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Intelligence artificielle (IA) en orthodontie et le suivi à distance

Découvrez comment l’intelligence artificielle peut être exploitée pour améliorer les résultats du traitement orthodontique.

L’intelligence artificielle ne remplacera pas les médecins, mais les médecins qui utilisent l’intelligence artificielle remplaceront ceux qui ne le font pas

Bertalan Mesko -MD, PhD

Des systèmes informatiques auront-elles la capacité à effectuer des tâches nécessitant normalement l'intelligence humaine.

Imaginons la manne d’expérience des grands orthodontistes, professeurs et cliniciens de ce monde. Si seulement nous pouvions puiser à volonté dans les connaissances orthodontiques et l’« expérience» de ces éminents collègues, donc l’acquérir de l’extérieur.

Il s’agirait là d’un passé d’autrui que nous pourrions apprécier, respecter et sur lequel nous pourrions nous appuyer. Selon ce modèle, l'expérience change de définition et c’est exactement à cette autre caractérisation de l’expérience récoltée de l’extérieur que se rattache l’apprentissage et la connaissance machine par l'intelligence artificielle (IA) d'aujourd'hui.

Intelligence artificielle (AI)

L’IA est la théorie et le développement de systèmes informatiques capables d'effectuer des tâches nécessitant normalement l'intelligence humaine telles que la perception visuelle, la reconnaissance de la parole, la prise de décision et la traduction entre différentes langues.

Dans un plus large concept, l’IA des machines permet d’effectuer certaines tâches très rapidement et de manière fiable. Le problème avec notre incursion initiale était que les décisions prises étaient directement liées à l'intégrité des données. Les programmes informatiques fonctionnaient comme une chaîne d'assemblage. Les programmeurs "ont appris" à la machine à effectuer une série d'actions, et la machine les a exécutées l'une après l'autre. Chaque action devait être programmée à l'avance, ce qui ne laisse aucune place à des variations et est toujours aussi bon que lors de la première programmation. Un exemple de ce style d'IA est le GPS, dont il a été question dans notre post précédent.

dent

En vérité le suivi à distance de l’évolution du traitement orthodontique de nos patients porte l'IA à un niveau encore supérieur à celui d’une simple programmation. La technologie que nous utilisons est la plus évoluée de concordance tridimensionnelle. Comme technologie la plus avancée, le « Deep Learning » (apprentissage profond), qui est une nouvelle branche du « Machine Learning « (apprentissage machine) vise à sauter l'étape de l'enseignement (programmation). Inspiré par l'architecture du cortex visuel du cerveau humain, le « Deep Learning » produit des réseaux de neurones artificiels qui peuvent apprendre par eux-mêmes. Ces réseaux peuvent traiter les plus petites nuances et devenir plus rapides et plus précis, plus ils analysent de données.

 

Applications de l'apprentissage profond

Les réseaux de neurones peuvent apprendre eux-mêmes à détecter des modèles sans avoir été enseigné sur ce qu’il faut rechercher. Ceci a trouvé des applications dans l'industrie virtuelle. Google utilise ces algorithmes pour tout détecter en photo, des chats aux voitures. Apple utilise le « Deep Learning » pour que son assistant artificiel, Siri®, soit mieux à même de reconnaître les voix humaines. Parmi d’autres applications médicales, le « Deep Learning » est déjà plus performant que les médecins dans la détection du cancer de la peau et des crises cardiaques. Tout cela fait partie de la tendance à la médecine personnalisée qui révolutionne les soins de santé à tous les niveaux puisque l'intelligence artificielle et l'apprentissage par ordinateur sont de plus en plus utilisés pour fournir des soins de santé personnalisés.

détection cancer de la peau

Pour répondre à cela, nous utilisons des logiciels sophistiqués permettant d’exploiter de grandes quantités de données (« Big Data ») en provenance de notre activité dans le but d’en déduire une utilisation appropriée des résultats pour une gestion positive et précoce des processus de changement dans le respect du RGPD. 

Comme dans bien d’autres domaines d’interaction humaine de notre temps, c’est au fond l’avènement du smartphone qui a permis de déclencher cette nouvelle approche de télé-orthodontie soutenue par l’IA. Pour capturer plus facilement et plus précisément des images intra-orales de patients surveillés, une nouvelle « scanbox » est mise à disposition tant pour les adultes que pour les enfants.

 scan box

Comment le Deep Learning est-il utilisé dans la surveillance dentaire 3D à distance ?

Les réseaux neuronaux artificiels ont été formés sur l'une des plus grandes collections d'images dentaires au monde représentant plus de 170 situations cliniques différentes comme le manque d’hygiène, les attachements décollés, les gouttières mal adaptées, le mouvement des dents ou l'usure de celles-ci. Chaque base de données de situation clinique a été qualifiée par des orthodontistes hautement spécialisés pour s'assurer que les réseaux de neurones « apprendraient » du meilleur enseignement.

En ajoutant de plus en plus de données dans le système, les algorithmes pourront travailler avec cette profusion de data complémentaires pour mieux détecter chaque type de système clinique. C’est ainsi qu’une surveillance accrue de l’évolution peut s’opérer pour détecter rapidement et avec précision le manque d’assise d’une gouttière, ce qui déclenche alors la rédaction d’un message envoyé au patient selon les protocoles établis par nos soins et la sévérité de la maladaptation. Le patient sera donc averti de continuer à porter le même aligneur ou autorisé à passer à l'aligneur suivant. Ainsi, la surveillance nous permet de visualiser la position et l'alignement des dents de nos patients à distance et ce en continu.

Bien sûr toutes les données se doivent d’être cryptées dans le respect du RGPD.

Chaque détection faite par les algorithmes est validée par un praticien certifié. Cela permet de garantir la qualité du système et assure que cette qualité va toujours croître au fur et à mesure que de plus en plus de patients et d’orthodontistes utilisent le suivi numérique pour gérer les traitements de manière plus efficace et plus pratique.

La surveillance 3D est basée sur un algorithme qui améliore continuellement la courbe d'apprentissage en profondeur, d’où l’intérêt pour les données futures qui seront en mesure de nous dire avec encore plus de précision quels plans de traitement sont les plus efficaces en fonction de la réaction corporelle du patient.

 

Et il y a d’autres possibilités !

Le mode photo permet de suivre les progrès des patients du prétraitement à la contention. Imaginons ensuite la possibilité d’offrir aux patients et à leurs familles qu’en prenant des photos / vidéos à intervalle de quelques mois, nous pourrons suivre leur croissance et leur développement à distance. Puis, quand nous voyons que les jeunes patients ont perdu les dents de lait nécessaires, ou que les dents définitives commencent enfin à faire leur éruption, nous pouvons à ce moment seulement les inviter pour une consultation physique au cabinet. Les parents apprécieront grandement le temps et les frais économisés sur des rendez-vous inutiles causés par des retards d’éruption. L'inverse est également vrai chez les patients présentant des éruptions précoces. A nos yeux la gestion du temps est cruciale pour l’exercice de notre profession d’orthodontiste, et maintenant nous saurons à l’avance quand et quoi planifier au lieu de devoir prendre les décisions lorsque les patients se présentent dans notre consultation fort chargée au milieu d'un après-midi trépidant.

Les jeunes patients peuvent aisément faire usage du suivi à distance, comme le montre le jeune garçon, âgé de 7 ans, prenant son premier balayage avec une « scanbox » sans aucune formation préalable et une aide très minime. Il l’a fait en 1 minute et a trouvé cela tellement amusant.

La surveillance 3D est une analyse quantitative qui – en plus du déplacement individuel des dents - trace le mouvement des dents dans chacune des arcades. Cela nous aide à décider si un aligneur est encore actif ou est devenu passif et, ainsi, nous alerte qu'il est temps de passer à l’étape suivante et de changer la gouttière. Elle peut également être utilisée pour vérifier la progression de l’expansion palatine rapide sans faire venir le patient au cabinet. Cela économise des heures de rendez-vous et montre aux familles de nos patients que pour nous leur temps est précieux. Ceci est définitivement un différentiateur de bonne pratique.

Grâce à la surveillance à distance, nous savons mieux déterminer ce qu'il faut faire avant qu'un patient arrive à un rendez-vous, ce qui signifie que nous pouvons mieux nous préparer et éviter des retards. Cela améliore les soins aux patients et permet aussi d'économiser du temps au fauteuil.

La plate-forme de surveillance comporte un système élaboré de communication qui permet d'envoyer des courriels avec des messages d'encouragement pour le patient si le traitement se passe très bien ou d’alerte s'il y a besoin d'améliorer l’hygiène buccale ou d’augmenter le port des élastiques. Si nécessaire les courriels sont complétés de vidéos d’explication adaptées au message. Cette information est envoyée au patient lui-même, et une copie va à ses parents.

Par ailleurs nous restons présents à l’esprit des jeunes patients et en contact avec eux alors qu’ils ne sont pas encore prêts pour le traitement. Nous pouvons ainsi continuer à construire notre relation avec eux.

Tout cela est susceptible d’améliorer la relation personnelle avec nos patients et de créer un véritable effet de surprise saisissant.

Certains de nos patients vivent jusqu'à deux heures de route pour arriver à notre cabinet et je préfère ne pas les laisser venir chez nous en consultation si cela peut être fait avec un appel téléphonique, un courriel ou un Skype.

Des innovations telles que la surveillance dentaire à distance poussent la télé-dentisterie au-delà des appels vidéo en direct que prônait Google vers la prochaine génération de médecine personnalisée assistée par ordinateur.

Alors qu’au départ l'intention était d'utiliser la surveillance à distance pour éviter à mes patients venant de loin les inconvénients des rendez-vous en personne, j’ai rapidement découvert les avantages de la technologie pour mes patients locaux.

L'utilisation de la surveillance à distance pour tous les patients a permis de rendre notre pratique d’orthodontie proactive plutôt que réactive. J'entends par là que nous pouvons devancer les problèmes et fournir de meilleurs plans de traitement sur une base purement individuelle. "

Ainsi le numérique appliqué de la sorte nous permettra d’exercer une pratique plus précise et surtout plus personnalisée.

En résumé, l’intelligence artificielle et d’autres technologies disruptives que nous présenterons dans les posts qui suivent peuvent être exploitées pour améliorer les résultats du traitement, créer un niveau supérieur de service à la patientèle, et un niveau plus profond de l'engagement individuel des patients.


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