Partie I Un formalisme graphique 11
3.2 Données médicales
3.3.1 Les règles de diagnostic . . . . 66
3.3.2 Réseau bayésien pour le suivi dupoids sec . . . . 66
3.3.3 Modèle dynamique . . . . 68
3.3.4 Paramètres du réseau bayésien . . . . 69
3.4 Prétraitement des données recueillies par les capteurs . . . . 70
3.4.1 Centrage des mesures . . . . 70
3.4.2 Normalisation . . . . 72
3.4.3 Discrétisation . . . . 72
3.5 Interprétation des probabilités a posteriori . . . . 74
3.6 Expérimentation . . . . 74
3.7 Conclusion sur l’application . . . . 74
3.8 Conclusions méthodologiques . . . . 75
Nous présentons dans ce chapitre un modèle développé à partir de connaissances expertes
permettant d’estimer l’adéquation du poids sec prescrit en hémodialyse. Ce travail a été effectué
dans le cadre de l’action nationale de recherche et développement Dialhemo de l’INRIA en
collaboration avec des néphrologues de l’ALTIR, la société Diatélic et la société Gambro.
Nous mettons en avant la méthodologie mise en œuvre qui consiste à modéliser de manière
stochastique la démarche du néphrologue. Cette modélisation repose sur la compréhension des
relations d’indépendance entre les différentes variables observées et cachées du problème et leur
représentation graphique sous forme de réseau bayésien dynamique. Nous recherchons ainsi à
tirer parti de l’expérience du médecin afin de pouvoir traiter le problème avec relativement peu
de données, celles-ci étant réservées à la validation du modèle par l’étude des résultats obtenus
sur un ensemble de cas significatifs.
3.1 Problématique
Le traitement de l’insuffisance rénale chronique est un champ d’applications clé pour la
télé-médecine en raison de la lourdeur des traitements et du nombre important de patients concernés.
C’est un des domaines ciblé, par exemple, par le rapport Simon et Acker [Simon and Acker, 2008].
La société Diatélic a été créée en 2002 pour distribuer une solution de télésurveillance
mé-dicale destinée au suivi de patients insuffisants rénaux traités par dialyse péritonéale à
domi-cile. Cette solution est issue notamment des travaux de recherche de Jeanpierre et Charpillet
[Jeanpierre, 2002].
La dialyse péritonéale, qui consiste à utiliser le péritoine comme membrane d’échange reste
cependant le traitement de dialyse minoritaire et c’est tout naturellement que l’INRIA et la
société Diatélic se sont intéressés à l’hémodialyse qui, comme nous allons le voir, est une technique
d’épuration extra-corporelle.
3.1.1 Les principales fonctions du rein
Le rein joue un rôle essentiel dans l’élimination de l’eau et des déchets. Le compartiment
liquidien de l’organisme est composé d’eau et de nombreux électrolytes dont la composition doit
être constante. En éliminant ce qui est en excès et en réabsorbant en juste proportion ce qui est
nécessaire, le rein assure le maintien de cet équilibre, quels que soient les aliments et les boissons
absorbées. Il filtre les liquides amenés par le courant sanguin et rejette 1,5l à 2l d’urines par 24
heures. Au total, les entrées et les sorties journalières d’eau s’équilibrent.
Le rein assure également une fonction hormonale importante. Il intervient, entre autres, sur
la régulation de la pression artérielle en sécrétant la rénine, et sur la production des globules
rouges en sécrétant l’érythropoïétine (EPO).
3.1.2 Insuffisance rénale
L’insuffisance rénale est l’atteinte progressive ou brutale de la fonction rénale. Toutes les
maladies rénales chroniques et certaines maladies rénales aiguës incurables conduisent à
l’insuf-fisance rénale chronique dans un délai très variable : de quelques semaines à quelques dizaines
d’années. L’insuffisance rénale, quelle qu’en soit la cause, est le fruit d’une réduction du nombre
de néphrons, qui est l’unité structurale et fonctionnelle du rein. Le rein peut assurer ses capacités
excrétrices pendant très longtemps puisqu’il n’a besoin que de 20% de ses néphrons pour
fonc-tionner. A partir de la destruction de 80% de ses capacités, l’insuffisance rénale chronique débute.
Lorsque la réduction néphronique atteint 90%, l’insuffisance rénale chronique est dite terminale
et nécessite une dialyse voire une transplantation rénale. Selon le Réseau Epidémiologie et
Infor-mation en Néphrologie (REIN), le nombre de personnes recevant un traitement de suppléance
3.1. Problématique
par dialyse était estimé à 37 000 en France au 1er janvier 2009. Le nombre de personnes vivant
avec un greffon fonctionnel était lui estimé à 31 000.
3.1.3 L’hémodialyse
La dialyse consiste à mettre en contact à travers une membrane semi-perméable, appelée
dialyseur, le sang du malade et un liquide, le dialysat, dont la composition est proche de celle
du plasma normal. Le dialyseur est dit semi-perméable car il ne laisse passer que les petites
et moyennes molécules. A travers cette membrane les échanges se font selon un processus de
diffusion tel que les substances vont du milieu le plus concentré vers le moins concentré. Ainsi
l’urée
1ou la créatinine
2en trop forte concentration dans le sang sont éliminées dans le dyalisat,
qui n’en contient pas. Il existe deux techniques de dialyse : l’hémodialyse qui consiste à faire
circuler le sang du malade dans un rein artificiel et la dialyse péritonéale où la filtration se fait
à l’intérieur du corps en utilisant le péritoine comme membrane d’échange.
Chaque traitement d’hémodialyse prend normalement de trois à cinq heures et il faut
habi-tuellement trois traitements par semaine. L’hémodialyse peut être effectuée dans un centre de
dialyse médicalisé mais aussi dans un centre d’autodialyse ou au domicile du patient. Le rein
artificiel est programmé pour faire perdre au patient une certaine quantité d’eau en l’amenant
au poids sec qui lui a été prescrit.
Lepoids sec est le poids du patient lorsque celui-ci est normalement hydraté. Il est déterminé
par le néphrologue de manière empirique, comme illustré sur la figure 3.1, car il n’existe pas de
méthode directe pour le mesurer. Une mauvaise estimation dupoids sec par le médecin va avoir
pour conséquence de déshydrater ou d’hyperhydrater le patient pouvant parfois entrainer une
hospitalisation en urgence comme dans les cas d’œdème aigu du poumon.
Figure 3.1 – Evolution de l’hydratation de séance en séance. Lorsque le patient présente des
signes d’hyperhydratation au branchement (1) le médecin diminue le poids sec. A l’inverse, le
poids sec doit être augmenté si le patient est déshydraté en fin de séance (2).
3.1.4 Un système expert pour le suivi du poids sec
Le suivi de l’adéquation du poids sec est un problème de régulation. L’état d’hydratation
du patient peut être estimé à partir d’indicateurs comme le poids ou les pressions artérielles et,
1. Produit de dégradation du métabolisme des protéines.
par ses interventions, le néphrologue corrige l’hydratation de son patient. Comme illustré sur la
figure 3.2, le système d’aide à la décision a pour objectif de faciliter le retour de l’information
vers le médecin afin de pouvoir proposer une surveillance continue des séances de dialyse dans
les centres non médicalisés et ainsi d’y apporter la même qualité de soins que dans les centres
médicalisés.
Figure 3.2 – Le système expert a pour but d’aider le médecin à suivre ses patients en entrant
dans la boucle de régulation dupoids sec.
La simple télétransmission de données ne constitue pas un système efficace de télésurveillance.
En effet, la quantité d’information à traiter est trop importante pour que les médecins puissent
consulter tous les jours les données de tous les patients. Le rôle du système expert est de
sélec-tionner les données nécessitant un contrôle par le médecin. Cette télésurveillance ne vise pas à
remplacer le contact direct entre le patient et son médecin. Elle apporte un lien complémentaire
entre les visites.
3.2 Données médicales
La réalisation d’un système d’aide à la décision commence par la définition d’un ensemble
d’indicateurs pertinents. L’hypothèse faite ici est qu’il est possible de produire un diagnostic sur
l’adéquation dupoids secen se basant sur un nombre restreint d’indicateurs : le poids, la tension
artérielle et les paramètres de la séance de dialyse. Un certain nombre d’autre signes cliniques,
utilisés par les néphrologues pour déterminer le poids sec, ne sont pas pris en compte par notre
système, comme par exemple la présence d’œdèmes. En effet, le système étant d’abord destiné
aux centres d’autodialyse, il est fondé sur des données facilement disponibles dans ces centres.
Dans le document
Modélisation stochastique pour le raisonnement médical et ses applications à la télémédecine
(Page 83-87)