Sherlock Holmes sans sommeil : comment l’intelligence artificielle peut-elle aider à percer les mystères du monde cellulaire ?

Dans le monde des cellules, il existe une technologie appelée « cytologie en couche mince à base de liquide cervical » (LBC), qui est comme un détective cellulaire, principalement chargé d'identifier les risques potentiels pour la santé. Aujourd'hui, nous allons révéler le dernier assistant de ce détective cellulaire : l'intelligence artificielle (IA) !

Imaginez l’IA, un super assistant qui non seulement accélère les choses, mais rend également le travail de détective plus précis et plus amusant !

1. Cytologie en couche mince en milieu liquide cervical - le stade des cellules sous le microscope

Alors, qu’est-ce que la technologie d’examen cytologique en couche mince à base de liquide cervical ?

En termes simples, il s’agit d’une technologie qui détecte si les cellules cervicales sont saines. Contrairement à la technologie de grattage traditionnelle, elle convertit les échantillons de cellules cervicales en forme liquide et les examine au microscope pour rechercher d’éventuelles cellules anormales.

La « cytologie en couche mince en milieu liquide cervical » (LBC) ne fait pas référence à une méthode de test médical spécifique, mais est un terme général pour une classe de méthodes. Dans les applications pratiques, nos médecins ou laboratoires peuvent utiliser différents types de méthodes LBC, comme le TCT que nous connaissons mieux.

Comment fonctionne cette technologie ?

Semblable aux lentilles haute définition dans les films, il peut fournir des « gros plans » haute définition des cellules, aidant les médecins à voir plus clairement les changements subtils dans les cellules et ainsi à diagnostiquer le type de pathologie.

△ Cellules cervicales exfoliées sous coloration de Papanicolaou

2. L'intelligence artificielle : un nouveau partenaire pour les détectives cellulaires

• Le rôle de l'IA : « Sherlock Holmes sans sommeil »

L'IA est un « super détective » qui maîtrise le monde cellulaire et peut analyser des milliers d'images cellulaires sans se reposer ni boire d'eau. C'est beaucoup plus rapide et cela fait moins d'erreurs que les médecins humains.

Parmi 1 500 frottis cytologiques en couche mince à base de liquide cervical collectés auprès du premier hôpital affilié à une université de médecine de février à novembre 2023, la sensibilité, la spécificité et la précision de la lecture unique des pathologistes, de la lecture unique de l'intelligence artificielle (IA) et de la lecture assistée par l'intelligence artificielle (IA) du médecin ont été analysées et comparées, et le temps de lecture a également été comparé.

Les résultats ont montré que la lecture assistée par l’intelligence artificielle (IA) par les médecins présente les avantages d’une sensibilité, d’une spécificité et d’une précision élevées par rapport à l’intelligence artificielle (IA) seule et aux pathologistes lisant des films.

Par conséquent, l'utilisation d'un système de diagnostic assisté par intelligence artificielle (IA) comme « super assistant » pour lire les films peut améliorer l'efficacité du dépistage, réduire la charge de travail des cytopathologistes et devenir un meilleur « assistant compétent » des détectives cellulaires.

Comment fonctionne l’IA ?

Grâce à des algorithmes d’apprentissage profond, l’IA peut identifier des modèles anormaux dans les images cellulaires comme un détective hautement qualifié, améliorant progressivement sa précision grâce à un apprentissage continu. Imaginez que lorsqu’un pathologiste obtient une tranche de tissu, il puisse observer si les cellules sont cancéreuses simplement au moyen d’un microscope.

Cependant, si le tissu malade est réparti de manière inégale sur la tranche, le médecin devra déplacer la tranche à plusieurs reprises pour l’observer. Cela prend non seulement du temps et est laborieux, mais peut également conduire à des diagnostics manqués. L’IA peut très bien résoudre ce problème.

Tout d'abord, il peut diviser la grande image en blocs, puis suivre et identifier automatiquement la zone de lésion, zoomer et l'analyser, et enfin terminer l'interprétation au niveau du cas et générer les résultats. De cette façon, les médecins peuvent effectuer le travail de lecture du film plus efficacement et améliorer la précision du diagnostic.

3. Le « superpouvoir » de l’IA : plus méticuleux que les médecins ?

• La « force principale » pour améliorer l’efficacité

Si vous disposez d'une photocopieuse ultra-efficace capable de copier des milliers de documents en quelques minutes, un tel « bourreau de travail » est également indispensable dans l'inspection des cellules. L’IA est comme une « machine à copier ». Il peut traiter des milliers d’images cellulaires en très peu de temps, réduisant considérablement la charge de travail des médecins et rendant l’examen beaucoup plus rapide.

Grâce à une formation et un apprentissage continus, l’IA est comme un « explorateur » extrêmement méticuleux qui peut examiner des milliers d’images de cellules en quelques minutes et découvrir ces minuscules changements, tout comme si l’on examinait attentivement chaque détail avec une loupe. Elle est plus détaillée que les méthodes traditionnelles et permet d’identifier avec précision de minuscules différences dans les cellules qui sont souvent difficiles à détecter pour les médecins. L’IA a démontré des qualités de « super détective » dans des examens cellulaires plus méticuleux que ceux des médecins.

△Analyse des résultats de trois méthodes de lecture de films

Bien sûr, l’IA a aussi ses « petits défauts ». En termes de détection positive, il a plutôt bien fonctionné, comme un détecteur capable de trouver avec précision un « trésor caché ». Mais l’IA commet encore parfois des erreurs en termes de faux positifs (jugant à tort des cellules saines comme anormales) et de faux négatifs (jugant à tort des cellules anormales comme saines). C'est comme si "Super Detective" mélangeait parfois les petits détails. Cependant, lorsque l’IA et les pathologistes travaillent ensemble, il s’agit d’une combinaison puissante, avec beaucoup moins d’erreurs et de meilleures performances.

4. Le « partenariat en or » de l’IA et des médecins : une combinaison parfaite pour lutter ensemble

L’IA ne peut pas remplacer complètement les médecins

Bien que l’IA soit puissante, elle est davantage un outil de soutien. Le jugement professionnel et l’expérience du médecin restent la clé, et la coopération entre l’IA et les médecins peut permettre d’obtenir les meilleurs résultats. Désormais, la collaboration entre l’IA et les pathologistes ressemble à une équipe de super-héros.

Des études ont montré que lorsque l’IA et les médecins travaillent ensemble, leurs performances sont presque impeccables. L’IA est particulièrement efficace pour identifier de minuscules anomalies dans les cellules, agissant comme une loupe pour les cellules, capable de voir des détails invisibles aux méthodes traditionnelles.

Le partenaire idéal pour l'avenir

À l’avenir, à mesure que la technologie de l’IA continuera de progresser, sa collaboration avec les pathologistes deviendra plus étroite. Non seulement l’IA continuera d’améliorer ses performances sur les tests positifs, mais elle deviendra également plus précise en termes de faux positifs et de faux négatifs. Ce « super détective » continuera d'explorer le monde des cellules et de promouvoir le charme de la médecine avec ses partenaires médecins.

5. Un nouveau voyage après la révélation

L’introduction de la technologie de l’intelligence artificielle (IA) a inauguré une nouvelle ère pour l’examen cytologique en couche mince à base de liquide cervical. 90 % des domaines d’application de la pathologie de l’IA sont concentrés sur le cancer du col de l’utérus. En Chine, l’incidence et le taux de mortalité du cancer du col de l’utérus se classent au sixième rang. Le cancer du col de l’utérus est une tumeur maligne gynécologique courante et le seul cancer qui peut être éliminé grâce à une prévention et un traitement précoces.

L’incidence du cancer du col de l’utérus est en augmentation en Chine. Ces dernières années, le pays a promu le dépistage de « deux cancers ». Le dépistage du cancer du col de l’utérus assisté par la pathologie de l’IA peut améliorer efficacement l’efficacité du dépistage. Grâce à l’aide de l’IA, l’efficacité et la précision du dépistage ont été considérablement améliorées.

Attendons avec impatience que ce détective et le « Sherlock Holmes sans sommeil » continuent à découvrir d’autres secrets de santé à l’avenir. Il s’agit d’un grand pas vers un système médical plus efficace et plus efficient, préservant l’avenir de la santé pour nous, les humains.

Références :

[1] Sung H, Ferlay J, Siegel RL, et al. Statistiques mondiales sur le cancer 2020 : estimations GLOBOCAN de l’incidence et de la mortalité dans le monde pour 36 cancers dans 185 pays[J]. CA : une revue sur le cancer pour les cliniciens, 2021, 71(3) : 209-249.

[2] Cohen PA, Jhingran A, Oaknin A et al. Cancer du col de l'utérus[J]. The Lancet, 2019, 393(10167) : 169-182.

[3] Canfell K, Kim JJ, Brisson M, et al. Impact sur la mortalité de l’atteinte des objectifs d’élimination du cancer du col de l’utérus de l’OMS : une analyse de modélisation comparative dans 78 pays à faible revenu et à revenu intermédiaire de la tranche inférieure[J]. The Lancet, 2020, 395(10224) : 591-603.

Auteur : Ni Bingyan, branche de Lanjiang de l'hôpital populaire de Lanxi ;

Xue Shuman, Collège Renji, Université médicale de Wenzhou.

Instructeur : Ma Jun, Premier hôpital affilié de l'Université médicale de Wenzhou.