1 Modern University for Business and Science – husseinbilal@yahoo.fr
2 Université Libanaise – aa.mhanna@hotmail.com
3 Université Libanaise – yrabih@hotmail.com
Résumé
Dans le domaine médical, l’utilisation de l’approche de raisonnement à partir de cas (RàPC) semble particulièrement intéressante dans le sens où le type de raisonnement utilisé dans la démarche diagnostique repose essentiellement sur l’expérience liée à la résolution de cas rencontrés dans la pratique. La présentation des cas du passé au médecin permet en effet à celui-ci de s’orienter rapidement vers une solution et permet de justifier ces solutions par l’exemple. Le RàPC est ainsi une alternative possible à la problématique de la gestion des connaissances dans le domaine médical.
Plusieurs travaux concernant le RàPC en médecine ont été réalisés dans le monde et en particulier en France. Mais peu se sont occupés de services d’urgence. Donc, notre article s’intéresse à l’introduction d’une approche en spirale pour améliorer l’utilisation d’un système RàPC dans les services d’urgence en y montrant le principe d’adaptation de toutes les phases d’un système RàPC aux étapes de diagnostic et la prise de décision dans les services d’urgence. L’article présente aussi l’approche en spirale pour construire un cas source en s’appuyant sur le principe des cas prototypes et leur cycle de vie.
Mots-clés: Raisonnement à partir de cas, raisonnement en spirale, prototype, diagnostic médical, décision médicale, services d’urgence.
1 Introduction
Une étude des principales méthodes d’aide à la décision utilisées dans le domaine médical (Système Expert, Réseaux de Neurones, Raisonnement à Partir de Cas…) a montré que le Raisonnement à Partir de Cas (RàPC) [1][2][3] semble être l’approche la plus apte au raisonnement médical qui repose essentiellement sur l’expérience liée à la résolution de cas rencontrés dans la pratique[4]. Contrairement à un système expert [5], le RàPC ne nécessite pas de construire une base de connaissances et un moteur d’inférence pour la représentation des connaissances médicales. De même l’évolution d’un RàPC n’a pas besoin de l’intervention du développeur ni du programmeur, il suffit qu’il soit géré et manipulé par des acteurs médecins. De plus, l’approche RàPC est a priori bien adaptée pour fournir une justification en proposant les cas résolus du passé. Le RàPC a une capacité d’apprentissage par acquisition de nouveaux cas lui permettant ainsi d’être évolutif.
Dans le domaine médical, l’utilisation de l’approche RàPC [6] semble particulièrement intéressante dans le sens où le type de raisonnement utilisé dans la démarche diagnostique repose essentiellement sur l’expérience liée à la résolution de cas rencontrés dans la pratique. La présentation des cas du passé au médecin permet en effet à celui-ci de s’orienter rapidement vers une solution et permet de justifier ces solutions par l’exemple. Le RàPC est ainsi une alternative possible à la problématique de la gestion des connaissances dans le domaine médical.
Plusieurs travaux concernant le RàPC en médecine ont été réalisés dans le monde et en particulier en France. Parmi ces travaux nous présentons quelques systèmes: CASEY [7] est dédié au diagnostic cardiaque, PROTOS [8] pour les problèmes d’audition, ISIS [9] est dédié à la radiologie, KASIMIR non protocolaire [10] est dédié au traitement du cancer du sein, MNAOMIA [11] est dédié aux troubles du comportement alimentaire et enfin IDEM [12] concerne l’imagerie médicale.
Ainsi les travaux de recherche des systèmes RàPC dans les services d’urgence sont peu nombreux par rapport aux autres domaines médicaux. Le diagnostic et la décision d’action dans le service d’urgence doit être réalisé plus rapidement que dans d’autres services, à cause de contraintes matérielles comme le nombre limité de lits, mais aussi à cause de la gravité présumée et de la possible évolution de la pathologie [13].
Notre article s’intéresse à l’implantation d’un système RàPC dans les services d’urgence en y montrant le principe d’intégration de toutes les phases d’un système RàPC aux étapes de diagnostic et la prise de décision dans les services d’urgence. L’article présente aussi une approche en spirale pour la construction des cas sources en s’appuyant sur le principe des cas prototypes et leur cycle de vie. Cette approche consiste aussi à démarrer le raisonnement en spirale avec un cas cible possédant le minimum de descripteurs (premiers descripteurs identifiés par le médecin au cours d’un examen clinique). En passant d’une spirale à une autre le cas cible initial est enrichi par d’autres descripteurs (progression du diagnostic) et la remémoration se fait sur la liste des cas sources renvoyés par la première spirale. Ceci nous permet de manipuler moins de cas sources dans chaque spirale et d’éviter le temps de calcul long.
2 Le Raisonnement à Partir de Cas (RàPC)
2.1Principe
Le RàPC, plus connu sous le nom de CBR (Case Based Reasoning), est un paradigme de résolution de problèmes fondé sur la réutilisation d’expériences passées pour résoudre de nouveaux problèmes [14] appelés cas cibles. Le RàPC s’appuie sur cinq opérations de base ; l’élaboration, la remémoration, l’adaptation, la révision et l’apprentissage gravitant autour d’une base de connaissances (appelée base de cas) du domaine d’application. Un cas représente notamment un problème et la solution qui lui a été appliquée.
La base de cas est une collection de cas de résolution de problèmes appelés cas sources. Elle tient une place très importante dans la mise en place d’un RàPC de qualité. Le problème de la représentation des cas commence toujours par le choix d’informations que l’on veut stocker, trouver la structure correspondante, organisation des cas et l’indexation [1][2]. Dans notre approche, à chaque cas médical est associée une collection de Prototype d’un Cas Médical (PCM) qui évolue dans un contexte médical très varié. Nous avons choisi comme application pour notre approche les services d’urgences dont l’évolution du PCM est rapide. Les services d’urgences fournissent un support d’information trop puissant pour la base de cas.
2.2Application à la médecine d’urgence
La problématique prise en compte dans cet article est l’identification rapide d’un cas médical dans le service d’urgence. L’identification consiste à préciser le plan d’action médical à appliquer sur le malade dans l’urgence. Dans la médecine d’urgence l’identification d’un cas médical est un processus complexe imposé par trop de contraintes et entraîne dans certaines situations ce qu’on appelle « l’erreur de diagnostic ».
La médecine d’urgence se caractérise par une pression temporelle souvent forte, variable au cours de la journée et de la semaine. La fréquentation est en rapide augmentation depuis dix ans, à moyens matériels et personnels quasi constants. Les difficultés sont accrues par le caractère dynamique de la situation : le diagnostic doit être réalisé plus rapidement que dans d’autres services, à cause de contraintes matérielles comme le nombre limité de lits, mais aussi à cause de la gravité présumée et de la possible évolution de la pathologie [13].
Les erreurs de diagnostic dans les services d’urgence sont plus importantes que celles dans des autres contextes médicaux (cliniques, hôpitaux, etc.). Cet article propose une approche de raisonnement médical dans les services d’urgence à l’aide d’un système de raisonnement à partir de cas (RàPC) pour réduire au maximum les erreurs de diagnostic.
Le cycle de raisonnement médical (CRM) avec un RàPC dans les services d’urgence versus le cycle classique d’un système RàPC (table 1):
Cycle de raisonnement médical avec un RàPC
Cycle classique d’un RàPC 1- Description d’un nouveau cas (minimum
de descripteurs)
Elaboration dans les RàPC classique. 2- Sélection des PCM les plus proches
similaires (maximum de descripteurs égaux)
Remémoration dans les RàPC classique.
3- Adaptation du PCM choisi au cas cible ; cette étape permet de construire une solution pour le nouveau cas en se basant sur les PCM sélectionnés à l’étape précédente.
Adaptation dans les RàPC classique.
4- Révision de la solution qui permet de l’affiner grâce à son évaluation.
Révision dans les RàPC classique. 5- Mise à jour des descripteurs du cas initial
et naissance d’un nouveau PCM.
Apprentissage dans les RàPC classique.
Le processus graphique du CRM (figure 1) :
L’erreur de diagnostic est souvent considérée comme un défaut ou une succession de défauts qui sont apparus dans le raisonnement ou le jugement du médecin (que les causes soient internes ou externes au raisonnement) et qui ont eu pour effet l’élaboration d’un diagnostic et/ou d’une décision médicale inappropriés [13]. Cependant, le CRM fournit aux médecins d’urgence un outil d’aide au raisonnement et au jugement afin de réduire autant que possible les erreurs de diagnostic.
Nouveau cas sans solution Solution Raisonnement étapes 1,2,3,4 Raisonnement étape 5 Nouveau PCM Base de cas (PCM) Figure 1: Processus CRM
Table 1: CRM versus RàPC classique
L’efficacité d’un raisonnement à l’aide d’un CRM est proportionnelle au nombre de descripteurs évalués pour un PCM ; plus le PCM comporte de descripteurs et plus le raisonnement est efficace.