Intelligence artificielle et jumeau numérique en médecine Mon jumeau numérique est-il malade ?

Auteur / Rédacteur: Auteure : Valérie Geneux / EPFL / Marina Hofstetter

Savant mélange d'intelligence artificielle et de données personnelles, la technologie du jumeau numérique révolutionne déjà la pratique de la médecine. Elle n'en pose pas moins des questions éthiques et légales, notamment autour de la collecte massive de données médicales pour que l'intelligence artificielle puisse fonctionner efficacement.

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Les ingénieurs exploitent la technologie du jumeau numérique pour conceptualiser la relation entre un objet physique et un modèle numérique connecté capable d’en prédire les comportements. Dans le domaine médical, l'objet physique est le corps humain.
Les ingénieurs exploitent la technologie du jumeau numérique pour conceptualiser la relation entre un objet physique et un modèle numérique connecté capable d’en prédire les comportements. Dans le domaine médical, l'objet physique est le corps humain.
(Source : Pixabay)

Imaginez une copie numérique de votre corps. Une sorte de clone virtuel. Ce jumeau fictif détient toutes vos données médicales : âge, poids, taille, antécédents médicaux, rythme cardiaque, activité des organes, taux de cholestérol et patrimoine génétique, entre autres. Ces données sont transformées en formules mathématiques et introduites dans un système informatique géré par de l'intelligence artificielle et des algorithmes.

Le jumeau numérique fonctionne en temps réel avec les données du patient, mais aussi avec celles de tous les autres jumeaux numériques existants. Le but ? Faire des prédictions médicales et fournir des traitements personnalisés. Les médecins pourront annoncer des cancers encore non déclarés et tester un traitement sur le clone digital, observer ses réactions puis prescrire le meilleur dosage à leurs patients. La communauté scientifique voit en cette future technologie une révolution où la bonne santé n'aurait plus de secrets. Des jumeaux numériques d'organes ont déjà été développés ou sont en cours de l'être. Celui du corps entier est attendu d'ici une quinzaine d'années. Mais derrière la prouesse scientifique, plusieurs acteurs s'interrogent sur l'aspect éthique de cette technologie, sur l'utilisation et la protection des données personnelles qui en découlent, notamment par des entreprises privées.

L'objet digitalisé

À la base, le jumeau numérique n'est pas seulement un concept médical : il se retrouve dans la conception d'objets en trois dimensions tels que les moteurs, les machines et même les villes. Les ingénieurs exploitent cette technologie pour conceptualiser la relation entre un objet physique et un modèle numérique connecté capable d'en prédire les comportements. En d'autres termes, le jumeau numérique est l'objet digitalisé. « La représentation se révèle efficace pour suivre le cycle de vie de l'objet, depuis sa production jusqu'à son utilisation et enfin sa destruction ou son recyclage », explique Frédéric Kaplan, directeur du Laboratoire d'humanités digitales de l'EPFL.

Repris en médecine, le jumeau numérique correspond à un modèle du patient basé sur l'intégration de données médicales et de leur historique. « Ceci permet en théorie une adaptation des traitements aux particularités de chaque patient. Dans certains cas, les thérapies pour le patient moyen ne sont pas appropriées à la spécificité du patient réel », précise le chercheur.

Les données au cœur de la santé

Parmi les nombreux avantages s'ajoute la réduction des erreurs médicales, un traitement personnalisé et simulé en avance, avec une efficacité anticipée. « Le jumeau numérique va faire baisser les coûts de la santé en détectant les incompatibilités de médicaments avec les patients et les maladies avant leur phase chronique. Il permettra aussi de diminuer le nombre d'erreurs médicales qui sont la troisième cause de décès dans le monde après les cancers et les maladies cardio-vasculaires. Ceci impliquera forcément des économies budgétaires considérables », affirme Adrian Ionescu, directeur du Laboratoire des dispositifs nanoélectroniques de L'EPFL. « Pour qu'un jumeau numérique soit fiable et précis, l'un des principaux défis à relever est la qualité des données utilisées pour le construire. En d'autres termes, le matériel de détection doit capturer les empreintes dynamiques de l'apparition et de la progression de la maladie de manière précise. » L'intelligence artificielle qui gérera le jumeau numérique sera également capable de créer de nouvelles données à partir de celles existantes. Cela signifie que les algorithmes seront à même de fabriquer des patients virtuels. Les panels de testeurs seront remplacés par l'intelligence artificielle et par des essais cliniques virtuels. Cela possède un nom : les expériences in silico. De plus, si le jumeau numérique détient toutes les informations médicales d'une personne, il pourra aussi fournir des indications sur les membres de sa famille. Cela se révèle utile pour la détection de maladies génétiques par exemple. « Je pense qu'il y a de grands bénéfices à tirer en analysant ces informations notamment pour le développement de nouveaux dispositifs et pour mieux aider le patient », affirme Harald Studer, directeur général d'Optimo Medical, une entreprise qui développe un jumeau numérique de l'œil.

Pour Samia Hurst, professeure en bioéthique à l'Université de Genève, le jumeau numérique offre aussi la perspective de la fin des expérimentations animales. « Si les scientifiques réussissaient véritablement à modéliser le corps d'une souris par exemple, ils n'auraient plus besoin d'animaux vivants. Ils pourraient directement effectuer ces expériences sur des animaux virtuels, in silico », déclare la chercheuse.

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