IA appliquée à l’imagerie médicale : IMT Atlantique à la pointe…du pied

Le 12 octobre 2023, le groupe Data Science Brest se réunissait pour un meetup technique dédié à la représentation implicite appliquée à l’imagerie médicale. L’occasion pour le Technopôle d’échanger avec l’intervenant de la soirée, dans les locaux de la French Tech Brest Bretagne Ouest. Benjamin Fouquet, ingénieur de recherche à IMT Atlantique, nous donne un éclairage sur la thématique basée sur l’Intelligence Artificielle. Recherche appliquée de pointe en IA sur notre territoire finistérien.

La représentation implicite : réduire le temps d’examen par IRM tout en gardant la qualité des images spatio-temporelles

Acquérir un "film" IRM haute-résolution de la flexion d’une cheville n’est possible que si l’on compromet, soit la résolution spatiale (3D), soit la résolution temporelle. L’équipe du LaTIM d'IMT Atlantique utilise l’IA pour minimiser l’impact de ce compromis.

Cette décision présente un avantage pratique : le temps d’examen par IRM peut être réduit . "On pourrait passer de 40min à 10min", explique Benjamin Fouquet, avec pédagogie. Une avancée médicale importante pour le bien-être des patients : des personnes hémiplégiques qui fatiguent rapidement ou des enfants moins concentrés, par exemple.

"Au lieu d’acquérir de la donnée, on la recalcule." En effet, l’équipe du LaTIM a pour objectif de restaurer l’information temporelle de l’IRM dynamique par une technique d’IA : la représentation implicite.

Un réseau de neurones entrainé pour interpoler dans l’espace et le temps

La représentation implicite est une méthode d’interpolation effectuée par un réseau neuronal entraîné. L’IA du LaTIM utilise pour cela des images IRM fournies notamment par le CHRU Morvan. D’un point de vue mathématique vulgarisé à l’extrême, l’IA sait retrouver une fonction continue à partir d’un signal discret (une série spatio-temporelle de quelques images IRM). Les travaux s’appuient notamment sur des résultats de recherche fondamentale développés à l’Université de Stanford en 2020 et sur les modèles de représentation de scène 3D, mis au point par la société NVIDIA.

Une technologie à applications médicales multiples et pas seulement

Ils sont peu en Europe à travailler sur le sujet, notamment une collaboration entre Brest et Marseille. "Cela fait environ 10 ans que l’IA sait traiter efficacement des images. Dans le domaine médical, c’est encore plus récent", dit Benjamin Fouquet. Son parcours en témoigne. Biologiste spécialisé en neuroscience tout droit sorti de l’Université de Caen, il part plus de 7 ans en Allemagne et intègre la R&D/technico-commerciale de Bruker. L’entreprise vend des instruments de résonance magnétique haute-performance et d’imagerie pré-clinique. Puis Benjamin souhaite revenir en France. Un poste s’ouvre à IMT Atlantique. Il postule. C’est à Plouzané qu’il va donc poursuivre ses travaux de recherche et appréhender l’IA appliquée à un domaine qu’il connait bien.

Le projet s’inscrit dans la chaire de recherche interdisciplinaire AI-4-Child (2020-2024), pilotée par François Rousseau, enseignant-chercheur à IMT Atlantique. Ingénieurs et médecins développent des méthodes de traitement et d’analyse, pour aider au diagnostic et suivi de patients atteints de paralysies cérébrale. L’IA fait partie de la boîte à outils avec des applications sur l’IRM cérébrale d’enfants nés prématurés. L’équipe du LaTIM peut aussi compter sur le Groupement d’Intérêt Scientifique BEaCHILD dont elle fait partie. BeaCHILD est le seul GIS français dédié à la réadaptation pédiatrique.

Une technologie en plein essor donc avec des champs d’applications multiples dans le domaine de la santé mais aussi dans celui de la mer, par exemple. Des ponts existent entre le LaTIM et la Chaire Océanix d'IMT Atlantique. De la dynamique de la cheville en mouvement à celle des océans, il n’y a qu’un pas !