Un étudiant polytechnique utilise l'IA pour résoudre les problèmes de commande de l'industrie médicale

Lorsqu'il est entré au département de génie informatique de l'Université des sciences et technologies de Hanoi , Son ne pensait pas pouvoir créer un outil permettant de soutenir le diagnostic par imagerie fœtale avec la même précision que les principaux échographistes du Vietnam.

Bui Van Son, 23 ans, a obtenu son diplôme de génie informatique à l'École des technologies de l'information et de la communication de l'Université des sciences et technologies de Hanoï fin octobre 2023 avec mention. Sa moyenne de 3,3/4 n'est pas très élevée comparée à celle de beaucoup de ses amis, mais c'est le résultat attendu, car, en plus de ses études, il consacrait la majeure partie de son temps à la recherche scientifique .

« Les recherches au Laboratoire d'informatique biomédicale du Centre international de recherche en intelligence artificielle - BK.AI sont la partie la plus mémorable de ma jeunesse au cours de mes 5 années d'études à Bach Khoa », a déclaré Son.

Ici, Son a participé à des projets de recherche sur les applications de l'IA pour résoudre des problèmes du secteur médical , notamment le projet « Détermination de la clarté nucale fœtale à l'aide d'images échographiques », commandé par l'hôpital universitaire de médecine de Hanoï. Ce projet lui a permis de remporter le deuxième prix du concours de recherche scientifique étudiant de l'Université des sciences et technologies de Hanoï et le prix d'excellence lors de la soutenance de sa thèse de fin d'études.

Bui Van Son. Photo : Duong Tam — Bui Van Son. Photo : *Duong Tam*

Son était élève dans une école de village du district de Quang Xuong, dans la province de Thanh Hoa. Admis en génie informatique à l'Université des sciences et technologies de Hanoï en 2018, il rêvait d'apprendre à maîtriser à la fois le matériel et les logiciels, et de pouvoir créer les sites web et les applications dont il rêvait.

En deuxième année, familiarisé avec les méthodes d'apprentissage de l'École polytechnique, Son s'est initié à l'intelligence artificielle (IA) et a participé à des recherches scientifiques. Son orientation différente de celle de ses camarades du groupe et son absence d'études en lien avec l'IA lui ont causé de nombreuses difficultés.

Le jeune homme a commencé par suivre quelques cours gratuits d'IA à l'école, puis a recherché d'autres cours sur l'IA, la science des données, l'apprentissage en profondeur en ligne et a combiné son travail dans une entreprise japonaise en tant que stagiaire en IA.

Un an plus tard, plus confiant dans ses connaissances, Son a postulé pour intégrer le laboratoire d'informatique biomédicale de l'école. Il y a découvert des problèmes pratiques du domaine médical, comme le décodage des gènes et l'utilisation de l'IA pour prédire les médicaments adaptés à certaines maladies. Outre ses connaissances en IA, Son a dû acquérir des connaissances biomédicales complémentaires, comme le décodage des séquences génétiques, de l'ADN, de l'ARNm et les procédures de test PCR.

En 2022, le Dr Nguyen Hong Quang, chef du département de recherche en informatique biomédicale de l'Université des sciences et technologies de Hanoi, a reçu une commande de l'hôpital universitaire de médecine de Hanoi pour développer une méthode permettant de déterminer automatiquement la largeur de la clarté nucale fœtale grâce à des images échographiques 2D, aidant ainsi à diagnostiquer les malformations congénitales du fœtus avant la naissance.

Lorsqu'on lui a présenté le sujet, M. Quang a immédiatement pensé à Son, constatant la passion de son élève pour la recherche et son talent en traitement d'images. Il a raconté qu'au début de sa deuxième année, Son avait réalisé un problème de traitement d'images visant à identifier des panneaux solaires défectueux à partir de photos prises par des drones.

« Lorsque l'hôpital universitaire de médecine de Hanoi m'a proposé le projet, je l'ai confié à Son, même si je savais que c'était un problème difficile », a déclaré M. Quang.

Son a déclaré qu'au début, il était assez confus, car il ne comprenait pas ce qu'était la clarté nucale ni à quoi servait cette mesure. Grâce aux conseils de l'enseignant, au soutien des médecins, aux vidéos d'échographies de fœtus qu'il a visionnées pour comprendre le processus, et après avoir appris par lui-même, Son a compris la signification de ce sujet.

« La clarté nucale est une zone de liquide qui s'accumule derrière le cou du fœtus et apparaît entre la 11e et la 14e semaine de grossesse. Si la largeur de la clarté nucale est supérieure à 3 mm, le fœtus risque de développer le syndrome de Down et de nombreuses autres malformations congénitales », a expliqué Son.

La détermination de la largeur de la clarté nucale permet aux médecins de poser un diagnostic précoce d'anomalies fœtales et ainsi de conseiller la mère. Cependant, avec les techniques actuelles, cette mesure est réalisée manuellement par des médecins hautement spécialisés. Cette technique dépend de nombreux facteurs subjectifs, potentiellement source d'erreurs.

Résultats de la mesure de la clarté nucale fœtale à partir d'images échographiques, à l'aide de modèles d'IA. Photo : Caractère fourni. — Résultats de la mesure de la clarté nucale fœtale à partir d'images échographiques, à l'aide de modèles d'IA. Photo : *Caractère fourni.*

Ayant reçu un ensemble de données contenant des milliers d'échographies fœtales, Son a rencontré des difficultés au début. Il a essayé des modèles de traitement d'images avancés, mais les résultats n'ont pas été concluants. Le jeune homme ne trouvait pas de direction précise et, pendant deux à trois semaines, il ne savait pas quoi rapporter à son professeur, ce qui le mettait sous pression.

Après cela, Son a partagé son expérience avec son instructeur et a reçu de nombreuses suggestions. Il les a suivies, a consulté des études internationales et a testé de nombreux modèles à maintes reprises.

Grâce au modèle d'IA développé par Son, la clarté nucale est calculée en environ 5 secondes à partir d'images échographiques, ce qui permet aux médecins de réaliser de nombreuses mesures sans perte de temps. Le site web et l'application intégrant le modèle d'IA développé par Son leur permettent également d'établir des diagnostics fœtaux plus précis ou de l'utiliser pour les contrôles post-échographiques, minimisant ainsi les erreurs lors de l'échographie.

Selon un représentant de l'Université des sciences et technologies de Hanoi, le donneur d'ordre a estimé que les résultats de recherche de Son avaient le potentiel d'être appliqués dans la pratique et a envisagé de les inclure dans le processus d'audit postérieur.

« Ce sujet est vaste, mais il comporte probablement près de 20 sous-problèmes et demande beaucoup de travail. Son a fait preuve d'une grande diligence et a mené à bien son travail, créant un outil d'aide qui fournit des résultats aussi précis que les diagnostics des meilleurs échographistes vietnamiens », a déclaré M. Quang. Les deux enseignants ont rédigé un article sur ce sujet et l'ont envoyé à la revue internationale d'information biomédicale.

Actuellement ingénieur en science des données au VNPT, Son est toujours reconnaissant du temps qu'il a consacré à la recherche scientifique durant ses études universitaires. S'agissant de la détermination de la clarté nucale du fœtus, Son espère que le site web et l'application qu'il a créés seront largement utilisés et apporteront de bons résultats à la communauté.

Duong Tam

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