Systèmes d’aide à la décision en médecine

1. Systèmes d’aide à la décision en médecine F. KOHLER

2. Objectifs • Citer et décrire les principales méthodes d'aide à la décision en médecine avec leurs intérêts et limites • Citer l'intérêt de l'introduction de ces méthodes dans les SIH • Indications, faisabilités et limites des systèmes experts

3. Systèmes d’aide à la décision en médecine • Pratique médicale et décision • Aide sans raisonnement : accessibilité aux dossiers, aux résultats d'examens... • Aide pour une décision pour un patient donné. Il s'agit d'appliquer des connaissances médicales au problème médical spécifique du patient concerné en proposant la meilleure solution coût/efficacité. • Nécessite l'introduction de système de raisonnement • Implique une connaissance précise des tâches et de la démarche de soins. • Si sur le plan théorique, les problèmes paraissent identiques, il n'en est pas de même en pratique courante : un étudiant n'aura pas les mêmes attentes qu'un médecin expérimenté.

4. Systèmes d’aide à la décision en médecine • Nature de l'aide à la décision • Les systèmes permettant de mieux apprécier l'état du patient : décision diagnostique ou pronostique. Ils visent à diminuer l'incertitude sur la situation du patient. • Les systèmes cherchant à proposer une meilleure stratégie : ce qu'il faut faire. Il doivent intégrer des considérations financières et éthiques

5. Systèmes d’aide à la décision en médecine • Mode d'intervention des systèmes • Mode passif • C'est le cas général. • Système consultant : l'utilisateur fournit des informations sur l’état du patient et en retour il reçoit un conseil diag'ostic. MYCIN (Shortlife) en est le type même. En France, on peut citer l'ADM à Rennes. • Système critique l'utilisateur fournit des informations sur l'état du patient et la stratégie envisagée (thérapeutique, examens complémentaires...). Le système critique les propositions du praticien (ATTENDING de P. Miller de Yale en est un exemple sur l'anesthésie).

6. Systèmes d’aide à la décision en médecine • Mode d'intervention des systèmes • Mode semi-actif • L'appel au système est effectué automatiquement. Ce sont des systèmes "chien de garde" watch dog système • Les systèmes de rappel automatique supervisent l'attitude de l'utilisateur. Ils permettent d'éviter des investigations redondantes, des erreurs de prescriptions. Ils assurent le respect des protocoles • Les systèmes d'alarme permettent d'attirer l'attention sur un changement de la situation du patient : signaler des valeurs biologiques anormales, modification anormale d'un paramètre physiologique...

7. Systèmes d’aide à la décision en médecine • Mode d'intervention des systèmes • Système actif • Ils se déclenchent automatiquement et peuvent prendre des décisions sans intervention du praticien exemple : contrôle automatique d'une perfusion, contrôle des paramètres d'un ventilateur...

8. Nature des connaissances • Classiquement on distingue : • Les faits d'observation qui seront soumis au système pour réaliser des inférences • Les connaissances académiques (le savoir) contenu dans les cours, les livres... • L'expérience : conduite pratique, savoir faire, savoir être • Les réponses du systèmes • Sont liées aux trois aspects : • si l'utilisateur n'est pas capable d'examiner le patient, il ne fournira pas de bons faits aux systèmes • si la base de connaissances est incomplète ou erronée, les déductions faites par le système seront entachées d'erreurs • C'est pourquoi tout système doit être évalué en fonction de son contexte d'utilisation

9. Base méthodologique • Modèles mathématiques : • Ils sont implantés à l'aide d'algorithmes. Ils ne peuvent pas fournir d'explications et ne peuvent pas avoir des possibilités d'apprentissage. • Ils sont utilisés pour la description de systèmes biologiques ou physiologiques : pharmacocinétique, surveillance en réanimation...

10. Base méthodologique • Méthodes statistiques • reposent sur des méthodes de classification multifactorielles en particulier l'analyse discriminante. • Ils peuvent fournir des explications limitées des résultats qu'ils proposent et peuvent apprendre automatiquement par induction. • Ceci s'applique également aux systèmes probabilistes

11. Base méthodologique • Systèmes probabilistes • Utilisent le théorème de Bayes et la théorie de la décision. • Les 3 limites difficiles à surmonter : • exhaustivité des décision avec sommes des probabilités = 1 • exclusivité des décisions • indépendances des signes • De plus il est difficiles de connaître les probabilités dans un contexte donné la prévalence des intoxications par les fruits de mers en Bretagne est-elle la même qu'en Lorraine ?

12. Base méthodologique • Systèmes experts • Sont composés • d'une base de connaissances exprimées souvent sous la forme de règles de production • d'une base de faits correspondant initialement aux données du patient progressivement enrichies des déductions établies par le système • d'un moteur d'inférence qui à partir des faits essaie d'appliquer les connaissances de la base de connaissances pour déduire de nouveaux faits.

13. Base méthodologique • Système expert • Ils utilisent pour raisonner la logique dans ses différentes formes : logique des proposition, logique d’ordre 1, logique floue

14. F V V F a b a + b F F F F V V V F V V V V Quelques rappels de Logique des propositions • Complément (négation) • Ou inclusif = Somme a a a a a = C(a) a b

15. a b a x b F F F F V F V F F V V V Un peu de logique... • Et = Produit b a

16. Théorème de de Morgan • a ou b = a * b • a et b = a + b a + b a b a b a + b V F V V F F F V F V V F V F V F F V F V V V F F

17. a b a -> b F F V F V V V F F V V V Un peu de logique... • Implication a -> b : si a alors b

18. Modus ponens • aVrai • a -> b ---------------------- • b Vrai Pierre est un homme Etre un homme implique Etre mortel Donc Pierre est mortel

19. Modus Tollens • b Faux • A -> b • -------------------------- • a Faux Gabriel n'est pas mortel Etre un homme implique Etre mortel Donc Gabriel n' est pas un homme* * vous le saviez ce doit être l'archange ou tout autre immortel!

20. Un peu de logique ... • En pratique Vrai est symbolisé par 1, Faux par 0, Et est le minimum, Ou est le maximum... ce qui facilite les choses... • La logique des propositions est à la base des systèmes de classifications. • La Logique est utilisée dans les systèmes à base de connaissances dans les mécanismes de chaînage avant et arrière.

21. Pour s’amuser • Et pour s'amuser : Au parlement du Québec (1986), un représentant s'est écrié : " La moitié des représentants libéraux sont des voleurs!" Scandalisé, le président demande au représentant de se rétracter immédiatement, lequel s'écrie alors : "La moitié des représentants libéraux ne sont pas des voleurs!" • Qu'en pensez vous ? • il aurait dû dire : "il est faux que la moitié des représentants libéraux sont des voleurs"

22. Base méthodologique • Systèmes experts • Il fonctionnent en chaînage avant et/ou arrière, • Il peuvent expliquer de manière détaillée le raisonnement utilisé pour arriver au résultat l'apprentissage n'est pas automatique (supervisé) • Réseaux de neurones • Approche récente • Possibilité d’apprentissage automatique

23. Système d’aide à la décision • Effort considérables / peu de réalisations utilisées • Les problèmes • Interface homme machine • Problème de la saisie des faits observé chez le patient • Langage naturel /Langage artificiel • Interface graphique SELF • Connexion avec le dossier médical • Représentation et acquisition des connaissances • Difficulté d'obtenir des probabilités fiables • Difficulté de mobiliser des experts • Faible reproductibilité des experts

24. Système d’aide à la décision • Les problèmes • Evaluation et validation des systèmes • Problème méthodologiques : validation de la base de connaissance, validation du moteur, validation des résultats • Absence de solution de référence • Intégration dans le SIH • exemple système HELP • Evite la saisie redondante • Permet des systèmes semi actif ou actif • Favorise une politique d'assurance de qualité et d'efficience maximale • Favorise une formation continue de chacun

25. Quelques réalisations • Aide au diagnostic des douleurs abdominales de Dombal et coll. • Le système, de nature probabiliste, a comme objectifs une aide pragmatique dans le cadre de la prise en charge des douleurs abdominales afin d'éviter les gestes inutiles ou les complications. L'évaluation montre que le médecin sans l'aide du système pose moins souvent le bon diagnostic que le médecin assisté du système. Complications et gestes inutiles sont également moins fréquents lorsque le système est utilisé. • Aide au diagnostic et à la thérapeutique en médecine interne • Internist au état unis et ADM en France • Remarquable quant au domaine couvert et aux résultats proposés. Systèmes utilisant une combinaison de méthodes • Aide à la chimiothérapie • ONCOCIN et PDQ un essai HOLYMPHE • Aide au choix du protocole de chimiothérapie, à son respect et à son adaptation temporelle • HELP • Contrôle de la prescription dans le cadre d'un SIH avec système d'alerte. • Utilisé en permanence à salt lake city • Pharmacocinétique et aide au calcul de la posologie