Une collaboration franco-québécoise pour faire avancer la recherche en imagerie médicale

L'intelligence artificielle transforme en profondeur le domaine de l'imagerie médicale. C'est dans ce contexte qu'est né le programme de recherche SANTAI, consacré à la fiabilisation et la transparence des modèles d'intelligence artificielle en santé. Ce projet est le fruit d'une collaboration de longue date entre l'Université de Sherbrooke et le Centre CREATIS de l'INSA Lyon. Ce programme rassemble des scientifiques des deux côtés de l'Atlantique autour d'un objectif commun : développer des modèles d'IA capables de produire des résultats constants, crédibles et interprétables, que ce soit en imagerie cardiaque ou neurologique.

 Ce partenariat avec CREATIS, c'est la rencontre de deux équipes qui partagent les mêmes expertises fondamentales, soit l'IA, l'analyse d'images médicales et la recherche clinique appliquée.  Cependant, nous les abordons avec des perspectives différentes. Cette combinaison, c'est exactement ce dont on a besoin pour faire avancer la science et, ultimement, mieux servir les patients.

Pierre-Marc Jodoin, professeur titulaire, Département d'informatique de la Faculté des sciences

Les recherches réalisées au Québec sont actuellement centrées sur l’imagerie cardiaque et neurologique. Elles contribueront à l'accélération et l'amélioration du diagnostic de maladies cardiaques, à la compréhension des maladies neurodégénératives, telles que l’Alzheimer et la sclérose en plaques, et à la détection préventive de toute anomalie.

Les équipes doivent toutefois relever de nombreux défis dans l’objectif d’exploiter pleinement le potentiel de l’IA et d’atteindre ce but. Pour appliquer cette technologie à l’imagerie médicale, il faut s’assurer d’avoir des résultats toujours prévisibles lorsque de nouvelles données y sont intégrées. Par ailleurs, les décisions prises par les systèmes d’intelligence artificielle sont parfois opaques. Afin de garantir la sécurité des patients en milieu hospitalier, les mécanismes derrière cette prise de décisions devront pouvoir être bien compris par les membres du personnel médical.

Malgré toutes ces préoccupations auxquelles il faut répondre, le jeu en vaut la chandelle : c’est toute la société qui, éventuellement, en bénéficiera. Ces projets pourraient s’avérer cruciaux pour plusieurs patientes et patients, en leur donnant accès à des résultats précis, avec moins de délais et avec un nombre réduit d’examens médicaux.

Par exemple, les équipes du VITALab et de CREATIS collaborent depuis quelques années à la conception d'un jumeau cardiaque numérique, qui réplique virtuellement le cœur humain de manière réaliste. L'objectif est de pouvoir générer de vastes quantités de données synthétiques hyperréalistes, qui serviront à entraîner des modèles d'IA médicale plus robustes et mieux adaptés à la diversité des patients. En simulant fidèlement la morphologie et les particularités cardiaques humaines, ce jumeau numérique permettra de contourner les limitations liées à la rareté et à la confidentialité des données médicales réelles.

Pour concrétiser ce partenariat stratégique en recherche, les membres de SANTAI ont pu bénéficier de subventions du CNRS, soit l’International Research Project (projet de recherche internationale) ainsi que le fonds France-Québec pour la recherche, qui appuie la mobilité des équipes de recherche dans le but d’établir les collaborations scientifiques.

Quatre professeurs de l'UdeS sont actuellement investis dans ces travaux de recherche :
- Pierre-Marc Jodoin, de la Faculté des sciences (chercheur associé au CRCHUS)
- Maxime Descoteaux, de la Faculté des sciences (chercheur associé au CRCHUS)
- Amine Trabelsi, de la Faculté des sciences
- Kevin Whittingstall, de la Faculté de médecine et des sciences de la santé (chercheur associé au CRCHUS)

Du côté du Centre CREATIS de l'INSA Lyon, cinq chercheuses et chercheurs sont associés au projet : 
- Olivier Bernard
- Nicolas Duchateau
- Michael Sdika
- Carole Frindel
- Timothée Jacquesson