Intelligence Artificielle en laboratoire médical : quel impact ?

« Nous sommes le premier laboratoire mondial équipé d’une réelle intelligence artificielle embarquée capable de rendre plus rapidement près de 80% de nos résultats de routine de laboratoire en un clic
dans l’intérêt de la santé de nos patients »

LABOSUD

WASPLab®, une solution entièrement automatisée pour le traitement des échantillons

LABOSUD et ses équipes ont relevé avec succès le défi d’une transition technologique en intégrant des chaines d’automatisation WASPLab dans leur quotidien (Lire épisode 1 ‘Accompagner les équipes au changement technologique, une étape cruciale pour augmenter sa productivité’). Cette transformation leur a permis d’augmenter significativement leur capacité de traitement des échantillons à effectif constant pour passer de 800 à 1 750 échantillons par jour. Un défi en amenant un autre et dans une perspective de progrès et d’amélioration des performances, LABOSUD a renouvelé sa confiance en bioMérieux pour lancer un nouveau projet : PhenoMATRIX ™, qui allait très vite devenir une première mondiale dans le domaine de l’automatisation en microbiologie.

Depuis l’installation des chaines d’automatisation bioMérieux, LABOSUD a augmenté son efficience pour le traitement d’échantillons en provenance des EHPAD (maison de retraite), centres de soins post-opératoires, ainsi que des cliniques de médecine chirurgie obstétrique. Quotidiennement, ce sont des centaines d’échantillons différents qui arrivent au laboratoire. L’enjeu était de maintenir un service médical optimal tout en augmentant la productivité.

La stratégie LABOSUD a été de se concentrer sur l’automatisation des prélèvements de volume important (urines et recherches de Bactéries Multi Résistantes) afin de gagner du temps pour assurer un traitement de qualité sur les prélèvements les plus précieux.

« L’enjeu était de trouver une solution fiable remportant l’adhésion de toute l’équipe et d’avoir un partenaire qui puisse nous accompagner sur le déploiement de cette solution »

Dr Bayette, biologiste médical co-responsable de LABOSUD

PhenoMATRIX ™, l‘intelligence artificielle pour un diagnostic plus rapide, plus pertinent et totalement maîtrisé

LABOSUD était prêt à aller plus loin dans l’aventure technologique en intégrant l’intelligence artificielle dans son système automatisé de traitement d’échantillons WASPLab® (Lire épisode 1). bioMérieux les a, une nouvelle fois, accompagné dans ce défi technologique pour permettre la première installation mondiale en un temps optimisé d’une plateforme experte, intégrant une IA pour la reconnaissance des images des cultures : PhenoMATRIX™ en avril 2018.

Qu’est-ce que PhenoMATRIX ™ ?

Il s’agit d’une solution intégrée dans WASPLab® qui permet la numération et la reconnaissance spécifique des colonies sur des milieux chromogènes. Elle combine les résultats de reconnaissance d’images avec les données patients, issues du système informatique du laboratoire pour trier et interpréter les résultats en fonction de l’arbre décisionnel propre à chaque laboratoire.

PhenoMATRIX permet de trier les échantillons urinaires négatifs sans aucune manipulation humaine des géloses et de valider des listes entières de plus de 30 géloses, en un simple clic. Les échantillons urinaires positifs sont déchargés de façon automatique dans les carrousels de sortie. Chez LABOSUD, les urines positives sont d’abord classées informatiquement pour validation, puis physiquement sorties de la chaine en trois groupes distincts (E.Coli, Non E.Coli et Polymorphes), ce qui favorise et simplifie l’organisation des tâches de préparation des identifications et des antibiogrammes.

Le système utilise l’IA pour automatiser la numération des colonies, la reconnaissance de leurs couleurs, ainsi que les différents morphotypes sur les géloses. L’algorithme de reconnaissance de l’image est un système d’algorithmes de type Deep Learning, qui à partir d’un panel de 5 000 images de routine fournies par le laboratoire apprend et analyse les images en mettant en place les meilleures stratégies de détection des éléments pertinents pour classer ces images. Ce système permet de revendiquer d’excellentes performances.(1)

Quels sont les avantages du système PhenoMATRIX ™ pour l’activité des laboratoires?

Les équipes LABOSUD ont pu constater rapidement l’impact de cette révolution technologique sur l’activité du laboratoire :

• Gain de temps grâce à une diminution significative du temps de lecture des boites (2)
• Validation de la routine très tôt le matin grâce au tri automatique et à la croissance rapide sur CHROMID CPS E (lecture validée à 16H pour les Coli). (3)
• Sécurité des résultats améliorée (4)
• Pas de manipulation des négatifs
• Ergonomie améliorée de l’environnement de travail : encombrement limité des paillasses, organisation du travail en deux postes en fonction des tâches (ex : indentification / antibiogramme), utilisation d’un seul écran de lecture pour l’ensemble des boites incubées et imagées …

Au-delà de l’avancée technologique, c’est une nouvelle opportunité pour les équipes de techniciens de valoriser leur expertise en développant de nouvelles compétences grâce au programme de formations bioMérieux adapté aux techniciens référents et utilisateurs.

La force d’un système d’automatisation de la microbiologie totalement intelligent repose sur la synergie avec des milieux de culture performants. (lire l’article « Pourquoi les milieux de culture bioMérieux fabriqués en France depuis plus de 50 ans se sont adaptés pour lutter contre les évolutions des résistances bactériennes »). Ces milieux de culture sont le résultat de 55 ans d’expérience de bioMérieux dans la fabrication industrielle de milieux de culture. Grâce à l’introduction de substrats chromogènes, ces milieux combinent l’isolement et l’identification des micro-organismes cibles en une seule étape, ce qui permet de réduire le temps de rendu des résultats. Ils sont d’une grande simplicité d’utilisation. Les substrats permettent de distinguer les différents types de colonies par leur couleur.

(1) « Plus de 9 échantillons sur 10 sont triés correctement par le PhenoMATRIX » symposium PhenoMATRIX RICAI 2018
(2) « 80 % de nos prélèvements urinaires de routine en un simple clic. » Publireportage SPECTRA G Teissier et G Bayette., Nov 2018
(3) Fiche technique ChromID CPSE
(4) Automatisation de l’algorithme décisionnel décidé par le biologiste