Jumeau numérique : un cœur qui bat au rythme de l’IA

Accélérer la conception des dispositifs médicaux

L’un des principaux objectifs de cette évolution est d’aider les fabricants de dispositifs médicaux à optimiser la conception et l’intégration de leurs solutions avant les essais cliniques.

Selon Dassault Systèmes, ces jumeaux numériques devraient réduire les coûts de développement et raccourcir les délais d’homologation.

« Aujourd’hui, nous franchissons une nouvelle frontière avec un modèle entièrement paramétrique et personnalisable », se réjouit Claire Biot, vice-présidente de l’industrie des sciences de la vie et de la santé chez Dassault Systèmes « Il offre aux fabricants des dispositifs médicaux pour concevoir, tester et valider leurs innovations, avec un niveau de confiance accru », assure-t-elle.

Vers une généralisation des jumeaux numériques en santé ?

L’IA combinée aux jumeaux numériques pourrait également contribuer au développement de traitements plus ciblés. En analysant le comportement du cœur virtuel face à divers traitements, les chercheurs pourraient anticiper les réactions des patients, sans avoir besoin de recourir à des essais précliniques sur l’humain ou sur l’animal.

Cette nouvelle génération de jumeaux virtuels s’inscrit également dans un projet plus large. Dassault Systèmes a publié en octobre 2024, en collaboration avec la FDA un rapport baptisé ENRICHMENT Playbook. Ce document vise à encourager l’usage des jumeaux numériques dans la médecine et à élargir leur application à d’autres organes.

« La validation des jumeaux virtuels offre des bénéfices [dans] la biopharmacie, les établissements hospitaliers, les dispositifs médicaux, les appareils électroniques portés (wearables) et la santé publique », plaide Dassault Systèmes.

Parmi les autres éléments du corps humain que les jumeaux numériques pourraient virtualiser, l’éditeur de logiciels de simulation 3D évoque l’œil, le foie, les reins, les poumons, le système vasculaire, la colonne vertébrale, les genoux, la peau, mais aussi des éléments a priori plus « simples » comme les cellules, ou à l’inverse particulièrement complexes comme le cerveau.

L’application de l’IA et des outils IT connexes (jumeaux numériques, chimie computationnelle, etc.) est une tendance sur le long terme dans la médecine.

L’Université de Stanford explore par exemple la modélisation 3D du cœur pour la formation des futurs médecins depuis 2018.

Mais cette tendance semble s’accélérer avec les progrès de l’IA. En 2023, NVIDIA, le fabricant de GPU dont les IA sont très gourmandes, ne cachait d’ailleurs pas ses ambitions dans la santé.

Depuis, les initiatives pour combiner IT et médecine de pointe se sont multipliées, comme le montrent la startup StaneResearch (qui combine recherche médicale en ville et IA) ou l’ADN synthétique créé par une GenAI.

Autre exemple : début mars, la startup française Quantiq a annoncé qu’elle avait utilisé un grand modèle de langage (Large Language Model) – le type d’algorithmes qui motorise les IA génératives comme ChatGPT, Claude ou Mistral – pour analyser les battements cardiaques et mieux prévenir les AVC.

D’autres projets explorent également ces pistes dans le sport, comme celui de Tata Consulting Services qui a modélisé le cœur d’une marathonienne olympique, pour améliorer son suivi médical et ses entraînements. Un projet en lien avec Living Heart.