Depuis qu'IBM a décidé d'employer son superordinateur Watson dans la détection de cancers, beaucoup d'encre a coulé autour du potentiel de l'intelligence artificielle dans la santé. Sur le modèle actuellement testé par IBM Watson dans plusieurs hôpitaux, il est possible de recourir à la reconnaissance d'images pour aider les radiologues à détecter les anomalies et maladies potentielles sur un IRM. Dans un article de recherche publié par l'American College of Radiology, des chercheurs de l'université du Texas, à Austin, prédisent ainsi que l'intelligence artificielle fera bientôt partie intégrante du quotidien des radiologues, et rendra leur travail plus efficace, précis et satisfaisant.

L'ia aide les radiologues

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L'intelligence artificielle peut également parcourir les dossiers médicaux et le génome des patients en quête d'informations susceptibles de faciliter la pose d'un diagnostic ou la mise en œuvre d'un traitement. La recherche médicale pourrait aussi grandement bénéficier de l'apport de l'intelligence artificielle : en parcourant les dernières parutions scientifiques, celle-ci permettrait de tisser des ponts entre différents travaux et de repérer les découvertes les plus prometteuses, voir d'automatiser le processus de revue par les pairs. L'intelligence artificielle peut également faciliter la découverte de nouveaux médicaments et leur mise aux normes sanitaires en vigueur, afin d'accélérer leur entrée sur le marché. Ajoutons les assistants virtuels employés pour surveiller les patients à distance ou encore l'usage des robots dans la rééducation, et l'on comprend que la technologie suscite un certain enthousiasme.

La plupart des progrès récemment effectués autour de l’intelligence artificielle reposent sur l'apprentissage profond (deep learning en anglais), branche de la discipline qui permet aux machines de s'améliorer avec l'expérience, et repose sur des réseaux de neurones profonds, inspirés du fonctionnement du cerveau humain. L’apprentissage profond se trouve derrière AlphaGo, le champion toutes catégories du jeu de go mis au point par Google DeepMind, mais aussi derrière les logiciels qui pilotent les voitures autonomes, ou encore les techniques de reconnaissance d'images qui permettent à Watson d'analyser une IRM. Si ses performances sont stupéfiantes, l'apprentissage profond a besoin d'une immense quantité de données pour exprimer son potentiel. À l’heure de l'internet et des objets connectés, les données de santé ne manquent pas. Cependant, celles-ci sont souvent fragmentées, difficilement accessibles et exploitables.

Les nouvelles technologies  pour votre santé

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La fragmentation des données, frein à l'innovation

Le problème est particulièrement épineux aux États-Unis, où le système de santé est complexe et implique différentes parties prenantes. Ainsi, alors que le Health Insurance Portability and Accountability Act (HIPAA) de 1996 donne aux patients le droit d'accéder à leurs données de santé et de contrôler qui y a accès, dans la pratique, cet accès est souvent limité, comme le montrait l'agence Reuters dans un article publié en 2016. Les patients demeurent donc peu au fait de la teneur et de la valeur de leurs données médicales. En outre, les données des patients sont stockées par leur prestataire de santé sur un serveur privé, ce qui empêche leur circulation et leur exploitation par d'autres acteurs (par exemple, pour entraîner un programme d'intelligence artificielle à reconnaître les symptômes d'une maladie).

Les données de santé

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À noter également que les données de santé ne se limitent pas aux informations collectées par les médecins sur leurs patients. À l'ère des nouvelles technologies, sont également à prendre en compte les données issues de l'imagerie médicale, des tests effectués en laboratoire (comme les prises de sang), des tests génétiques, ou encore celles générées par les wearables. Les données sont ainsi stockées dans différents silos (médecins, hôpitaux, assureurs, laboratoires, start-up…) avec très peu d'échanges entre ces derniers. D'un autre côté, étant donné le caractère sensible et privé de ces informations, pratiquer une politique d'ouverture totale et de libre circulation des données n'est naturellement pas une option.

Conséquence : les jeunes pousses d'intelligence artificielle opérant dans la santé consacrent une bonne part de leur budget à acheter des jeux de données pour entraîner leurs algorithmes. Confrontées à un budget limité, elles ne peuvent souvent s'offrir qu'une quantité réduite de données, ce qui limite les possibilités de leurs solutions. En d'autres termes : les données existent, tout comme existe la technologie permettant de les exploiter, mais il manque une base de données commune, susceptible de les faire circuler entre les différents acteurs, tout en respectant leur caractère confidentiel. Jusqu'à une époque récente, il n'existait aucune technologie susceptible de diffuser l'information de manière à la fois ouverte, collaborative et sécurisée. Mais avec l'avènement de la Blockchain, les choses sont en train de changer.

La blockchain pour sécuriser les données de santé

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Une base de données médicales géante permise par la Blockchain

Une centrale de données

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La Blockchain est un nouveau moyen de stocker l'information. Il s'agit d'une base de données qui n'est pas centralisée, mais au contraire distribuée. Chaque participant en possède une copie sur son ordinateur, qu'il peut librement consulter et modifier. La Blockchain est donc également transparente. Si chacun a accès à la base de données, comment éviter qu'un petit malin ne modifie les informations pour servir ses intérêts ? Dans le cas du Bitcoin, par exemple, comment empêcher un individu mal intentionné d'accroître artificiellement la quantité de Bitcoins qu'il détient ?

Pour parer à cet écueil, chaque transaction doit être vérifiée et approuvée par certains participants du réseau, appelés « mineurs », au moyen de techniques cryptographiques complexes. La sécurité est ainsi assurée par les individus eux-mêmes plutôt que par une entité centrale. Une fois rentrée, l'information est visible par l'ensemble des participants. Simple et diablement efficace. Marc Andreessen, investisseur historique de la Silicon Valley, voit dans la Blockchain l'invention la plus importante depuis l'Internet.

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Regard d'expert

Sandy Hathaway

Entrepreneuse

Prestataires de santé, assurances et pharmacies stockent tous leurs informations dans le même registre pour un patient donné, et chacun peut accéder aux données renseignées par les autres 

Cette double casquette, à la fois ouverte et sécurisée, fait de la Blockchain la technologie idéale pour résoudre le dilemme qui freine aujourd'hui les progrès de l'intelligence artificielle dans la santé. « La Blockchain est un registre digital qui enregistre, puis partage les transactions et interactions dans un ordre chronologique, apportant sécurité et interopérabilité aux prestataires de santé et à leurs patients. Dans ce domaine, chaque visite d'un patient, chaque diagnostic, traitement prescrit et autres données clefs comprises dans le carnet de santé électronique constituent les transactions. Prestataires de santés, assurances et pharmacies stockent tous leurs informations dans le même registre pour un patient donné, et chacun peut accéder aux données renseignées par les autres », décrit Sandy Hathaway, entrepreneuse et investisseuse, dans une tribune sur Medium. « Les blockchains hébergeant des données de santé peuvent et doivent être créées comme des écosystèmes reposant sur un principe de permission, avec des collaborateurs de confiance. Des contrôles supplémentaires doivent également protéger les informations qui rendent leur propriétaire identifiable tout en autorisant le partage des données de santé anonymes », ajoute-t-elle.

La Blockchain, véritable opportunité  dans la santé

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Permettre aux patients de contrôler leurs données

supprimer les intermédiaires pour recontrôler la donnée

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Un tel dispositif permettrait, d'une part, de briser les silos pour unifier les différents jeux de données, et ainsi créer un registre unifié permettant de mettre en place des applications prometteuses autour de l'intelligence artificielle. En outre, l'aspect transparent et inaltérable de la Blockchain permettrait de renforcer la fiabilité des données de santé, en rendant les erreurs plus facilement repérables et en favorisant les synergies entre les différents acteurs de santé. C'est du moins ce qu'affirme IBM dans un rapport paru en 2017, étudiant l'usage de la Blockchain dans le stockage des données de santé.

« Les Blockchains pourraient remplacer les intermédiaires jusqu'alors chargés de veiller à l’intégrité des données. Les petites organisations pourraient rejoindre cet écosystème pour rivaliser avec les gros poissons. Les acteurs privés pourraient accéder et créer de nouvelles sources de données, qu'il s'agisse des données de bien-être enregistrées par les appareils personnels ou des informations collectées par les aides-soignants à domicile », y lit-on. Et comme les données sont capitales pour l'entraînement de programmes d'intelligence artificielle, il est préférable que ces données soient aussi fiables que possible. 

La Blockchain permettrait aussi d'obtenir une meilleure visibilité au niveau de la chaîne de valeur : l'historique de chaque médicament pourrait être retracé, depuis sa création jusqu'à son arrivée entre les mains du patient. On pourrait ainsi lutter plus efficacement contre les médicaments de contrefaçon.

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Regard d'expert

Gunjan Bhardwaj

Cofondateur d'Innoplexus

La combinaison de la Blockchain et de l’IA pourrait permettre un changement structurel où toutes les parties partageraient leurs données de manière décentralisée, et où le système utiliserait ces données pour prendre de bonnes décisions

Une récente étude publiée par le journal de recherche biomédical Oncotarget se penche sur les possibilités de convergence entre Blockchain et intelligence artificielle autour de la santé. Dans celle-ci, les chercheurs imaginent la mise en place d'un marché des données de santé, où les patients, ayant un contrôle total sur leurs données et sur les droits d'accès à ces dernières, pourraient les rendre accessibles aux développeurs, laboratoires pharmaceutiques et autres instituts de recherches désireux de les employer pour entraîner leurs logiciels d'intelligence artificielle à des fins thérapeutiques, le tout moyennant une rémunération. Un modèle gagnant pour les différentes parties prenantes.

« La combinaison de la Blockchain et de l'intelligence artificielle pourrait permettre un changement structurel où toutes les parties partageraient leurs données de manière décentralisée, et où le système pourrait utiliser collectivement ces données pour prendre de bonnes décisions. Cela pourrait résoudre les imbroglios juridiques propres à la santé : les données éparpillées, les régulations restreignant le partage et l'analyse de données, et le manque d'incitations à partager des données pour servir la recherche et l'entraînement de l'intelligence artificielle », confie de son côté Gunjan Bhardwaj, cofondateur de la start-up de santé connectée Innoplexus, au magazine Forbes.

À la recherche d'un cadre réglementaire

Cette idée commence peu à peu à se faire une place dans le paysage de la e-santé. En janvier 2017, IBM et la Food and Drugs Administration américaine, agence fédérale chargée de veiller à la santé publique, se sont associés pour tester l'échange sécurisé de données médicales via la Blockchain. En octobre dernier, IBM a remis le couvert avec un nouveau partenariat, cette fois-ci avec le Centers for Disease Control and Prevention (CDC), premier institut national de santé public américain, toujours dans le but d’explorer les possibilités de la Blockchain autour de la santé.

La blockchain, amie de nos données

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Outre-Manche, Deepmind, filiale d'intelligence artificielle de Google à l'origine de la conception d'AlphaGo, qui a noué un partenariat avec la National Health Service (NHS), système de santé publique du Royaume-Uni, autour de la santé connectée, a récemment annoncé qu'elle allait construire une Blockchain dans le cadre de ce projet. La start-up Gem, spécialisée dans la blockchain, s'est associée avec l'entreprise Philips pour développer des applications autour de la santé. Citons encore le récent partenariat entre les start-up Longenesis et Neuromation, spécialisées respectivement dans la Blockchain et l'intelligence artificielle, pour mettre en place un marché mondial des données de santé hébergé sur la Blockchain, selon le modèle décrit par l'étude d'Oncotarget. La start-up russe Skychain, qui réalise actuellement sa première levée de fonds, ambitionne également de rendre les données de santé plus accessibles aux développeurs d'intelligence artificielle via la Blockchain.

Pour qu'un tel écosystème puisse se mettre en place, l'industrie de la santé doit toutefois rapidement définir et adopter un cadre réglementaire visant à encadrer ces nouvelles pratiques, pour assurer qu'elles bénéficient à la santé publique et respectent la vie privée des patients. « Le secteur de la santé doit établir des consortia pour faciliter les partenariats et créer des normes pour une future mise en place à grande échelle, autour de différentes applications de santé », explique Kamaljit Behera, analyste spécialisé dans l'économie de la santé, au media Health Analytics. En la matière, l'engagement de la FDA et du CDC auprès d'IBM sont de bon augure. The Pistoia Alliance, organisation à but non lucratif qui promeut la recherche scientifique, s'intéresse elle aussi de très près aux opportunités offertes par la Blockchain dans la santé.

Rédigé par Guillaume Renouard