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© 2011 IBM Corporation

Watson au service des professionnels de santéPascal Sempé, IBM France

Carrefour de la Télésanté, Paris le 20 octobre 2010


Let’s build a smarter planet: Healthcare

Rêvons un peu…

Nous avons toutes ces données (plus ou moins) accessibles…

Nous savons concevoir des systèmes pour capturer, organiser et interroger ces grands volumes de données …

… mais savons nous en extraire de l’information avec suffisamment de confiance pour agir ?

Est il possible de concevoir un système qui puisse rivaliser avec la capacité humaine de:

– comprendre la question posée en langage ‘humain’– interpréter la masse d’informations disponible – proposer les réponses les plus fiables, avec leurs indices de

confiance

... et le tout en temps réel (ou presque) ?



Les ordinateurs sont très efficaces pour certaines tâches…mais rencontrent des limites évidentes

3

ln((12,546,798 * π) ^ 2) / 34,567.46 =

Owner Serial Number

David Jones 45322190-AK

Serial Number Type Invoice #

45322190-AK LapTop INV10895

Invoice # Vendor Payment

INV10895 MyBuy $104.56

David Jones

David Jones =

0.00885

Sélectionner Payment où Owner=“David Jones” et Type(Product)=“Laptop”,

Dave Jones

David Jones≠


Let’s build a smarter planet: HealthcareLes solutions de ‘search’ ne sont pas satisfaisantes

célébra

Inde

En Mai 1898

400ème anniversaire

arrivée de

Portugal

Inde

En mai

Paulexplorateur

célébré

anniversaire

au Portugal

Matching de mots clés










arriva en

En Mai, Paul arriva en Inde après avoir célébré son anniversaire au Portugal.

En Mai 1898 le Portugal célébra le 400ème anniversaire de l’arrivée de cet explorateur en Inde.

Cette stratégie de ‘search’ privilégie

« Paul »Il est risqué de se limiter à la seule cooccurrence de mots clés. Il faut rechercher des

évidences complémentaires



Un jour, parmi les différents tableaux qu’il avait fait d’Ulm, Otto choisit une aquarelle qu’il envoya à Albert Einstein en souvenir de son lieu de naissance

Un jour, parmi les différents tableaux qu’il avait fait d’Ulm, Otto choisit une aquarelle qu’il envoya à Albert Einstein en souvenir de son lieu de naissance

Produire une information requiert souvent la mise en relation de sources non structurées … et non explicites

Si ma question est de savoir où est né Albert Einstein ? Si ma question est de savoir où est né Albert Einstein ?

Par nature, le langage humain• est ambigu, contextuel, implicite• use d’une infinité de façons pour exprimer une chose identique

Les ordinateurs ne savent pas associer les mots à des expériences humaines



Pour prendre des décisions il faut des faits évaluablesQuid du moteur de recherche versus le système Expert ?

Le demandeur

Le moteur de recherche

Trouve les documents contenant les mots clésTrouve les documents contenant les mots clés

Classe les documents par popularitéClasse les documents par popularité

Se pose une questionSe pose une question

défini 2-3 mots clésdéfini 2-3 mots clés

Lit des documents, trouve des éléments de réponses

Lit des documents, trouve des éléments de réponses

compile et analyse les preuvescompile et analyse les preuves

Le système Expert

Comprend la questionComprend la question

Produit des réponses possibles et les associe avec des éléments de preuves

Produit des réponses possibles et les associe avec des éléments de preuves

Fourni les réponses, les preuves et un indice de confiance

Fourni les réponses, les preuves et un indice de confiance

Analyse les preuves, définie un niveau de confiance

Analyse les preuves, définie un niveau de confiance

Pose une question en langage naturel

Pose une question en langage naturel

Considère les réponses et les preuves

Considère les réponses et les preuves

Le décisionnaire



Les capacités de Watson à comprendre le sens et le contexte du langage ‘humain’, et de répondre à des questions complexes avec

une rapidité extraordinaire, ouvrent des champs d’applications énormes. Elles transforment la façon dont les ordinateurs nous

aideront à accomplir nos tâches quotidiennes.

Qu’est donc WATSON ?

Un système baptisé du nom du fondateur de IBM, Thomas J. Watson.

Un système qui rivalise avec la capacité humaine de répondre à des questions complexes, en langage naturel, avec rapidité, pertinence et confiance.

Un système qui bénéficie de la puissance de ‘IBM Content Analytics’ dans le domaine de l’analyse lexicale et du traitement du langage naturel.

Un système qui capitalise sur une architecture massivement parallèle de processeurs IBM, POWER7, permettant le traitement de milliers de taches simultanées.

Ce n’est pas un outil de « search », au sens d’extraire une liste de réponses possibles priorisées sur la base de leur degré de popularité

Un système baptisé du nom du fondateur de IBM, Thomas J. Watson.

Un système qui rivalise avec la capacité humaine de répondre à des questions complexes, en langage naturel, avec rapidité, pertinence et confiance.

Un système qui bénéficie de la puissance de ‘IBM Content Analytics’ dans le domaine de l’analyse lexicale et du traitement du langage naturel.

Un système qui capitalise sur une architecture massivement parallèle de processeurs IBM, POWER7, permettant le traitement de milliers de taches simultanées.

Ce n’est pas un outil de « search », au sens d’extraire une liste de réponses possibles priorisées sur la base de leur degré de popularité



Pourquoi Jeopardy! ? Un challenge qui démontre la puissance de nos outils analytiques de question/réponse dans différentes dimensions

Le résultat: sur 55 parties concourues en temps réel contre les deux meilleurs Champions, Watson est arrivé 1er dans 71% des jeux!

$200Le jus de cette baie

est parfois utilisé pour traiter les infections

urinaires

$200Le jus de cette baie

est parfois utilisé pour traiter les infections

urinaires

$400Alberto Korda,

photographe officiel de Fidel C est plus

connu pour avoir pris la photo de cet

homme

$400Alberto Korda,

photographe officiel de Fidel C est plus

connu pour avoir pris la photo de cet

homme

Domaine large Domaine large et ouvertet ouvert

Langage naturel Langage naturel sophistiquésophistiqué

Requiert une Requiert une grande précision grande précision

Requiert un Requiert un niveau élevé de niveau élevé de

confianceconfiance

Très grande Très grande rapiditérapidité

$600Que signifie le S dans SEM en parlant d’un

microscope

$600Que signifie le S dans SEM en parlant d’un

microscope

$800Dans Ivanhoe,

le chevalier en croisade est déshérité par son père à cause de son

amour pour elle

$800Dans Ivanhoe,

le chevalier en croisade est déshérité par son père à cause de son

amour pour elle

$1000Des quatre pays n’ayant

pas de relations diplomatiques avec les

États-Unis, celui-ci est le plus au nord

$1000Des quatre pays n’ayant

pas de relations diplomatiques avec les

États-Unis, celui-ci est le plus au nord

Le secret:–Une architecture unique qui permet de combiner plusieurs

stratégies analytiques, et permet d’atteindre de très hauts niveaux de pertinence à partir de données stockées dans la mémoire de la machine

–La vitesse – l’optimisation des capacités de calculs de Watson pour Jeopardy! sur 2,800 processeurs POWER7 a permis de passer les temps de réponse de 2 hrs en moyenne à moins de 3 secondes !!


Let’s build a smarter planet: HealthcareWatson: des faits, des hypothèses, des évidences

célébra

Mai 1898 400ème anniversaire

arrivée en

En Mai 1898 le Portugal célébra le 400ème anniversaire de l’arrivée de cet explorateur en Inde.

Portugal

mouilla

27 Mai 1498

Vasco da Gama

Raisonnement temporel

Raisonnement temporel

ParaphraseParaphrase

Raisonnement géo spatial

Raisonnement géo spatial

explorateur

Le 27 Mai 1498, Vasco da Gama mouilla à Kappad Beach

Kappad Beach

Para-phrase

s

Geo-KB

DateMath

9

IndeLes évidences les plus solides peuvent être difficiles à trouver et à évaluer. Est-ce suffisant ? A ce stade il n’y a

peut être pas encore de certitude

Rechercher large

Tester un grand nombre d’hypothèses

Identifier des évidences qualifiables

Multiplier les algorithmes et les modèles



Les applications possibles de DeepQA

Support technologique: centres d’appels

Santé: aide au diagnostic, consolidation d’évidences clinique …

Intelligence économique

Gouvernement: sécurité, croisements d’informations, lutte contre la fraude…



Extraire les informations utiles d’un cas clinique

• Symptômes• Évidences ‘Findings’• Histoire familiale Facteurs de risques• Histoire personnelle Symptômes, Facteurs de risques• Traitements Symptômes, Facteurs de risques (susceptibilité)

A 58-year-old woman presented to her primary care physician after several days of dizziness, anorexia, dry mouth, increased thirst, and frequent urination. She had also had a fever and reported that food would “get stuck” when she was swallowing. She reported no pain in her abdomen, back, or flank and no cough, shortness of breath, diarrhea, or dysuria. Her family history included oral and bladder cancer in her mother, Graves' disease in two sisters, hemochromatosis in one sister, and idiopathic thrombocytopenic purpura in one sister. Her history was notable for cutaneous lupus, hyperlipidemia, osteoporosis, frequent urinary tract infections, three uncomplicated cesarean sections, a left oophorectomy for a benign cyst, and primary hypothyroidism, which had been diagnosed a year earlier. Her medications were levothyroxine, hydroxychloroquine, pravastatin, and alendronate. A urine dipstick was positive for leukocyte esterase and nitrites. The patient was given a prescription for ciprofloxacin for a urinary tract infection and was advised to drink plenty of fluids. On a follow-up visit with her physician 3 days later, her fever had resolved, but she reported continued weakness and dizziness despite drinking a lot of fluids. She felt better when lying down. Her supine blood pressure was 120/80 mm Hg, and her pulse was 88 beats per minute; on standing, her systolic blood pressure was 84 mm Hg, and her pulse was 92 beats per minute. A urine specimen obtained at her initial presentation had been cultured and grew more than 100,000 colonies of Escherichia coli, which is sensitive to ciprofloxacin.

A 58-year-old woman presented to her primary care physician after several days of dizziness, anorexia, dry mouth, increased thirst, and frequent urination. She had also had a fever and reported that food would “get stuck” when she was swallowing. She reported no pain in her abdomen, back, or flank and no cough, shortness of breath, diarrhea, or dysuria. Her family history included oral and bladder cancer in her mother, Graves' disease in two sisters, hemochromatosis in one sister, and idiopathic thrombocytopenic purpura in one sister. Her history was notable for cutaneous lupus, hyperlipidemia, osteoporosis, frequent urinary tract infections, three uncomplicated cesarean sections, a left oophorectomy for a benign cyst, and primary hypothyroidism, which had been diagnosed a year earlier. Her medications were levothyroxine, hydroxychloroquine, pravastatin, and alendronate. A urine dipstick was positive for leukocyte esterase and nitrites. The patient was given a prescription for ciprofloxacin for a urinary tract infection and was advised to drink plenty of fluids. On a follow-up visit with her physician 3 days later, her fever had resolved, but she reported continued weakness and dizziness despite drinking a lot of fluids. She felt better when lying down. Her supine blood pressure was 120/80 mm Hg, and her pulse was 88 beats per minute; on standing, her systolic blood pressure was 84 mm Hg, and her pulse was 92 beats per minute. A urine specimen obtained at her initial presentation had been cultured and grew more than 100,000 colonies of Escherichia coli, which is sensitive to ciprofloxacin.



Most Confident Diagnosis: Diabetes and EsophogitisMost Confident Diagnosis: Diabetes

UTIUTI

DiabetesDiabetes

InfluenzaInfluenza

hypokalemiahypokalemia

Renal failureRenal failure

esophogitisesophogitis

Hypothèses

Sympt

Famille

DossierTraitm

tFindings

Indice de Confiance

Most Confident Diagnosis: Influenza

Most Confident Diagnosis: UTI

DeepQA: Des hypothèses et leurs indices de confiance

Symptômes

Analyses cliniques(Findings)

Traitements

Histoire Familiale

Publications sci.,Encyclopédies, Comptes rendus,Web

Des quantités de données structurées ou non (textes, publications médicales et scientifiques, des bases de données…) dans de multiples formats, y compris d’Internet

Dossier Patient



Les premières initiatives



MERC!http://www-03.ibm.com/innovation/us/watson/index.html

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