Surveiller la rétine est essentiel pour détecter à temps les pathologies oculaires. Pete Linforth / Pixabay , CC BY-NC-SA

L’intelligence artificielle au secours de la rétine

Cet article est publié dans le cadre de la Fête de la science (du 5 au 13 octobre 2019 en métropole et du 9 au 17 novembre en outre-mer et à l’international) dont The Conversation France est partenaire. Cette nouvelle édition aura pour thème : « À demain, raconter la science, imaginer l’avenir ». Retrouvez tous les débats et les événements de votre région sur le site Fetedelascience.fr.


Le maquillage et les déguisements n’y changeront rien… une intelligence artificielle (IA) peut désormais deviner votre âge et votre sexe rien qu’en scrutant votre rétine. Cette membrane qui tapisse le fond de notre globe oculaire n’a pas fini de dévoiler ses mystères et l’intelligence artificielle de nous surprendre.

Depuis des décennies, les ophtalmologues analysent des images de notre rétine pour contrôler notre santé visuelle. Surveiller la rétine est en effet essentiel, et permet avant tout de détecter les nombreuses pathologies susceptibles d’altérer notre rétine et donc notre vision, parfois de manière irréversible : dégénérescence maculaire liée à l’âge, glaucome ou encore rétinopathie diabétique. Ces pathologies réduisent progressivement notre champ de vision, via l’apparition de tâches aveugles, et peuvent à terme nous rendre complètement aveugles.

Un contrôle régulier permet d’intervenir avant l’arrivée des premiers symptômes, afin de freiner leur développement et de limiter leur impact : l’analyse des images rétiniennes est donc primordiale. Pourtant, le vieillissement de la population augmente d’année en année le travail des ophtalmologues, dont le nombre, quant à lui, n’augmente pas.

Peu surprenant donc que les chercheurs y aient vu un créneau majeur pour le développement de l’IA médicale : celle-ci nécessite de grandes quantités d’images pour construire des modèles efficaces afin de soutenir des professionnels débordés.

Distinguer une rétine saine d’une rétine malade

L’IA est capable de détecter les premiers signes des pathologies rétiniennes, tels que des microanévrismes sur les vaisseaux sanguins dans le cas de la rétinopathie diabétique, ou encore des déformations de la papille, cette zone de la rétine où les fibres optiques se réunissent, dans le cas du glaucome.

De fait, le premier dispositif d’IA autorisé par l’Agence américaine des produits alimentaires et médicamenteux pour une application en santé a concerné le dépistage automatique de la rétinopathie diabétique, première cause de cécité dans la population active des pays industrialisés (http://www.arradv.fr/comprendre-deficiences-visuelles/retinopathie-diabetique/). L’analyse par la machine des images rétiniennes a atteint un niveau de maturité tel que de nombreuses solutions commerciales ont émergé ces dernières années à destination des patients.

C’est par exemple le cas d’OphtAI, qui commercialise les IAs que je développe avec d’autres chercheurs du Laboratoire de traitement de l’information médicale (LaTIM), une unité Inserm à Brest. Elles ont été construites à partir de 760 000 images anonymisées du réseau de dépistage OPHDIAT de l’AP-HP, qui regroupe une vingtaine de centres de dépistage en Ile-de-France, dont les images sont envoyées à l’Hôpital Lariboisière pour lecture par un ophtalmologue.

Outre le dépistage automatique de la rétinopathie dépistage, ces intelligences artificielles permettent de détecter une trentaine de pathologies et signes pathologiques, dont la dégénérescence maculaire liée à l’âge et le glaucome. Mais aussi des problèmes beaucoup plus rares et néanmoins graves tels que les œdèmes papillaires, des gonflements de la papille pouvant progresser rapidement vers la cécité.

L’objectif est de différencier automatiquement une rétine normale d’une rétine nécessitant un examen approfondi par un ophtalmologue. Cela permettra demain d’augmenter considérablement le nombre de personnes bénéficiant d’un contrôle de leur rétine, sans augmenter la charge de travail des ophtalmologues.

Prédire l’évolution future des pathologies

Mais le dépistage n’est pas la seule application possible de l’IA en ophtalmologie. De premières études ont montré qu’elle est capable de prédire l’évolution future d’une pathologie oculaire : elle pourrait déceler sa vitesse de progression ou encore pronostiquer l’apparition de complications.

Anticiper cette trajectoire à venir de la rétinopathie diabétique est l’objet d’EviRed (Évaluation intelligente de la rétinopathie diabétique), un grand projet de recherche associant le LaTIM, l’AP-HP, OphtAI, ainsi que Zeiss, le leader mondial de l’imagerie en ophtalmologie. Le rôle de l’IA sera de trouver automatiquement dans les images des signes annonciateurs d’une évolution imminente de la pathologie, en analysant automatiquement des séries d’examens d’un même patient au cours du temps.

Cette recherche de signes annonciateurs se fera dans des images de nouvelle génération, qui permettent de visualiser une plus grande portion de la rétine et d’analyser les flux sanguins rétiniens. L’objectif du projet sera de prédire, grâce à l’IA, l’évolution de la rétinopathie diabétique et ainsi de mieux prendre en charge les patients.