Siemens Healthineers développe un outil basé sur l’intelligence artificielle

COVID-19 : Siemens Healthineers et l’Hôpital Foch développent un outil basé sur l’intelligence artificielle

Identifier et quantifier la sévérité des lésions pulmonaires chez les patients COVID-19
Face à l’urgence sanitaire, Siemens Healthineers vient de développer et déployer, en collaboration avec les équipes de l’Hôpital Foch, un outil d’imagerie médicale basé sur l’intelligence artificielle. L’algorithme permet d’identifier et de quantifier de façon précise, reproductible et automatisée l’étendue et la sévérité des lésions pulmonaires visibles au scanner, chez les patients atteints de COVID-19. L’outil, destiné à la recherche, résulte notamment de la collaboration des deux acteurs depuis janvier 2019, afin d’optimiser la performance « imagerie » de l’établissement de santé.

Un outil développé en un temps record pour répondre à l’urgence sanitaire
La pandémie de COVID-19 continue de se propager et de mettre à l’épreuve l’ensemble des systèmes de santé. Elle révèle des difficultés cliniques et opérationnelles majeures pour les professionnels de santé, parmi lesquels les radiologues, qui font face à une demande croissante d’examens sous scanner. Conscient de l’urgence et de la complexité de cette situation, Siemens Healthineers a développé en collaboration avec son réseau de partenaires l’outil « CT Pneumonia Analysis »:

1-Hôpital Foch, Suresnes, France.

2-Northwell Health, New York, NY, États-Unis.

3- Hôpital universitaire de Bâle, Bâle, Suisse.

4-Hôpital général de Vancouver, Vancouver, Canada.

En quelques semaines, avec notamment la contribution de l’Hôpital Foch, les équipes de Siemens Healthineers ont pu concevoir, entrainer et évaluer un algorithme permettant d’analyser des images de scanner pulmonaires et de délivrer un résultat en quelques minutes, à destination de la recherche.

Identifier et quantifier la sévérité des lésions pulmonaires chez les patients COVID-19
Deux études préliminaires1 ont démontré la sensibilité du scanner thoracique chez les patients suspectés d’être atteints de COVID-19. La présence d’opacités en verre dépoli et d’opacité de consolidation sur les images de scanner sont les principales caractéristiques d’un poumon de patient infecté par le COVID-19. A partir d’un scanner (CT) thoracique, « CT Pneumonia Analysis » fournit un ensemble de fonctionnalités augmentées par l’Intelligence Artificielle (IA) capables d’identifier, de quantifier précisément et de localiser les lésions pulmonaires visibles chez les patients atteints de pneumonie à COVID-19.

Grâce à une analyse 3D et un entrainement par des méthodes de deep learning2, l’outil segmente automatiquement le poumon et les lobes pulmonaires. L’étendue des zones malades, pour chaque lobe et globale, est automatiquement calculée et représentée par le pourcentage d’opacité ainsi qu’un score de gravité. Les régions les plus atteintes apparaissant comme les plus denses, et dont on sait qu’elles sont des marqueurs de sévérité de la maladie, sont également segmentées et quantifiées en quelques minutes.

Une évaluation précise et reproductible de l’étendue et de la sévérité pulmonaire au cours de la pneumonie à COVID-19 prend tout son sens dans l’évaluation initiale du pronostic, mais surtout lors du suivi longitudinal de la maladie3. « Quantifier la progression ou l’amélioration sous traitement, et ce de façon fiable et reproductible, est une aide précieuse pour les cliniciens et reste le moyen le plus objectif pour apprécier la réponse thérapeutique. En effet, une évaluation semi quantitative et subjective, même effectuée par des radiologues expérimentés, souffre de variabilité pouvant pénaliser la qualité des suivis longitudinaux » témoigne le Pr Philippe Grenier.

L’outil a actuellement été testé auprès de 150 patients de l’Hôpital Foch et a démontré que les anomalies de haute opacité repérée étaient en corrélation avec les symptômes graves développés chez les patients COVID-19.

Faciliter l’utilisation de l’intelligence artificielle pour lutter contre le COVID-19
L’Intelligence Artificielle est un outil précieux dans le diagnostic, la planification thérapeutique et le suivi des patients atteints ou suspectés de COVID-19. Pour permettre une utilisation facile de « CT Pneumonia Analysis », Siemens Healthineers le propose sur toutes les solutions de post-traitement utilisées par les radiologues, dans leurs workflows existants, à titre gracieux.

« Destiné à la recherche, cet outil vient répondre à une demande urgente de la part des investigateurs pour calculer l'étendue et la gravité de la pneumonie COVID-19 de manière reproductible » conclut le Pr Philippe Grenier.