GE Healthcare : L'IA contribue à améliorer l'expérience des patients

La plateforme Edison, basée sur la distribution Intel® du kit d'outils OpenVINO™, permet une imagerie assistée par IA pour de meilleures images médicales.

En bref :

  • GE Healthcare Systems (GEHC) est un fournisseur de technologies, d'infrastructures numériques, d'analyses de données et d'outils d'aide à la décision utilisés pour le diagnostic, le traitement et le suivi des patients.

  • La plateforme GEHC Edison, basée sur la distribution Intel du kit d'outils OpenVINO™, permet de réaliser des échographies portables assistées par ordinateur, des rayons X et d'autres types d'imagerie comme jamais auparavant.

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Les progrès de la médecine ont apporté de nouvelles connaissances aux cliniciens, les aidant à diagnostiquer, traiter et suivre les patients plus efficacement que par le passé. Au cours de la crise sanitaire actuelle, des équipements d'imagerie de pointe ont fourni un deuxième avis sur la COVID-19, parallèlement aux tests de laboratoire traditionnels, ce qui a contribué à accroître la précision du diagnostic et du suivi.

Dans la rediffusion de ce webinaire, découvrez comment le matériel et les logiciels Intel® permettent ces innovations et comment, ensemble, nous pouvons exploiter les possibilités dans le domaine des soins de santé.

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ÉTUDE DE CAS
L'échographie a fait beaucoup de chemin depuis sa découverte par le biologiste italien Lazzaro Spallanzani en 1794. Utilisée pour la première fois dans les hôpitaux dans les années 1950, l'échographie est rapidement devenue indispensable, notamment pour aider les médecins et les futurs parents à voir un fœtus in utero. Ces dernières années, les cliniciens ont cherché de nouvelles façons d'utiliser cette technologie pour répondre à un nombre croissant de besoins médicaux critiques, notamment le tri et le traitement des patients souffrant de la COVID-19.

Plus les applications échographiques se sont développées, plus les utilisateurs ont demandé aux fabricants de moderniser le format et les capacités de l'instrument, notamment une plus grande mobilité, un fonctionnement plus rapide et une conception plus homogène pour un nettoyage plus facile. L'introduction de l'intelligence artificielle (IA) a encore accéléré cette transformation, permettant au secteur de la santé de repenser radicalement l'utilisation des ultrasons et les flux de travail qui les soutiennent.

GE Healthcare, innovateur industriel de longue date, a contribué à cette évolution et s'appuie désormais sur son expertise pour aider les professionnels de la santé à répondre aux besoins urgents liés à la pandémie mondiale de coronavirus. Alors que les urgences et les unités de soins intensifs (USI) luttent pour suivre la propagation du virus, les cliniciens utilisent l'échographie de GE Healthcare comme outil de diagnostic efficace afin d'obtenir des images plus rapidement qu'avec la tomodensitométrie (CT) traditionnelle. Les CT nécessitent un temps de balayage plus long et le transport des patients, ce qui augmente les risques de contagion dans l'environnement COVID-19 et l'exposition indésirable aux rayonnements ionisants, en particulier chez les enfants et les femmes enceintes.

Des recherches ont montré que l'échographie peut être aussi efficace qu'un scanner thoracique pour surveiller les patients atteints de la COVID-19.1 Certaines études ont démontré que les signes et les symptômes pulmonaires des patients atteints de la COVID-19 peuvent être décelés plus tôt à l'échographie que sur une radiographie.1 Cet avantage est attribué au fait que l'outil permet de mieux voir la surface du poumon où vit le virus. L'ajout de l'IA dans les dernières générations d'ultrasons distingue encore davantage cette technologie des autres solutions d'imagerie médicale.

« Je plaisante avec les étudiants de médecine et les résidents sur le fait que, bien que nous ayons un stéthoscope, tout ce que je veux vraiment savoir, je peux le voir avec une échographie. » -Dr Brian Boer, Centre médical de l'Université du Nebraska (UNMC)

 « L'échographie est un outil vraiment polyvalent. Elle a les mêmes capacités à elle seule qu'un ensemble de plusieurs modalités, fournisseurs, outils ou images différents », explique le Dr Brian Boer, médecin spécialiste des soins intensifs et des maladies pulmonaires au Centre médical de l'Université du Nebraska (UNMC). « Pour une échographie, une seule personne peut faire fonctionner une machine. Je plaisante avec les étudiants de médecine et les résidents sur le fait que, bien que nous ayons un stéthoscope, tout ce que je veux vraiment savoir, je peux le voir avec une échographie. »

Défenseur des ultrasons comme outil de diagnostic polyvalent, le Dr Boer a enseigné leur utilisation et s'est appuyé sur cet appareil pendant près d'une décennie. Plus récemment, il a fait partie de l'équipe américaine chargée de traiter la première vague de patients COVID-19 à l'unité de bioconfinement du Nebraska (NBU) de l'UNMC. Mise en service en 2005 par les centres de contrôle et de prévention des maladies (CDC) des États-Unis, la NBU est l'une des rares unités de bioconfinement du pays. Elle est également la plus importante, fournissant la première ligne de traitement pour les personnes touchées par le bioterrorisme ou les maladies transmissibles très dangereuses comme la COVID-19.

La demande d'échographies de GE Healthcare sur les lieux de service augmente

Conçue en collaboration avec Sohan Parekh, ancien ingénieur en logiciel devenu médecin urgentiste, la famille de systèmes à ultrasons Venue basés sur l'IA (Venue et Venue Go) contribue à modifier la norme opérationnelle de l'imagerie médicale utilisée par les services très sollicités des urgences, des soins intensifs et de l'anesthésiologie.

La famille Venue est conçue spécifiquement pour les lieux de soins. Elle comprend des caractéristiques comme un grand écran tactile modulable, une batterie ayant une durée de balayage maximale de deux (dans Venue Go) ou quatre heures, ainsi qu'une sonde placée sur le dessus pour éviter que les câbles ne gênent. Le design adaptable de Venue Go, qui va du chariot à la table en passant par le mur, offre une flexibilité supplémentaire. De plus, les caractéristiques des deux produits de la famille Venue sont une haute qualité d'image, la technologie d'IA et la facilité de nettoyage des surfaces de l'écran tactile.

« Quand la COVID-19 a frappé, il y avait des tonnes de patients en plus, donc les hôpitaux ont commencé à être congestionnés et il y avait un défi permanent au niveau du nettoyage et de l'infection », a déclaré Anders Wold, président et directeur général de l'échographie chez GE Healthcare. « Le résultat est que vous devez acheminer l'équipement au patient. Cela a été extrêmement utile et a simplifié les choses. Cela a provoqué une forte augmentation des commandes d'échographies sur les lieux de soins et de produits de la famille Venue, qui est extrêmement bien adaptée aux besoins actuels ».

Du fait des incertitudes liées à la transmissibilité du virus, les hôpitaux ont cherché à protéger les professionnels de la santé et le public : désinfecter est donc rapidement devenu un sujet essentiel. Venue et Venue Go sont devenus d'importants outils de première ligne pendant la crise de COVID-19, car leur conception lisse, semblable à celle des tablettes, les rend plus faciles et plus rapides à nettoyer et à désinfecter.

« Sortir d'une pièce pour se rendre au scanner est long et difficile, en raison des mesures nécessaires pour éviter la peur de propager le virus. Nous nous appuyons donc souvent sur l'échographie pour toute imagerie avancée au-delà des rayons X », a déclaré le Dr Boer. « Tout d'un coup, l'échographie est devenue l'outil ultime, ce qu'elle a toujours été pour nous en matière de soins intensifs. Je suis allé voir nos cadres et leur ai dit que s'ils voulaient que nous répondions à la pandémie, chaque unité de soins intensifs devait avoir des échographies. Nous avons immédiatement pu obtenir le Venue pour notre nouvelle unité COVID ».

Les appareils offrent également une interface intuitive facile à utiliser. Cela permet aux nouveaux utilisateurs de monter en puissance rapidement et en toute confiance. C'était particulièrement important pendant les premiers mois de la COVID-19, lorsque la rapidité et l'efficacité étaient essentielles, car les urgences et les unités de soins intensifs étaient remplies de patients malades. À Wuhan, en Chine, des cliniciens ont signalé que l'écran tactile du Venue leur permettait de faire fonctionner l'appareil tout en portant trois couches de gants, le protocole de sécurité accepté au début de la pandémie.2

L'IA apporte de nouvelles capacités à l'échographie

Les produits Venue représentent la première famille de systèmes POCUS basés sur l'IA construits sur une plateforme logicielle commune. Portables et utilisables dans divers environnements, ces appareils permettent aux cliniciens d'accéder rapidement à d'importantes données de santé et de surveiller les patients sans avoir besoin d'une radiographie ou d'un scanner quotidien, réduisant ainsi la nécessité de recourir aux rayonnements ionisants.

Grâce à l'introduction de l'IA, la famille de produits Venue automatise toute une série de protocoles, de mesures et de calculs, permettant aux cliniciens d'aller plus vite et de suivre l'évolution de la santé des patients dans le temps. Les indicateurs clés peuvent être identifiés rapidement, ce qui accélère les décisions de tri, réduit la fatigue et les erreurs des opérateurs, et augmente la reproductibilité.

L'évaluation de la veine cave inférieure, ou IVC, n'est qu'un exemple parmi d'autres. L'outil Auto IVC de la famille Venue permet à l'utilisateur d'évaluer s'il y a suffisamment de liquide dans le corps d'un patient. Il suffit au médecin d'obtenir la bonne image et d'appuyer sur un bouton pour obtenir une mesure. Bien qu'il soit possible d'effectuer cette étape manuellement, la mise en place du processus demande du temps et des efforts. Il est donc rarement fait, privant l'équipe de traitement d'informations diagnostiques potentiellement précieuses.

L'outil Auto B-lines de la famille Venue est capable de mettre en évidence et de compter les lignes B en une seule étape, et de le faire en temps réel. Les lignes B échographiques sont de longs faisceaux d'artefacts hyperéchogènes qui traversent verticalement l'ensemble de l'écran à ultrasons. Elles sont souvent observées chez les patients atteints de pneumonie et de consolidation pulmonaire, qui se produit lorsque le tissu pulmonaire se remplit de liquide au lieu d'air.

« Nous savons qu'une personne a une forte probabilité d'être positive à la COVID si elle a de la fièvre et d'autres symptômes et qu'elle a des infiltrats semblables à du verre brisé au scanner », a déclaré le Dr Boer. « Nous savons aussi que le corollaire de ces infiltrats est la présence de lignes B à l'examen échographique. Ainsi, si nous observons des motifs diffus de ligne B et d'autres symptômes caractéristiques de la COVID, les patients sont alors testés. L'échographie nous fournit une aide supplémentaire au diagnostic ».

En même temps, une imagerie plus nette signifie une meilleure capacité à détecter les irrégularités et les dégradés de motifs en gris tout en évaluant les conditions cardiaques, pulmonaires et vasculaires. Il n'est plus nécessaire d'effectuer de multiples mesures manuelles, ni de faire défiler des images déjà recueillies, ce qui prend beaucoup de temps.

Les calculs automatisés fournis par la gamme de produits Venue permettent également une évaluation cardiaque rapide, une fonction essentielle étant donné que la recherche a identifié un lien important entre la COVID-19 et les complications cardiaques, en particulier le ventricule droit.

L'échographie Vivid Ultra Edition de GE Healthcare examine l'impact cardiaque de la COVID

Plusieurs capacités d'IA de nouvelle génération ont également été conçues dans la gamme de produits à ultrasons Vivid Ultra Edition de GE Healthcare. Selon GE Healthcare, les outils d'IA aident à minimiser les erreurs humaines, la fatigue de l'opérateur et la durée des examens cardiaques tout en augmentant la reproductibilité. Tous ces outils se sont avérés très utiles pour les médecins, qui cherchent à comprendre le lien entre la COVID-19 et les complications cardiaques.

Au début de l'épidémie, des cliniciens en Chine ont signalé avoir observé des signes de myocardite et de maladie cardiaque chez les patients COVID-19. Liée à une mortalité plus élevée, la myocardite provoque une inflammation du muscle cardiaque qui agrandit et affaiblit le cœur, le forçant à travailler plus dur pour faire circuler le sang et l'oxygène dans tout le corps. Les médecins italiens ont également identifié cette relation, reconnaissant un pic d'arrêts cardiaques en dehors de l'hôpital chez les patients de la COVID-19.

Les médecins indiquent qu'un élargissement des quatre cavités du cœur est un prédicteur possible de la mort des patients atteints d'une infection grave de COVID-19. Plus précisément, comme indiqué précédemment, les médecins et les chercheurs ont observé un lien particulier entre la COVID-19 et la contrainte exercée sur le ventricule droit du cœur 3.

Les cliniciens s'appuient sur les systèmes d'échographie mobiles, robustes et faciles à utiliser Vivid Ultra Edition pour évaluer le ventricule gauche ainsi que le ventricule droit, largement considéré comme l'une des tâches les plus difficiles en échocardiographie. Contrairement à d'autres modalités, les ultrasons cardiovasculaires comme le Vivid Ultra Edition permettent au personnel médical de voir les changements qui se produisent dans le ventricule droit, ce qui en fait un outil important pendant le diagnostic, la récupération et au-delà.

La Vivid Ultra Edition offre un flux de travail intuitif et la polyvalence nécessaire pour scanner les patients atteints de la COVID-19 dans des environnements aussi divers que les laboratoires de chevet, d'échocardiographie et de cathétérisme. Il peut être prêt pour les scanners de chevet en moins de cinq secondes, ce qui accélère la transmission d'informations vitales sur la santé et aide l'utilisateur à déterminer si le cœur pompe suffisamment de sang par les artères principales vers les organes 2. En renvoyant les données rapidement, il réduit également le temps de contact avec les patients infectieux.

Les soins de santé continuent d'explorer cette préoccupation croissante concernant l'impact cardiaque à long terme sur les patients atteints de la COVID-19. Une telle enquête rend des outils tels que les systèmes à ultrasons Vivid Ultra Edition exceptionnellement cruciaux en tant que moyen de mesurer la fonction du myocarde pour combattre les effets potentiels dangereux de la COVID-19, notamment l'œdème myocardique, la fibrose et d'autres déficiences de la fonction cardiaque.

GE Healthcare collabore avec Intel pour faire progresser la santé de précision

Lors de la conception et du développement de ses lignes de produits ultrasons Venue et Vivid Ultra Edition, GE Healthcare a collaboré avec Intel, un partenaire de confiance depuis plus de 15 ans. Cette relation repose sur l'engagement commun des entreprises en faveur de la santé de précision et de l'amélioration des résultats pour les patients. Pour atteindre ces objectifs, tous deux cherchent à exploiter la puissance de la technologie en fournissant le bon matériel pour la bonne charge de travail, en réduisant les coûts sans compromettre les performances.

La technologie Intel offre une voie rapide, plus sûre et plus fiable pour l'innovation de GE Healthcare. Par exemple, lorsque la famille Venue a intégré de nouveaux outils d'IA, le système a nécessité une puissance de traitement et des capacités supplémentaires. GE Healthcare a exploité les processeurs Intel® Core™ sur Venue pour répondre aux besoins en matière de calcul et a utilisé la distribution Intel® du kit d'outils OpenVINO™ pour répondre rapidement aux exigences de performances des applications d'IA pendant le déroulement du développement des fonctionnalités de Vivid Ultra Edition.

La technologie Intel a également aidé GE Healthcare à répondre aux exigences de faible consommation d'énergie, de batterie et de qualité d'image pour ses appareils de lieu de soins.

Avec le produit Venue Go, Intel a aidé GE Healthcare à réduire le système basé sur la tour de Venue en une solution complète, compacte, basée sur des tablettes, sans compromettre les performances ou la fiabilité requises de l'appareil. Ces efforts ont permis à la famille de produits POCUS de GE Healthcare Venue de remporter plusieurs prix de design récents, notamment de l'IDSA, Good Design Australia, et UX.

« Notre relation avec Intel a débuté il y a longtemps », déclare M. Wold. « Nos besoins sont peut-être différents de ceux des autres industries, mais nous avons vu que les équipes avec lesquelles nous travaillons chez Intel ont beaucoup appris sur ce que nous voulons faire, et elles ont modifié leur architecture en conséquence. Nous avons également connu beaucoup de coopération au niveau de l'ingénierie, ce qui a permis un très bon bénéfice mutuel et un partenariat très fructueux ».

Les gammes de produits à ultrasons de GE Healthcare donnent des résultats

Le début de la pandémie mondiale de coronavirus a accentué le besoin des outils de diagnostic par ultrasons de GE Healthcare. Depuis le début de l'épidémie en Chine, les cliniciens se sont de plus en plus tournés vers la famille Venue et ses outils d'IA pour fournir rapidement les informations des patients, en particulier dans les services de soins intensifs et d'urgence. Les utilisateurs d'une étude interne de GE ont constaté un gain de temps allant jusqu'à 82 % en utilisant l'outil Auto VTI sur un site de GE Healthcare Go.4 Ce gain de temps pourrait permettre aux utilisateurs d'avancer plus rapidement dans un parcours de traitement.

La conception innovante de la famille Venue contribue au gain de temps tout en réduisant les risques de transmission grâce à la nettoyabilité, la portabilité et la longue durée de vie des piles des appareils. En conséquence, GE Healthcare a reçu un intérêt sans précédent pour ses systèmes à ultrasons dans le monde entier. La demande en Europe a été particulièrement forte, de nombreux cliniciens européens comptant sur le Venue POCUS pour son excellente accessibilité et sa nettoyabilité.

Les avis des cliniciens favorisent l'évolution des échographies

En raison des répercussions de la COVID-19, le virus a accéléré l'adoption des gammes de produits Venue et Vivid Ultra Edition dans les flux de travail des soins de santé. Alors que la pandémie continue de toucher des communautés dans le monde entier, ces appareils polyvalents sont devenus indispensables pour les médecins et les cliniciens. L'intérêt et l'engagement pour les avantages de POCUS et de l'échocardiographie ne feront que croître.

« Il n'y a pas si longtemps, l'échographie avait la réputation d'être à la traîne par rapport à certaines autres modalités d'imagerie sur le marché », a déclaré M. Wold. « Aujourd'hui, c'est devenu une modalité d'imagerie prééminente et je n'y vois pas beaucoup de limites car elle est mobile, peu coûteuse, simple à utiliser et vous pouvez prendre des décisions rapides. Et maintenant, l'IA va simplement l'amener au niveau supérieur ».

GE Healthcare est fier de compter parmi les leaders qui contribuent à faire évoluer et à développer le rôle de l'échographie. La vision de l'entreprise est de continuer à travailler avec des partenaires du secteur de la santé et de la technologie, tels qu'Intel, pour affiner et améliorer ses systèmes à ultrasons. Ainsi, GE Healthcare vise à développer des solutions encore plus petites et plus portables et à équiper les systèmes de nouvelle génération d'images de meilleure qualité capables de fournir aux médecins une image encore plus détaillée du cœur et des poumons.

Cet objectif est désormais inextricablement lié à une exploration continue des outils d'IA basée sur l'apprentissage en profondeur et de la visualisation 3D. En intégrant l'IA pour automatiser des fonctions manuelles qui prennent beaucoup de temps, les utilisateurs et les patients qu'ils servent recevront des informations plus rapides et plus détaillées qui les aideront à prendre de meilleures décisions. Comme GE Healthcare, Intel s'est engagée à améliorer les outils de diagnostic tels que les ultrasons, en concentrant son expertise de pointe sur la recherche de solutions nouvelles et créatives qui mobilisent la puissance de la technologie pour apporter des avantages en matière de santé à travers la planète.

Pour GE Healthcare, tout commence par l'écoute des prestataires de soins de santé, aujourd'hui très occupés. Ce n'est qu'alors qu'elle pourra concevoir et développer les outils qui répondront avec succès aux besoins opérationnels des cliniciens et contribueront à de meilleurs résultats pour les patients et à un monde plus sain.

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Infos sur le produit et ses performances

1

Young-Jae Cho1,*, Kyoung-Ho Song2,*, Yunghee Lee1, Joo Heung Yoon3, Ji Young Park4,5, Jongtak Jung2, Sung Yoon Lim1, Hyunju Lee5, Ho Il Yoon1, Koung Un Park6, Hong Bin Kim2 et Eu Suk Kim2, « Lung ultrasound for early diagnosis and severity assessment of pneumonia in patients with coronavirus disease 2019 », Korean J Intern Med 2020;35:771-78.

2

Données fournies par GE Healthcare.

3

Tomasz J. Guzik, et al., « COVID-19 and the cardiovascular system: implications for risk assessment, diagnosis, and treatment options », Oxford University Press, 30 avril 2020.

4

Basé sur une étude interne de GE réalisée en mars 2019 par des experts à l'aide de Venue Go, DOC2254811.