L’IA peut-elle améliorer la précision des diagnostics médicaux ? Des chercheurs d’UVA Health, un réseau de soins de santé affilié à l’Université de Virginie, ont tenté de répondre à cette question. Le résultat de leur étude est surprenant : si l’IA peut effectivement surpasser les performances des médecins dans certaines tâches de diagnostic, son intégration dans leur flux de travail n’a pas significativement amélioré leurs performances globales.

Les grands modèles de langage (LLM) ont montré des résultats prometteurs dans la réussite aux examens de raisonnement médical, qu’il s’agisse de questions à choix multiples ou de questions ouvertes. Cependant, leur impact sur l’amélioration du raisonnement diagnostique des médecins en situation réelle reste à déterminer.

Andrew S. Parsons, qui supervise l’enseignement des compétences cliniques aux étudiants en médecine de la faculté de médecine de l’Université de Virginie et codirige le Clinical Reasoning Research Collaborative, et ses collègues de l’UVA Health ont voulu mettre ChatGPT Plus (GPT-4) à l’épreuve. Leur étude, a été publiée dans la revue scientifique JAMA Network Open et acceptée ce mois-ci par le symposium 2024 de l’American Medical Informatics Association.

Méthodologie de l’étude

Les chercheurs ont recruté 50 médecins exerçant en médecine familiale, en médecine interne et en médecine d’urgence pour lancer un essai clinique randomisé et contrôlé dans trois hôpitaux de pointe : UVA Health, Stanford et le Beth Israel Deaconess Medical Center de Harvard. La moitié d’entre eux ont été assignés aléatoirement à l’utilisation de ChatGPT en plus de méthodes conventionnelles telles que Google ou des sites de référence médicaux comme UpToDate, tandis que l’autre moitié s’est appuyée uniquement sur ces méthodes conventionnelles.

Les participants ont eu 60 minutes pour examiner jusqu’à 6 vignettes cliniques, des outils pédagogiques utilisés dans le domaine médical pour évaluer et améliorer les compétences cliniques des professionnels de santé. Ces vignettes, basées sur des cas réels, comprenaient des détails sur les antécédents des patients, des examens physiques et des résultats d’analyses de laboratoire.

Résultats

L’étude a révélé que les médecins utilisant ChatGPT Plus obtenaient une précision diagnostique médiane de 76,3 %, légèrement supérieure aux 73,7 % des médecins s’appuyant uniquement sur des outils traditionnels. Si l’écart reste modeste, en revanche, Chat GPT Plus, utilisé indépendamment, a atteint une précision impressionnante de 92 %.

Si les participants à l’essai utilisant ChatGPT Plus ont atteint un diagnostic un peu plus rapidement dans l’ensemble (519 secondes contre 565 secondes par cas), paradoxalement, ils ont réduit la précision diagnostique de l’IA.

Pour les chercheurs, cette baisse de la précision pourrait être due aux invites utilisées. Ils soulignent la nécessité de former les cliniciens à l’utilisation optimale de l’IA, notamment en exploitant les prompts de manière plus efficace. Sinon, les organisations de soins de santé pourraient acheter des invites prédéfinies à mettre en œuvre dans le flux de travail et la documentation clinique.

Selon eux, ChatGPT Plus se comporterait probablement moins bien dans la vie réelle, où de nombreux autres aspects du raisonnement clinique entrent en jeu, en particulier pour déterminer les effets en aval des diagnostics et des décisions de traitement. Ils demandent des études supplémentaires pour évaluer les capacités des grands modèles de langage dans ces domaines et mènent une étude similaire sur la prise de décision de gestion.

Conclusions

Les résultats révèlent une nuance essentielle : bien que les LLM soient capables de performances autonomes impressionnantes, leur utilisation en complément des méthodes traditionnelles n’a pas significativement amélioré la précision diagnostique des médecins.

Les chercheurs avertissent que “les résultats de cette étude ne doivent pas être interprétés comme indiquant que les LLM devraient être utilisés pour le diagnostic de manière autonome sans la surveillance d’un médecin” ajoutant que “des développements supplémentaires dans les interactions homme-machine sont nécessaires pour réaliser le potentiel de l’IA dans les systèmes d’aide à la décision clinique”.

Ils ont d’ailleurs lancé un réseau bicôtier d’évaluation de l’IA appelé ARiSE (AI Research and Science Evaluation) afin d’évaluer davantage les résultats de la GenAI dans les soins de santé.

Références de l’article

“Influence d’un grand modèle de langage sur le raisonnement diagnostique. Un essai clinique randomisé” doi :10.1001/jamanetworkopen.2024.40969

Equipe de recherche : Ethan Goh, Robert Gallo, Jason Hom, Eric Strong, Yingjie Weng, Hannah Kerman, Joséphine A. Cool, Zahir Kanjee, Andrew S. Parsons, Neera Ahuja, Eric Horvitz, Daniel Yang, Arnold Milstein, Andrew P.J. Olson, Adam Rodman et Jonathan H. Chen.

Plus de 10% de la population française est âgée de 75 ans ou plus, de quoi mettre une pression de taille sur le secteur de la santé. Si de nouveaux défis émergent en continu, ceux-ci exigent également toujours plus de prestataires de soins, de personnel médical et de partenaires pour l’ensemble de leur écosystème. En parallèle, avec un système de soins bien différent de celui des Etats-Unis, le marché français peine encore à aller vers l’optimisation du parcours, pourtant aujourd’hui nécessaire au-delà des enjeux de sécurité.

Pour rendre cette tâche déjà délicate encore plus difficile, les soins aux patients sont entravés par des architectures informatiques héritées qui fragilisent tous les aspects des opérations – sans parler des cyberattaques particulièrement intenses depuis la crise du COVID. Mais cela pourrait bel et bien changer fondamentalement en intégrant des dispositifs intelligents à ces infrastructures.

Des cas d’application concrets

Au-delà de l’IoT, nous voyons aujourd’hui émerger les technologies de l’Internet des objets médicaux (IoMT) qui peuvent être utilisées pour la surveillance, le dépistage ou le traitement à distance. Du point de vue de la gestion, l’utilisation de ces appareils peut être optimisée, notamment pour en réduire les coûts d’exploitation.

Les services de localisation en intérieur peuvent également être utilisés pour permettre à un établissement tel qu’un hôpital de fonctionner plus efficacement. Prenons l’exemple d’une personne ayant besoin d’un fauteuil roulant dès son entrée dans le bâtiment. Avec un système numérique interactif comme un tag, celui-ci pourrait être localisé voire livré sans avoir besoin de l’intervention du personnel. Cette même technologie peut être utilisée pour améliorer la sécurité, par exemple en empêchant les patients à risque de quitter une certaine zone ou en alertant le personnel si une situation dangereuse ou potentiellement mortelle devait survenir. Déployés sur l’ensemble d’une infrastructure, ces dispositifs ont la capacité d’améliorer fondamentalement les pratiques, de soutenir le personnel et potentiellement même de sauver des vies.

Une patientèle mieux suivie et sereine

Du point de vue du patient, ces innovations permettront de mieux contrôler leurs parcours médicaux grâce à des applications et à d’autres technologies conviviales. Les systèmes de soins de santé en ligne seront plus interactifs, similaires à la façon dont certaines banques fonctionnent actuellement.

Fournir aux patients un accès simplifié à leurs dossiers médicaux réduit le besoin de rendez-vous inutiles, ce qui permet à chacun d’économiser du temps et de l’argent. Cela permettra aussi aux patients de devenir de véritables acteurs de leur propre santé en proposant par exemple des actions préventives avant que toute maladie ne se déclare. Les indicateurs de risque précoces peuvent être signalés à l’aide de capteurs tels que des pilules intelligentes ou des dispositifs portables. Cela donnera alors au professionnel de santé un suivi optimal de l’état de santé d’un patient sans même qu’il ait à consulter. Ce type de capteurs peut être utilisé pour des examens non invasifs et la surveillance de divers cas. Dans certains cas, par exemple lors de crises cardiaques, les signes avant-coureurs d’irrégularité du rythme cardiaque peuvent amener les patients à consulter immédiatement, ce qui peut sauver des vies. Les dispositifs portables et les pilules intelligentes sont également plus rassurants pour les patients qui évitent alors de consulter un médecin, et de s’exposer à des tests sanguins, souvent craints.

Dans un cadre médical, la continuité de services de la technologie peut sauver des vies. En effet, la disponibilité continue de systèmes et des applications vitaux est cruciale pour les personnes qui peuvent être sous assistance respiratoire par exemple. Alors que de nombreux appareils doivent rester connectés en permanence, un réseau alimenté par l’IA s’avère particulièrement utile pour assurer une analyse solide des données et des opérations continues dans tout l’établissement.

Les soins de santé numériques sont la prochaine étape évidente vers des services médicaux à l’épreuve du temps. Ils permettront aux établissements de fonctionner plus efficacement, d’économiser du temps, de l’argent, de la frustration et, surtout, de simplifier voire de sauver la vie des patients. Bien qu’il y ait un investissement initial nécessaire pour remplacer l’existant, ces technologies ont le potentiel de transformer fondamentalement la façon dont les soins de santé sont fournis. Elles peuvent en effet améliorer les conditions de travail du personnel, ce qui, encore une fois, renforce fondamentalement le service offert. Les décideurs doivent donc faire preuve d’audace dans leurs choix et ne pas hésiter à investir dans le bien-être de leur salarié et de leur patientèle.

Le Healthcare Data Institute, think tank dédié à la transformation du système de santé par la valorisation scientifique et économique des données de santé, annonce la publication d’un nouveau rapport. Intitulé “Jusqu’où les données peuvent-elles accompagner la transformation de la santé par l’IA ?“, il explore  les cas d’usage, examine les freins et les accélérateurs du développement et de l’adoption de l’IA dans le domaine de la santé et propose 10 recommandations pour une intégration réussie.

L’IA a un potentiel immense dans le domaine de la santé et a ouvert la voie à des avancées significatives dans le diagnostic, le traitement et la gestion des maladies. Grâce à des algorithmes sophistiqués, elle permet une analyse rapide et précise de vastes ensembles de données médicales, améliorant ainsi les capacités de diagnostic des professionnels de la santé et permettant un dépistage précoce des maladies. De plus, en exploitant des données individuelles telles que les antécédents médicaux et les caractéristiques génétiques, l’IA offre la possibilité de personnaliser les traitements pour chaque patient, conduisant à des soins de santé plus efficaces et à de meilleurs résultats.

Par ailleurs, l’IA peut optimiser les opérations hospitalières, réduire les coûts et améliorer la gestion des maladies chroniques grâce à un suivi continu des patients à domicile. Enfin, en accélérant la recherche médicale et en facilitant la découverte de nouveaux traitements, l’IA ouvre de nouvelles perspectives pour l’innovation dans le domaine de la santé.

Le rapport du Healthdata Care Institute dresse un état des lieux de l’utilisation de l’IA dans le parcours de soins et le système de santé. Parmi les cas d’usage examinés à partir d’exemples français et internationaux pour en évaluer le niveau de maturité, on trouve :

• La prévention des cancers ;
• Le diagnostic augmenté ;
• La médecine de précision ;
• La télésurveillance ;
• La gestion de l’approvisionnement;
• L’optimisation du temps ;
• L’organisation des flux hospitaliers ;
• Les déserts médicaux.

Il met en lumière un manque de solutions matures exploitables industriellement et que, malgré un potentiel disruptif, l’adoption de l’IA en santé est freinée par une fragmentation européenne en termes de normes, de réglementations, d’usages et de marché. Il souligne également l’importance cruciale de surmonter ces obstacles et pour y parvenir propose 10 recommandations qui mettent l’accent sur :

• La nécessité de simplifier les normes et de favoriser une adoption européenne collective de l’IA par les acteurs de la santé ;
• La formation initiale et continue des professionnels de santé sur l’IA et la Data Science ;
• La mise en place d’un plan de communication national démontrant les bénéfices et les enjeux de l’IA pour associer le grand public à la révolution de l’IA ;
• Un positionnement éduqué et éclairé des décideurs sur les questions d’IA en santé pour un accompagnement raisonné des solutions.

Pour le Healthdata Care Institute, l’intégration réussie de l’IA en santé requiert une approche collaborative, centrée sur l’humain, qui embrasse à la fois les innovations technologiques et les impératifs éthiques et réglementaires. Les actions raisonnées, guidées par une vision stratégique et pragmatique proposées dans son rapport visent à permettre aux acteurs clés du secteur (décideurs, professionnels de santé, institutions et patients) de “faire de l’IA une réalité bénéfique pour tous en santé“.

Christian DELEUZE, Président du Healthcare Data Institute, conclut :

“Nous sommes à l’aube d’une transformation majeure en santé, guidée par des actions concrètes plus que par des promesses. Ce rapport est un appel à l’engagement pour faire de l’IA un levier d’une médecine plus précise et personnalisée. Ensemble, convertissons ces visions en réalités, pour que l’IA devienne un moteur de l’amélioration des soins et de l’accompagnement des patients. La voie est tracée, les solutions à notre portée. Il appartient désormais aux acteurs du secteur de la santé de répondre présent à cet appel, pour que demain, l’IA en santé soit synonyme de progrès pour chacun “.

Retrouver le rapport et ses 10 recommandations ici