiens :
Le Dr Amin Madani, chirurgien généraliste au département de chirurgie Sprott du University Health Network, montre comment son prototype utilise l’intelligence artificielle pour aider les chirurgiens à identifier les zones « à faire » où il est sécuritaire de disséquer, et les zones « non autorisées » où faire peut donc être dangereux. 1:22
Le prototype a été développé en alimentant des centaines d’heures de vidéos de chirurgies de la vésicule biliaire dans un logiciel et en intégrant des annotations de chirurgiens experts identifiant où ils disséqueraient. Après avoir analysé les données trame par trame, l’algorithme commence à reconnaître des modèles et développe la capacité de prendre des décisions indépendantes.
L’algorithme a été en mesure d’identifier de manière cohérente les zones « d’aller » et « pas d’accès » ainsi que le foie, la vésicule biliaire et le triangle hépatokystique avec une précision allant de 93 à 95 %, selon une étude de 2020 de 290 vidéos de 153 chirurgiens qui a été publié dans la revue académique Annals of Surgery. Madani était l’auteur principal.
“C’est comme si j’avais un groupe d’experts debout, me surveillant par-dessus mon épaule, me guidant, me dirigeant et m’aidant à ne pas avoir d’ennuis pendant cette opération”, a déclaré Madani.
Le Dr Daniel Hashimoto, instructeur de chirurgie aux hôpitaux universitaires et à la Case Western Reserve University à Cleveland, Oh., qui a collaboré avec Madani sur l’étude, a déclaré que la véritable promesse de la technologie réside dans sa capacité à aider les chirurgiens à mieux comprendre ce qu’ils perçoivent. lors de la prise de décisions chirurgicales.
“L’espoir est de dire, eh bien, pouvons-nous amener une deuxième paire d’yeux dans la salle d’opération – dans ce cas, des yeux de machine – pour s’assurer que le chirurgien voit ce qu’il pense voir?” dit Hashimoto.
La question suivante est la suivante : améliorera-t-il réellement les performances des chirurgiens en salle d’opération et réduira-t-il les complications ?
C’est une question à laquelle il est difficile de répondre du point de vue de la recherche, selon Hashimoto, car les essais cliniques étudiant les événements indésirables nécessitent la participation d’un grand nombre de patients. Mais Madani est déterminé à le découvrir.
Son équipe a déjà testé le prototype lors d’une intervention chirurgicale en direct pour s’assurer qu’il fonctionne correctement, et maintenant, ils demandent l’approbation du comité d’éthique de l’UHN pour mener des recherches plus approfondies.
L’IA a besoin de plus de données, de vidéos
Un autre défi consiste à étendre la technologie à d’autres interventions chirurgicales.
La chirurgie de la vésicule biliaire est l’une des opérations les plus courantes, il était donc relativement facile pour les chercheurs de se procurer des vidéos de chirurgies réussies. Mais retrouver des vidéos utiles pourrait devenir plus difficile avec des procédures moins courantes.
« La plupart des apprentissages automatiques modernes dépendent fondamentalement entièrement des données », a déclaré Frank Rudzicz, professeur d’informatique à l’Université de Toronto et expert en intelligence artificielle dans le domaine de la santé.
“S’il a très peu d’exemples de quelque chose, il n’apprendra tout simplement pas les caractéristiques de cette chose, et il fonctionnera très mal.”
REGARDER | Les enjeux de l’intégration de l’intelligence artificielle dans la santé :
Frank Rudzicz, professeur d’informatique à l’Université de Toronto, affirme que l’un des défis de l’intégration de l’intelligence artificielle dans la chirurgie est de reproduire ses performances en dehors du cadre où elle est testée. 0:45
Rudzicz a déclaré qu’un autre défi consiste à concevoir la technologie de manière à augmenter les performances du chirurgien, sans causer de distraction.
“Une chose que nous ne voulons pas, c’est que le chirurgien regarde cette vidéo et que tout s’illumine comme un sapin de Noël”, a déclaré Rudzicz.
Madani a déclaré qu’il était bien conscient du besoin de données et qu’il était déjà en pourparlers avec d’autres experts sur la création d’un référentiel mondial de vidéos chirurgicales.
Ensuite, en attendant l’approbation de la recherche, Madani prévoit de tester si la technologie améliore réellement les performances des autres chirurgiens, réduisant ainsi les complications chirurgicales négatives.
