Nanospeed Diagnostics, une entreprise de santé basée à Edmonton, utilise l'IA pour mettre au point des tests de diagnostic plus rapides et moins coûteux à partir d'une seule goutte de sang.

Repenser les tests sanguins

En médecine, on passe beaucoup de temps à attendre. Les cabinets médicaux disposent même de grandes salles réservées à cet usage. Et peu de choses sont plus stressantes à attendre que les résultats d'un examen. C'est une leçon que le Dr Rajan Gupta a apprise à maintes reprises au cours de sa carrière dans un hôpital. Ses patients attendaient parfois des jours ou des semaines les résultats d'une analyse de sang.

"On va chez le médecin, on a l'ordonnance pour le test, puis on va au laboratoire. Ensuite, on nous fait une prise de sang dans la veine, ce qui est très douloureux, puis on attend les résultats", a-t-il déclaré. "Nous avons considéré qu'il s'agissait d'un problème majeur que tous les patients rencontrent pendant les tests sanguins, et cela nous a donné l'idée que nous devions faire quelque chose... très différent des technologies de routine. "

Cette idée a conduit Rajan et sa femme, le Dr Seema Gupta, à créer NanoSpeed Diagnostics en 2009. Cette entreprise basée à Edmonton s'efforce de rendre les analyses de sang moins pénibles. Ils ont d'abord mis au point un test rapide qui permet de mesurer le taux de vitamine D d'un patient, à partir d'une goutte de sang et en quelques minutes.

La vitamine D est la clé

Si NanoSpeed s'est concentré sur la vitamine D, c'est en partie parce que le problème est très répandu. L'organisme utilise cette vitamine pour l'aider à absorber le calcium, utilisé dans la croissance des os. Une carence en vitamine D peut être douloureuse, entraînant une fragilité osseuse et de la fatigue. Il est également prouvé qu'une carence en vitamine D est liée au diabète de type 1 et à un risque accru de certains cancers. Étant donné que la vitamine D provient essentiellement de la lumière du soleil, jusqu'à 90 % des Nord-Américains peuvent présenter une carence pendant les mois d'hiver, explique M. Rajan. Même les régions les plus chaudes, comme l'Afrique et la Chine, peuvent connaître des taux de carence en vitamine D d'environ 50 %.

Aujourd'hui, le duo développe une méthode assistée par l'IA qui pourrait être la prochaine génération de tests sanguins : plus rapide, moins coûteuse et capable d'effectuer plusieurs évaluations sur une seule goutte de sang.

"Il semble que le moment soit propice à la technologie de l'intelligence artificielle. Elle est en train de devenir très importante en médecine", déclare Seema.

Elle explique que les tests de vitamine D actuels - tant les tests traditionnels que les tests rapides actuels de NanoSpeed - sont basés sur la "chimie du sang humide". L'échantillon du patient est prélevé et mélangé à certains composés, qui réagissent avec les éléments du sang et révèlent des informations sur ce qu'il contient. L'inconvénient est que cette réaction modifie l'échantillon, ce qui signifie qu'il est souvent inutile pour d'autres tests. Si vous souhaitez effectuer d'autres tests, vous devez prélever davantage de sang.

Une approche différente

Pour relever ce défi, NanoSpeed teste une approche basée sur l'IA. Le sang serait analysé par un spectromètre et un microscope, qui lit la façon dont la lumière interagit avec l'échantillon et utilise cette information pour déterminer exactement les éléments présents dans le sang. Le résultat est un instantané du sang : tout ce qu'il contient et sa quantité. Ces informations sont ensuite transmises à un logiciel spécialisé, formé pour trouver des indicateurs d'un manque de vitamine D (ou d'autres conditions).

Le Dr Seema Gupta, de Nanospeed, teste des échantillons dans son laboratoire d'Edmonton.En plus d'être plus rapide et moins coûteuse, la nouvelle méthode serait plus indulgente en termes de délais : les tests de chimie humide doivent généralement être effectués rapidement après la prise de sang, tandis que l'approche basée sur l'IA pourrait fonctionner sur des gouttelettes de sang conservées pendant des années sur des lames de microscope. Tout cela rendrait les tests sanguins plus faciles et plus accessibles aux patients.

"Avec le test basé sur l'intelligence artificielle, il sera beaucoup, beaucoup plus facile pour les gens de prendre des décisions éclairées sur leur santé. C'est ce qui est important", dit-elle. En rendant les tests moins coûteux et moins longs, elle affirme que les carences en vitamines peuvent être détectées plus tôt, alors qu'elles sont plus faciles à traiter et moins douloureuses.

Un autre avantage de l'apprentissage automatique est que l'approche peut être facilement transférée à d'autres types de tests. Si Nanospeed forme actuellement son logiciel à la mesure de la vitamine D, différents algorithmes peuvent être enseignés pour rechercher d'autres composés dans le sang. L'entreprise dispose déjà de tests pour d'autres vitamines et minéraux qui pourraient utiliser le même processus d'analyse de l'IA que celui qu'elle développe pour son test de la vitamine D. Elle espère également utiliser cette méthode pour mesurer la quantité de THC dans un échantillon de sang, ce qui pourrait conduire à des tests pour la conduite en état d'ébriété.

Ce projet s'inscrit dans le cadre du programme Diversification de l'économie de l'Ouest Canada Écosystèmes régionaux d'innovation (ERI) de Diversification de l'économie de l'Ouest Canada. L'initiative a rassemblé neuf organisations à but non lucratif, des entreprises et des universités pour établir des utilisations viables de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique dans le domaine de la santé et de l'analyse des données.