d’imagerie médicale
Réalités et enjeux Bernard Gibaud
omme dans la majorité des activités humaines, l’informatique tend à occuper dans le domaine de la médecine une place de plus en plus importante. Le traitement de l’information médicale, qui s’est d’abord développé autour des activités administratives et de gestion, a envahi peu à peu le terrain proprement médical. L’imagerie médicale numérique s’est développée de façon très progressive. Apparue avec la médecine nucléaire dans les années 60, elle s’est réellement développée avec l’apparition de la tomographie à rayons X dans les années 70 et 80. Au plan technique ce développement a été rendu possible par la diffusion des mini- ordinateurs. Puis sont apparus la radiologie numérique, l’échographie ultrasonore et l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Toutes ces nouvelles modalités d’exploration radiologique ont littéralement révolutionné le diagnostic médical. En particulier l’imagerie tomographique, en effectuant des cartes 3D précises de l’intérieur du corps, permettait pour la première fois d’appréhender l’anatomie et la pathologie de façon directe et en trois dimensions, et non plus de façon indirecte, ou sous la forme de projections.
Toutes ces techniques continuent à se développer : coupes de plus en plus fines et acquises de plus en plus rapidement avec les nouveaux tomographes multibarrettes, séquences IRM de plus en plus rapides et
C
variées donnant le jour à une imagerie fonctionnelle dont les applications vont encore se développer de façon considérable.
L’imagerie est donc aujourd’hui incontestablement l’un des éléments-clés d’une démarche médicale dans laquelle le médecin cherche à réunir sous une forme virtuelle toutes les données pertinentes pour comprendre la pathologie dont souffre le patient, et choisir les l’approche thérapeutique la plus adaptée (médicaments, chirurgie, radiothérapie, etc.), le cas échéant en simulant plusieurs approches possibles. Cette vision, incontestablement futuriste, dans laquelle le médecin soigne un « clone virtuel » du patient avant de soigner le patient lui-même, n’est peut-être pas si éloignée de certaines pratiques que l’on rencontre déjà aujourd’hui dans des domaines comme la chirurgie guidée par l’image. La physiologie intégrative, en jetant des ponts entre les phénomènes décrits à différentes échelles, rendra progressivement possible la construction de modèles réalistes des processus biologiques. L’imagerie médicale en saisissant le support anatomique de ces phénomènes et en quantifiant nombre de processus physiologiques tels que la perfusion ou le métabolisme des organes contribuera de façon notable à l’émergence d’outils avancés de simulation.
Le chemin à parcourir est encore long avant que cette vision ne prenne réellement corps. En effet si aujourd’hui la quasi-totalité des systèmes d’acquisition d’images sont numériques, les processus de communication, d’archivage et d’utilisation des images (dans le cadre du diagnostic et de la thérapeutique) reposent encore le plus souvent sur des supports physiques comme le film radiologique. On est loin du « clone virtuel » du patient !
Cet article vise à faire le point sur le développement des systèmes de communication et d’archivage d’images qui constitue un prérequis vis-à-vis de l’utilisation de l’image numérique dans la prise en charge du patient.
Nous examinons successivement les différents aspects et enjeux de la question : l’aspect technique est davantage mis en avant compte tenu du domaine de compétence principal de l’auteur. Il ne faut pas y voir nécessairement un indice d’importance, les autres aspects organisationnel, humain et enfin socio-économique étant vraisemblablement d’importance égale vis-à-vis des conditions à réunir pour permettre un déploiement à grande échelle de ces systèmes.
Dimension technique de la question
Historique : de la communication à la gestion des images
Les leçons des expériences pionnières
Le terme PACS (Picture Archiving and Communication System) a été introduit au début des années 80 pour désigner des systèmes informatisés de communication et de stockage d’images à l’hôpital. Il s’agissait de remplacer le film, support traditionnellement utilisé pour acquérir, lire, communiquer et archiver les images médicales par des supports et des outils informatiques. En fait les motivations pour conduire un tel changement étaient très diverses. Il s’agissait tout d’abord de mieux exploiter les images fournies par les modalités d’imagerie numériques (scanner, IRM, angiographie, etc.). En effet la nature numérique de l’image autorise de multiples traitements : manipulation et fenêtrage, quantification de paramètres fonctionnels, rendu 3D, fusion d’images de modalités différentes, etc. Il s’agissait en outre de mieux gérer les images, en facilitant leur communication au sein des services d’imagerie et dans tout l’hôpital, et de faciliter leur archivage au moyen de techniques informatisées de stockage et de récupération. Enfin un élément de motivation important était de nature économique. Le déploiement de ces systèmes devaient conduire à des économies substantielles, soit directes du fait de l’abandon du film, soit indirectes liées à une meilleure organisation du travail, ou consécutives à une réduction des durées de séjour des patients ou à l’optimisation des stratégies diagnostiques et thérapeutiques.
Ces différentes motivations ont conduit un grand nombre d’équipes à développer des PACS expérimentaux, principalement aux Etats-Unis, à l’université du Kansas, [DWY 82a, 82b, BUL 83], à New York [MAG 82, HOR 83, CYW 83], à Los Angeles [HUA 83a, 83b], à St Louis [COX 82, BLA 83], à Philadelphie [ARE 82, 83], et à Chapel Hill. C’est dans ce contexte que le projet Sirène a vu le jour à Rennes [SCA 83, REN 87, GIB 93], ainsi que deux autres projets français, à Montpellier et à Nantes. La plupart de ces expériences pionnières affichaient l’ambition de mettre en place rapidement des PACS opérationnels et se sont traduites par des échecs. Ce terme d’échec mérite toutefois quelques explications. Les publications de cette époque mettent l’accent sur les aspects technologiques de ces projets (nouveaux écrans de visualisation, nouveaux réseaux, nouveaux supports de stockage), et soulignent (à juste titre !) les prouesses techniques que constituaient la mise au point et l’interconnexion de tous ces équipements. Le qualificatif d’échec a le plus souvent été porté a posteriori – cinq ans ou dix ans après ces expériences quand, l’expérience aidant, on a cherché à évaluer l’apport réel de ces systèmes dans la pratique médicale. De fait, ces systèmes n’étaient
guère utilisables dans le cadre d’une pratique clinique quotidienne, principalement du fait de leurs performances et de leur ergonomie insuffisantes. Au plan industriel le marché des PACS n’a commencé à
"décoller" réellement aux Etats-Unis qu’à partir de 1995, suite aux résultats globalement probants des expériences de "PACS sans films" menées dans plusieurs hôpitaux militaires américains (projet MDIS [MDI 90]). En ce qui concerne l’Europe, et si l’on met à part le cas des pays nordiques on peut constater que ce marché des PACS est encore aujourd’hui dans une certaine expectative.
Les raisons des échecs des PACS de première génération sont multiples et ont été abondamment analysées dans la littérature par exemple, [MAG 88, DEV 93, SAR 92]. Selon nous, trois facteurs particuliers, d’ordre principalement technique, sont à souligner.
1. Analyse fonctionnelle insuffisante : tout d’abord, l’accent avait surtout été mis sur l’aspect technologique du problème plutôt que sur l’aspect fonctionnel. Cette insuffisance de l’analyse du rôle de l’image dans la pratique médicale hospitalière a conduit à mettre en place des infrastructures matérielles et logicielles pour communiquer et stocker les images, mais faute d’une bonne compréhension des processus de production et d’utilisation des images, les systèmes résultants sont restés fondamentalement manuels dans leur conception, et peu efficaces, c’est-à- dire incapables de prendre par eux-mêmes les décisions adéquates relatives au déplacement et au stockage des images. Cette réticence à expliciter les processus de circulation et d’utilisation des images s’explique par le caractère nécessairement réducteur de toute démarche de ce type. En particulier, il paraissait difficile et non souhaitable d’enfermer le fonctionnement d’un PACS dans le carcan d’un modèle de workflow : « un hôpital n’est pas une usine, et les processus de délivrance des soins ne possèdent pas le déterminisme des processus de fabrication assistée par ordinateur ».
2. Echec industriel : les expériences pionnières n’ont pas été suivies par un équipement significatif en PACS de la part des hôpitaux car il ne s’est pas constitué d’offre industrielle adéquate pour construire des PACS. Ceci résulte de facteurs à la fois techniques (maturité insuffisante des technologies de base et des standards d’échange d’images) et économiques, dans la mesure où le coût de ces PACS de première génération était disproportionné au regard de la valeur ajoutée qu’on pouvait en attendre.
3. Progrès technologiques : enfin, les progrès technologiques dans ce domaine (augmentation de la puissance des ordinateurs, du débit des composants réseaux, de la capacité des supports de stockage) ont été
constants et rapides entre 1980 et 1990, avec une baisse tout aussi continue du coût de ces composants. Si cette évolution constitue à long terme un facteur favorable pour le développement des PACS, en revanche, à une échelle de temps plus réduite ces évolutions ont posé le problème de l’obsolescence rapide des systèmes mis en place. Ce facteur explique une certaine réticence des hôpitaux à investir dans une technologie qui manifestement ne semblait pas à maturité.
Les travaux de recherche menés entre 1988 et 1995 sur la gestion des images ont permis de mieux formaliser les aspects fonctionnels et architecturaux, et stimulé la définition de standards pour garantir l’interopérabilité entre les différents composants des PACS. En effet le rôle des standards est fondamental pour assurer la pérennité des investissements, elle-même tributaire de la pérennité de l’architecture.
La gestion des images
Genèse du concept de gestion des images
L’importance de la maîtrise du temps d’accès aux images pour l’acceptation globale [MAG 82, DUE 82, THO 82, KAS 86]. En effet il s’agit d’un aspect-clé de l’automatisation du workflow au sein des PACS. La littérature des PACS a abordé le problème de la gestion du temps d’accès aux images avec trois concepts principaux :
– le préchargement (ou preloading) consiste à transmettre à l’avance les images qui doivent être utilisées dans le cadre d’une tâche précise, comme par exemple une séance d’interprétation d’images ou une procédure de planning chirurgical ;
– la sélection/récupération (ou prefetching) consiste à rendre disponibles un sous-ensemble des images antérieures du patient, à savoir celles qui sont susceptibles d’être utiles dans le cadre d’une tâche prévue ; le processus comprend généralement deux aspects : la sélection des examens pertinents dans le cadre de la tâche visée et le déplacement effectif des images ;
– enfin, la gestion d’archives hiérarchisées consiste à organiser le stockage des images sur différents types de supports, avec des mécanismes de migration entre les différents niveaux de la hiérarchie [DWY 82b, MEY 82, ZEL 83]. Ainsi, les supports rapides (qui sont également les plus coûteux) sont réservés aux images pour lesquelles la probabilité d’accès est la plus grande, alors que les supports à accès lent (moins onéreux) sont utilisés pour le stockage des images qui ont une faible probabilité d’être utilisées (archives dormantes).
Si ces concepts ont été introduits très tôt – dès le début des années 80 – en revanche leur implémentation n’a pu être mise en œuvre de façon probante
qu’à partir des années 90. Des contributions intéressantes ont été apportées sur ce plan par l’Université d’Arizona à Tucson [LIU 90, 92, 94]. Les systèmes proposés par les sociétés Siemens et Loral dans le cadre du projet MDIS ont été les premiers à maturité sur le plan industriel [SMI 92]. Ils ont été mis en place dans plusieurs hôpitaux militaires américains comme le Madigan Army Medical Center à Tacoma (Washington) ainsi, quelques années plus tard, qu’à l’hôpital Hammersmith de Londres. Ces systèmes utilisaient 3 niveaux de stockage : un archivage à long terme, un archivage à court terme et un stockage local au niveau des stations de travail. En fait, ces deux derniers niveaux étaient implémentés au sein d’une même entité appelée Unité de Stockage de Travail capable d’accueillir à la fois les images produites récemment et les examens antérieurs jugés pertinents [SMI 92, GLI 92, WIL 94]. La gestion de la pertinence était envisagée au travers de deux concepts : (1) le segment de dossier, actif ou inactif selon l’âge des examens, et (2) les dossiers thématiques de différents types, organisés par modalité, par organe, ou sur des critères cliniques. La gestion de la sélection/récupération était traitée de façon différente dans le service de radiologie et dans les unités de soins. En radiologie elle s’appuyait sur les données de planification des examens alors que dans les unités de soins, elle s’appuyait surtout sur les informations relatives aux mouvements des patients (admissions, sorties) [GLI 93].
Enfin, le PACS de UCLA a implémenté à partir de 1990 des facilités de routage automatique des images. Ce routage mettait en jeu des passerelles ou Capture Computer chargées de recevoir les images transmises par les sources et de les transmettre vers des entités intelligentes appelées Cluster Controller. Ces entités configurables avaient pour fonctions principales : (1) d’envoyer les images vers les archives et les stations de travail, (2) de demander le transfert des images antérieures pertinentes vers les stations de travail et (3) d’effacer les images au niveau des passerelles [HUA 92, TAI 92, WON 92]. Les travaux menés à partir de 1993 à UCSF ont notamment porté sur le mécanisme de sélection/récupération. La solution proposée se fondait sur la communication avec le système d’information hospitalier (ou SIH) et le système d’information radiologique (ou SIR) à l’aide de messages (messages HL71) pour prendre en compte des événements en rapport avec le cycle de vie de l’examen et les admissions/sorties des patients. Le mécanisme utilisait différents paramètres comme l’origine du patient, le médecin demandeur, l’emplacement de la station de travail à utiliser, le nombre et l’âge des images antérieures [WON 94, 95].
1. HL7 : Health Level Seven.
Le modèle Mimosa
A la même époque ces concepts de gestion d’images ont été étudiés en détail dans le cadre d’un projet européen, le projet EurIPACS/Mimosa. Les hypothèses de base de ce projet, mené entre 1992 et 1994 étaient alors les suivantes :
– il est possible de définir un modèle de système de gestion d’images, modélisant les fonctions du système et les données qu’il traite ou qu’il produit, d’une façon qui est indépendante des spécialités médicales, des modalités d’imagerie et des technologies utilisées pour le stockage et la communication des informations ;
– ce modèle permet de réaliser des systèmes génériques, qu’on peut ensuite compléter et adapter pour tenir compte des caractères spécifiques propres à chaque spécialité médicale ou institution ; la souche commune obtenue permet d’une part la réutilisation d’une partie importante du système (et donc de réduire de façon significative le coût de conception et de réalisation de ces systèmes), et d’autre part facilite l’intégration et l’interfonctionnement des systèmes entre eux ;
– l’élaboration d’un tel modèle constitue une étape indispensable vers la définition de standards de communication, sans lesquels le déploiement de solutions multiconstructeur n’est pas possible.
Le projet a été mené par différents partenaires européens : le University College London, le centre de recherche public Henri Tudor au Luxembourg, l’Hôpital Cantonal de Genève, l’Université Libre de Bruxelles, la société ITS à Bruxelles, la société GE-Europe et le consortium NRV (Nantes/Rennes/
Villejuif). Ce dernier partenaire a joué un rôle primordial dans l’élaboration du modèle Mimosa, s’appuyant pour cela sur l’expérience des équipes de Nantes, Rennes et Villejuif du développement de PACS et de bases d’images médicales [AUB 91, BIZ 91, GIB 91]. La méthodologie utilisée relève d’une approche systémique. Sa mise en œuvre a consisté à définir le système à un niveau conceptuel, puis à un niveau organisationnel, puis à un niveau d’implantation. Elle distingue la modélisation des fonctions du système et la modélisation des données gérées par le système, modèle fonctionnel [GAR 94]
et modèle des données étant bien évidemment liés.
Le modèle Mimosa, principal résultat de ce projet, recouvre trois grands domaines [MIM 94, AUB 96]. Le premier s’intéresse au contexte des examens.
Ce sous-ensemble du modèle décrit le contexte de production et d’utilisation des images. Il définit notamment les entités d’information échangées avec les composantes « non image » du système d’information : par exemple composant « système de gestion d’actes » et « système de gestion des données cliniques » du SIH. Ceci comprend notamment les différentes
facettes du concept d’examen, à savoir les motivations médicales, sa nature intrinsèque (type d’investigation, organe exploré), ainsi que les aspects organisationnels de sa réalisation (éventuelle découpe en étape, ressources matérielles, temporelles et humaines nécessaires).
Le second domaine concerne les images et les vues. Le modèle décrit la structure des images, en distinguant une représentation formelle (signification des pixels) des aspects liés à l’échantillonnage et l’encodage des données, d’une façon générique, c’est-à-dire indépendante des modalités d’images [BIZ 94]. Il propose également une structuration sous forme de documents appelés vues, qui permettent d’associer images, annotations ou mesures sous la forme d’un graphe hypermédia.
Enfin le troisième domaine concerne la gestion de la disponibilité des images.
Ce terme introduit au niveau conceptuel la notion d’un temps d’accès garanti aux images, appelé niveau de disponibilité. Ce concept général permet d’unifier les différents concepts classiquement utilisés dans les PACS : préchargement d’images à interpréter, accès aux examens antérieurs (sélection/récupération), gestion d’archives hiérarchisées. L’originalité et l’intérêt essentiel du concept de gestion de la disponibilité des données est qu’il permet de définir ces fonctions d’une façon indépendante des ressources utilisées pour l’implémentation (supports de stockage, réseau de communication). L’approche proposée ne fait intervenir ces ressources que de façon déclarative, au niveau des paramètres de configuration du système.
Globalement le modèle Mimosa a permis de mieux formaliser les concepts inhérents à la gestion des images. Il a permis à GE-Europe qui était l’un des partenaires du consortium Mimosa de concevoir un produit de type gestionnaire d’images (le système Topaz) qui a été utilisé dans plusieurs hôpitaux, notamment à l’hôpital de Rennes [GIB 96a]. Le modèle Mimosa a également été utilisé par l’AP-HP2 pour guider sa réflexion sur le déploiement de systèmes PACS cohérents dans l’ensemble de ses établissements [FOR 95]. Enfin et surtout le modèle a alimenté la réflexion sur de nouveaux standards pour la gestion des images, dans le cadre du Comité Européen de Normalisation (Comité Technique 251) entre 1994 et 1998, période durant laquelle une collaboration active existait entre le TC 251 et le comité Dicom sous la forme d’équipes projets : PT 20 sur les listes de travail de modalités [GAR 96, GIB 96b, 98], PT 19 sur la notion d’accord de stockage [CEN 97] et PT 34 sur la création de documents complexes associant des images et d’autres données médicales [CEN 99a].
2. AP-HP : Assistance Publique – Hôpitaux de Paris.
Le recul de quelques années permet de mesurer la richesse du modèle Mimosa, encore largement inexploitée. En particulier le modèle du « noyau image et des traitements » [BIZ 94] est resté inexploité. Pourtant l’intérêt d’une représentation plus générique et plus abstraite des images et des traitements (caractère multidimensionnel, signification des pixels, aspect multimodal) devient chaque jour plus évident, en particulier au sein du comité Dicom où l’on commence à mesurer les limitations d’une conception purement 2D et monomodale des images médicales. Des groupes de travail comme le WG17 (Multidimensional data) mais également les groupes qui se focalisent sur des différentes modalités d’imagerie éprouvent le besoin de sortir du cadre un peu étroit choisi initialement. Le moment venu, cette partie du modèle Mimosa pourra donc peut-être s’avérer contributive.
Enfin le modèle Mimosa possède une dimension systémique et architecturale qui elle non plus n’a guère été utilisée. On retrouve là la réticence constante des organismes de standardisation à poser des hypothèses d’architecture. Or il nous paraît clair que des problèmes comme celui de la gestion de la disponibilité des images ne pourront pas être abordés efficacement sans que soient clairement posées ces hypothèses : appartenance d’une plate-forme à un système, rôle précis d’un composant dans le cadre de ce système. Vis-à-vis de ce problème de disponibilité des images, l’industrie a fait le choix de s’en remettre au progrès des performances des technologies de communication et de stockage, sans chercher à le traiter de façon déterministe. Toutefois, les volumes de données à gérer continuant eux aussi à augmenter, ce même problème resurgira probablement au titre de la qualité de service. Dans ce contexte certaines propositions issues du modèle Mimosa trouveront peut-être une nouvelle actualité.
Possibilités et limites de l’offre actuelle
Structure et possibilités de l’offre industrielle actuelle
Si les PACS ne sont toujours pas légion dans les hôpitaux français, ce n’est pas faute d’une offre industrielle crédible. Il suffit aujourd’hui pour s’en convaincre de visiter les sites web des principaux constructeurs de l’imagerie médicale. Cette offre nous semble crédible car les différents composants proposés implémentent les différentes briques fonctionnelles essentielles pour permettre une véritable gestion des images, conformément à ce qui vient d’être décrit. Elle nous paraît également de plus en plus crédible car son prix est à présent – nous semble-t-il – en rapport avec la valeur ajoutée que le système apporte, même si ceci est difficile à prouver chiffres à l’appui comme en le verra à la fin de cet article.
Globalement et ceci est très important à souligner, cette offre nous paraît principalement orientée sur l’optimisation des départements d’imagerie [MEZ 00], et non sur la mise en place de systèmes destinés à remplacer totalement le film, ce qui ne veut pas dire que les solutions techniques proposées pour l’archivage ou la consultation des images archivées ne sont pas crédibles. On se propose donc dans la suite de cette section de faire une revue rapide des équipements offerts sur le marché et qui peuvent être assemblés dans le cadre de systèmes cohérents grâce à des standards reconnus qui garantissent l’interfonctionnement de l’ensemble dans un environnement multiconstructeur.
Sources d’images (ou modalités) : l’immense majorité des modalités d’images médicales sont maintenant numériques. Même la mammographie, longtemps cantonnée à l’utilisation du film à cause des contraintes fortes qu’elle impose au plan de la résolution et de la qualité d’image tend à devenir numérique. Le standard Dicom, initialement publié en 1993 [DIC 93]
a fait l’objet d’extensions importantes et couvre maintenant la quasi-totalité de l’imagerie [DIC 00a]. Ceci signifie que les images peuvent être facilement exportées vers des systèmes de visualisation et de stockage, grâce au service Dicom Storage (stockage). Le service Storage Commitment (accord de stockage) est de plus en plus répandu et permet à la modalité d’obtenir d’un gestionnaire d’images la garantie que les images ont bien été sauvegardées et peuvent donc être détruites au niveau de la modalité. Enfin les services
« Modality Worklist » (liste de travail de modalité) et Performed Procedure Step (étape d’examen réalisée) permettent d’assurer l’interfonctionnement avec le Système d’Information Radiologique (identification correcte des patients et des examens, notification des événements relatifs au déroulement de l’examen et des informations produites).
Systèmes de gestion d’informations : ceci comprend différents composants : – des systèmes de stockage assurant un stockage à court, moyen et long terme et utilisant des technologies de stockage variées (par exemple, disques RAID3, juke-box de CD-Rom4, de WORM5 ou de DLT6) offrant différents rapports performances/coût (capacité, temps d’accès, sécurité, etc.) ;
– des gestionnaires des flux qui orientent les transferts d’images vers les ressources de stockage et assurent le préchargement des images vers les stations de travail susceptibles d’être utilisées ;
3. RAID : Redundant Array of Inexpensive Disks.
4. CD-Rom : Compact Disk – Read Only Memory.
5. WORM : Disque optique numérique de type Write Once Read Many.
6. DLT : Digital Linear Tape.
– des passerelles vers les SIR, souvent appelés PACS broker, comme par exemple le produit de la société Mitra, installé dans plusieurs centaines de sites dans le monde entier [MIT 99]. Ces composants d’interface sont encore souvent nécessaires car les SIR implémentent rarement de façon native l’accès aux listes de travail de modalité ou aux comptes rendus radiologiques antérieurs des patients. Les composants d’interface de type PACS broker facilitent donc l’intégration des différents sous-systèmes qui composent le PACS ;
– enfin des systèmes de distribution de résultats utilisant des technologies web (protocoles et formats) pour la diffusion des comptes rendus radiologiques et des images significatives dans tout l’hôpital ;
Il convient d’ajouter à cela des composants de type base de données, souvent présentés par les industriels comme un composant de la solution.
Ces différents types de composants interfonctionnent à l’aide de différents standards : les services Dicom Query & Retrieve (recherche et récupération) pour tout ce qui concerne les mouvements d’images au format Dicom, les standards du web (comptes rendus en format HTML, images au format GIF ou JPEG), le standard HL7 pour la diffusion de comptes rendus vers les systèmes d’information départementaux d’unités de soins.
Stations de travail : l’offre industrielle s’organise de plus en plus autour de trois types de produits : (1) des stations de diagnostic destinées à l’interprétation sur console. Il s’agit de postes de travail performants dotés de plusieurs écrans et de ressources de traitement permettant notamment la quantification des images et la comparaison avec des examens antérieurs, faisant appel le cas échéant à des modes de présentation prédéfinis (ou hanging protocols) ; (2) des stations de relecture et (3) des postes de consultation banalisés, voués à une large distribution dans tout l’hôpital. Les stations de diagnostic sont utilisées pour le diagnostic primaire. Pour une analyse détaillée du type de fonctionnalités offertes, le lecteur peut se référer aux études comparatives de Pollack [POL 00] et de Bazak [BAZ 00]. Ce type d’équipements dispose toujours de ressources de communication Dicom Query & Retrieve (recherche et récupération). Les deux autres types de stations correspondent soit à des configurations matérielles et logicielles classiques, soit à des logiciels libres (par exemple logiciel e-film développé à Toronto [eFilm 01]), soit à des modules logiciels sous la forme de code mobile (par exemple logiciel Jive développé en java, [HOL 99]) véhiculés dans le cadre des systèmes de distribution de résultats (voir plus haut). Un élément-clé est ici le coût de ces postes de visualisation d’images, compte tenu de leur nombre (plusieurs dizaines dans un département d’imagerie, plusieurs centaines si on considère tout l’hôpital). Un autre élément-clé est l’administration et la maintenance au quotidien de ce parc matériel et
logiciel. Il est clair que les solutions de type web facilitent considérablement la gestion de ce parc et sont donc vouées à supplanter progressivement les solutions matérielles et logicielles classiquement utilisées.
Systèmes d’Information Radiologique : il est aujourd’hui communément admis que le déploiement d’un PACS ne peut se faire dans de bonnes conditions que si le département d’imagerie est lui-même informatisé.
L’identification correcte des patients, la planification de l’activité et la gestion des ressources (équipements, consommables, personnels, etc.) sont les prérequis de toute gestion des images digne de ce nom [SME 96, OFF 96, SAF 97]. Dans ce contexte le SIR est un composant fondamental, certains le considère même comme le chef d’orchestre du PACS. De plus en plus les grands constructeurs de l’imagerie proposent des solutions en terme de SIR (par exemple Philips avec le système Rados). Ceci résulte souvent de l’acquisition de sociétés, comme ce fut le cas par exemple pour la société Agfa qui a racheté la société belge Quadrat qui developpe des SIR.
L’interfonctionnement entre les SIR et les autres composants du PACS repose d’une part sur le standard Dicom (échanges avec les modalités) et sur le standard HL7 (communication avec les unités de soins pour les demandes et les comptes rendus d’examens, et les données d’identification des patients).
Réseau et technologies de communication : cet aspect technologique ne suscite plus depuis déjà de nombreuses années de développement spécifiques au domaine des PACS. Les technologies disponibles sont aujourd’hui banalisées, tant au niveau des équipements actifs (Ethernet 100 Mbit/s et bientôt 1Gbit/s, ATM7) que des supports de câblage (réseaux rapides sur paires torsadées, fibre optique) et des infrastructures métropolitaines (réseaux régionaux).
Systèmes d’impression : l’offre PACS actuelle n’exclut pas forcément le film. En effet pour un grand nombre de sites le PACS doit conduire à des gains de productivité significatifs au niveau des phases d’acquisition, d’interprétation et de communication des résultats des examens d’imagerie.
En revanche, l’archivage numérique est encore souvent perçu comme une fonctionnalité « à risque » et donc les institutions préfèrent utiliser le film comme support d’archivage. Au plan de la connectivité l’existence du service print (impression) du standard Dicom facilite le partage des ressources d’impression.
Enfin une initiative comme l’initiative IHE (Integrating the Healthcare Enterprise) lancée aux Etats-Unis en 1999 conjointement par le HIMSS
7. ATM : Asynchronous Transfer Mode.
(Healthcare Information and Management Systems Society) et la RSNA (Radiological Society of North America) conforte les solutions d’intégration proposées dans les standards HL7 et Dicom et précise leur articulation. Ces spécifications sont rassemblées dans un document de référence appelé
« Cadre technique IHE » (IHE Technical Framework) [IHE 01] qui définit un cadre architectural sous la forme d’acteurs fonctionnels et de transactions entre ces acteurs. L’initiative IHE organise chaque année des tests d’interopérabilité entre des produits du marché ainsi que des démonstrations destinées à prouver à la communauté des SIH et des PACS que ces standards, bien que conçus indépendamment, permettent de réaliser des systèmes capables d’interfonctionner de façon harmonieuse.
Possibilités et limitations de l’offre industrielle actuelle
En résumé, il nous semble que – tant au niveau des technologies de base (réseau, supports de stockage, stations de travail) que des produits dédiés (composants de PACS) – l’offre industrielle actuelle permet de supporter dans de bonnes conditions le workflow allant depuis la prise d’un rendez- vous au niveau d’un SIR jusqu’à la diffusion du compte rendu et des images associées vers le service demandeur. Cette maturité se traduit aux Etats-Unis par une progression du marché des PACS de 30 % par an environ [MEZ 2000]. En France on sent également un net progrès des investissements concernant les PACS, même si le niveau d’équipement des hôpitaux – universitaires ou non, publics ou privés – reste globalement assez bas. Ainsi de grands hôpitaux universitaires, à Lyon (hôpital de la Croix Rousse), Toulouse (hôpital Rangueil), Villejuif (institut Gustave Roussy), Paris (hôpital de la Pitié-Salpétrière et Hôpital européen Georges Pompidou) se sont équipés récemment. En outre, des projets significatifs sont en cours dans de nombreuses villes, Montpellier, Grenoble, etc.
L’offre industrielle actuelle n’est toutefois pas exempte de limitations.
Celles-ci nous semblent se situer principalement à deux niveaux. Le premier concerne la structure et l’échange des documents médicaux multimédias c’est-à-dire associant textes, images, signaux, etc. Le second concerne l’organisation de l’archivage des images à l’échelle de tout l’hôpital et rejoint des questions plus fondamentales sur l’architecture des SIH et sera évoqué dans la section suivante.
Concernant le premier aspect et malgré les évolutions technologiques récentes, on constate que la technologie du multimédia, au sens où elle associe au sein d’un même document des informations de nature différente (textes libres, textes structurés, voix, images, signaux, vidéos, etc.) n’a pas encore réellement investi le champ du traitement de l’information médicale.
Si les données médicales sont de plus en plus acquises et stockées sous
forme numérique, leur traitement et leur visualisation restent très cloisonnées en fonction des types de données. Un exemple significatif est celui des comptes rendus radiologiques. Nul ne conteste aujourd’hui l’intérêt potentiel de comptes rendus radiologiques multimédias structurés capables de représenter à la fois : l’interprétation du radiologue sous forme de texte libre, les références aux images les plus significatives de l’examen, le résultat de mesures effectuées sur des images et permettant de quantifier des paramètres morphologiques ou physiologiques, la référence à des images ou examens antérieurs pertinents, etc. Pour autant, l’offre industrielle sur ce plan reste limitée et porte soit sur l’élaboration ou la transcription du volet textuel de ces documents, soit sur l’analyse et la quantification des données image, l’articulation entre les deux étant le plus souvent minimale ou inexistante.
La définition de standards pour la structuration et l’échange de tels documents a pourtant notablement progressé ces dernières années avec des travaux comme le standard Dicom Structured Reporting (comptes rendus structurés) [DIC 00b]. Ce standard a opté pour une structure très générique de documents mais à laquelle il faut maintenant adjoindre des modèles plus spécifiques de documents et de contenu, adaptés aux différents contextes rencontrés en pratique, comme par exemple le supplément 59 de Dicom (Key object selection [DIC 01]) pour signaler les images pertinentes d’un examen.
La définition de ces modèles de contenu est un problème en soi. Qui doit les définir, les diffuser, les maintenir ? Un autre aspect-clé est la définition de l’interopérabilité des applications qui échangent de tels documents : se limite-t-elle à l’affichage des textes et des images ? qu’en est-il de la présentation ? Malgré quelques contributions intéressantes issues des travaux européens [BRO 99, CEN 99a], ces questions restent toujours relativement ouvertes.
Ce qui vient d’être dit peut également être appliqué à d’autres documents médicaux, comptes rendus opératoires, documents de préparation d’actes thérapeutiques en chirurgie ou en radiothérapie, voire également à l’ensemble des documents ou dossiers médicaux. Cette généralité est aujourd’hui admise et a bien été prise en compte dans les travaux du CEN sur l’architecture étendue des informations de santé [CEN 99b].
Une question intéressante est de savoir si les résultats proposés, tant dans le cadre de Dicom Structured Reporting que du CEN (architecture étendue des informations de santé), seront susceptibles de conduire à des implémentations crédibles et à quelle échéance. L’évolution du standard HL7 avec les travaux relatifs à l’architecture des documents médicaux (Clinical Document Architecture) peut également jouer un rôle de premier plan
sur cette question. Enfin le débat sur les syntaxes de données utilisées – Dicom versus XML – est loin d’être clos [VON 00].
Vers une véritable intégration de l’image dans le dossier patient
L’archivage des images : solutions internes à l’hôpital
Le problème de l’organisation de l’archivage des images au niveau de tout l’hôpital rejoint celui beaucoup plus général de la mise en place d’un dossier patient à l’échelle de l’établissement de soin et de l’intégration du système d’information tout entier.
Les solutions industrielles proposées aujourd’hui visent principalement à assurer l’archivage des images produites au sein d’un département d’imagerie. Le problème fondamental n’est plus le problème physique du stockage des données sur de longues périodes car il existe aujourd’hui des technologies convenables pour y faire face. Certes, une difficulté persiste au niveau des supports de stockage dont la pérennité reste limitée du fait de l’obsolescence des technologies, ce qui oblige à la migration régulière des données sur de nouveaux supports. Mais le véritable problème est autre et concerne d’une part, (1) le partage de l’information (et donc la définition de droits d’accès), et d’autre part, (2) l’organisation des données médicales et la façon d’y référencer les données de l’imagerie.
(1) Partage de l’information : celui-ci peut d’abord être considéré dans le contexte des relations demandeur-prestataire. Qu’en est-il de l’archivage des comptes rendus et des images associées ? Celui-ci sera le plus souvent assuré par le service prestataire. Néanmoins, le service demandeur peut également souhaiter archiver ces données au sein de son système d’information départemental, ne serait-ce que pour bien maîtriser l’accès à ces données et faciliter leur réutilisation pour la prise en charge du patient dans l’unité de soins, voire pour d’autres usages comme l’enseignement ou la recherche.
Cette approche conduit à des duplications des images – non souhaitables dans l’absolu – mais qui facilitent la mise en place de solutions rapides.
L’autre solution, à savoir l’accès depuis une unité de soins aux images archivées dans le service prestataire suppose un mécanisme de contrôle d’accès qui ne peut en général être assuré par le système d’information du système prestataire. En effet, celui-ci ne peut pas connaître l’ensemble des personnels du service demandeur susceptibles de vouloir consulter des images [SCH 97]. Ce problème nécessite donc une forme de service d’autorisation global à l’établissement, rarement déployé aujourd’hui.
Les demandes de consultation d’images faites en dehors d’une relation demandeur-prestataire posent d’autres questions au regard de la confidentialité des informations et nécessitent une politique globale de
distribution à l’échelle de l’établissement. Au plan technique les problèmes sont de même nature que ceux évoqués ci-dessus et se posent d’ailleurs dans des termes équivalents pour n’importe quel type de données médicales.
Tous font appel à un service d’autorisation global à l’établissement.
(2) Référencement et accès aux données de l’imagerie : l’aspect structurel de cette question a été évoqué précédemment. Il n’est pas simple. En effet les documents comme ceux proposés dans le standard Dicom Structured Reporting référencent et identifient les images ou les objets composites Dicom par l’intermédiaire du couple SOP8 Class UID/SOP Instance UID, sans référence explicite ni vers le système qui les détient, ni a fortiori vers une copie physique des données. La récupération doit donc mettre en jeu des mécanismes relativement complexes et une organisation ad hoc. Si ceux-ci se justifient quand on cherche à récupérer un examen complet, en revanche, ils paraissent inadaptés quand il s’agit d’afficher une simple image significative dans un compte rendu. Par conséquent, on peut penser que dans ce second cas des solutions fondées sur une duplication des données image tendront à s’imposer.
Externalisation de l’archivage des images
Enfin, nous souhaitons discuter ici de l’éventuelle externalisation de certaines fonctions comme l’archivage des images. Cette pratique consiste pour l’institution hospitalière à confier la mise en œuvre de la fonction d’archivage à un prestataire externe. Cette modalité d’organisation fait l’objet de beaucoup de discussions mais n’est guère répandue aujourd’hui.
Elle semble se développer aux Etats-Unis (ASP model pour Application Service Provider ou fournisseur de service applicatif). Selon cette pratique les images sont stockées à distance, sous forme cryptée, et récupérées en fonction des besoins via un réseau sécurisé. Le service est rétribué « à la consultation », au moins en partie. Cette approche peut être séduisante pour l’hôpital car elle décharge celui-ci de l’acquisition de systèmes d’archivage d’images et des problèmes de pérennité des supports. Les principaux constructeurs de l’imagerie médicale commencent à proposer des offres de services de ce type. La société General Electric a fait figure de précurseur en déployant ces services à l’université du Missouri (University of Missouri Health Sciences Center) en association avec différentes sociétés (EMC pour les équipements d’archivage, Cisco pour les composants réseaux et Exodus Communications et Imageon Solutions pour la gestion des données). Philips et la société InSiteOne ont maintenant une offre similaire actuellement utilisée au
8. SOP : Service Object Pair, concept-clé du standard Dicom pour la désignation des services de communication.
Washington Medical Center et au niveau du réseau de santé de l’état de l’Arizona (63 hôpitaux).
Le positionnement exact de ces services est amené à évoluer dans les mois et les années qui viennent. En effet, il peut être limité à l’archivage à long terme des images, ou au contraire investir plus largement le champ de la communication des images au sein de l’hôpital, ou dans le cadre d’un réseau régional. Dans la première hypothèse, l’hôpital n’est pas déchargé de la mise en œuvre d’un PACS, alors que dans la seconde tous les aspects de la communication ou de l’interprétation des images peuvent être pris en charge. Une société américaine comme Inphact se positionne clairement sur ce second type d’offre avec des services qui concernent aussi bien l’archivage et la distribution des images vers les cliniciens que la gestion de la radiologie.
Dimension organisationnelle
Cette dimension organisationnelle s’intéresse au fonctionnement du couple constitué par, d’un côté la composante informatisée du PACS et de l’autre la communauté de ses utilisateurs. Ceci recouvre différentes problématiques qu’il nous paraît intéressant d’évoquer ici. La première concerne l’adaptation de l’outil aux besoins locaux, la seconde les changements qui interviennent dans les processus « métier » du fait de la présence du PACS.
Adaptation de l’outil aux besoins locaux
Adhésion à un schéma fonctionnel et organisationnel commun
Comme on l’a vu précédemment la communication et l’archivage des images doit reposer sur des composants de nature industrielle, avant tout pour des raisons économiques. En effet, si chaque système devait être conçu de façon spécifique en tenant compte des besoins et des contraintes propres à chaque site, les coûts d’analyse, de réalisation et de maintenance seraient prohibitifs, c’est-à-dire disproportionnés par rapport à la valeur ajoutée que le système est susceptible d’apporter. L’approche industrielle, du fait de la réutilisation qu’elle induit, permet seule d’arriver à des coûts acceptables. Or cette réutilisation ne peut exister que s’il y a adhésion à un schéma fonctionnel et organisationnel commun. Le souhait légitime des utilisateurs de voir leurs besoins spécifiques pris en compte a amené les industriels à la notion de produits génériques configurables. Ceux-ci sont prévus pour pouvoir faire face à un large éventail de situations, moyennant une opération de configuration locale. C’est particulièrement vrai dans les PACS où l’on a
affaire à l’interfonctionnement complexe d’un grand nombre d’équipements de types divers (sources d’images, stations de travail, systèmes de stockage ou de gestion d’images, de comptes rendus, composants de systèmes d’information). La configuration des flux de données et des traitements pour assurer le stockage temporaire des images, précharger sur les stations de travail les images qui ont le plus de chances d’être appelées, et, le moment venu, libérer les ressources de stockage ne peut être réalisée que sur site, suite à une analyse approfondie de l’organisation locale, dans toute sa complexité (horaires de travail versus périodes de garde, variantes selon les modalités d’images, les services demandeurs, etc.).
Modes de coordination prédéfinis en situation
A cette complexité de définition des comportements prédéfinis du système, s’ajoute un besoin de flexibilité en situation [LUN 99a]. Tel ou tel examen, parce qu’il présente telle ou telle caractéristique (gravité, urgence, etc.) doit pouvoir être traité de façon différenciée. Le système – pris au sens le plus large – doit donc offrir la flexibilité voulue pour permettre ce traitement spécifique, sans pour autant violer les contraintes d’intégrité qui garantissent sa cohérence interne. Il est souhaitable que soit définie une cohérence organisationnelle globale, autorisant des modes de coordination variés, soit organisés, au travers d’un découpage et d’un enchaînement des tâches, soit improvisés, via des outils de travail coopératif allant – pourquoi pas – jusqu’à des équipements portables.
Les changements dans les processus métier
Normalement l’installation d’un PACS (comme la mise en œuvre de tout système informatisé) fait suite à une réflexion organisationnelle. Celle-ci identifie les faiblesses d’une organisation existante et propose des modifications de celle-ci, qui mettent en jeu de nouveaux composants automatisés qui vont compléter ou remplacer des supports d’information et des modes de coordination existants. Idéalement, le choix d’un produit donné résulte d’une définition préalable des fonctions du système recherché.
En pratique, cette nouvelle organisation n’est définie que dans ses grandes lignes. L’organisation réelle qui s’instaure découle de multiples facteurs d’appropriation et de rejet difficiles à prévoir [LUN 99b].
En pratique le déploiement des PACS conduit à des modifications importantes du rôle des techniciens en électro-radiologie (les manipulateurs radio). Ceux-ci voient les tâches liées au développement et au transport des films se réduire considérablement au profit d’un rôle accru dans la préparation des dossiers pour des séances d’interprétation ou des réunions interdisciplinaires (staffs). Il en va de même pour d’autres types de personnel
paramédical (infirmier, aide soignant) qui sont aujourd’hui fréquemment sollicités pour la récupération de résultats d’examens urgents. La disponibilité rapide des résultats sous forme numérique évite ces déplacements.
Enfin, le développement des PACS avait suscité beaucoup d’inquiétude au sein de la communauté radiologique, en particulier aux Etats-Unis où la tradition était de conserver les films radiologiques dans l’enceinte des départements d’imagerie. La diffusion des images en dehors des services d’imagerie n’allait-elle pas provoquer une dévalorisation du métier du radiologue, dont le rôle se serait recentré sur l’acquisition des images, l’interprétation tendant à se banaliser. L’expérience des dix dernières années a montré que ces craintes n’étaient guère fondées. L’expertise du radiologue dans l’interprétation des images n’est nullement remise en cause par une diffusion large des images dans l’hôpital. La règle qui prévaut est que les images ne peuvent être diffusées avant que leur qualité n’ait été validée par le radiologue responsable de l’examen, et que les images à finalité diagnostique ne sont diffusées qu’une fois qu’elles ont été interprétées. Ces règles organisationnelles sont appliquées dans la majorité des sites utilisant des PACS et sont satisfaisantes à la fois pour les radiologues et les cliniciens.
Parallèlement, le développement du traitement des images fait appel à des compétences de plus en plus spécifiques que les cliniciens demandeurs bien souvent ne possèdent pas ; par exemple, approches quantitatives pour le diagnostic des tumeurs en oncologie, analyse fonctionnelle en imagerie cardiaque, fusion multimodale pour le planning chirurgical, segmentation précise du volume tumoral en oncologie. Dans ce contexte s’exprime aujourd’hui un discours selon lequel le travail et l’expertise des radiologues seront amenés à investir de plus en plus ce domaine [BELL 00, DEM 00], et ceci est susceptible de modifier sensiblement la relation entre les radiologues et les cliniciens dans les années qui viennent.
Facteurs humains
Dans cette section, nous souhaitons discuter de l’appropriation par les utilisateurs et tout particulièrement par les médecins des outils informatiques qui manipulent les images : interprétation des images par les radiologues, prise en compte des images par les cliniciens dans le cadre du diagnostic, de la préparation d’un traitement, de sa mise en œuvre et du suivi de ses effets. En effet, cette appropriation constitue un facteur-clé vis-à- vis de l’émergence de systèmes dans lesquels un « clone virtuel » du patient – agrégat de son histoire médicale et des données multimodales le concernant – prendra réellement corps et deviendra un véritable sujet
d’étude et de simulation pour l’équipe médicale. Comme on l’a souligné précédemment, le processus d’informatisation n’a investi que de façon partielle le champ du traitement de l’information à l’hôpital. L’informatique est de plus en plus présente au niveau des équipements (sources d’imagerie, instruments de monitoring, etc.) qu’elle contribue à rendre plus performants et sophistiqués, voire intelligents. Parallèlement, l’informatique est également de plus en plus présente en tant support à l’organisation du travail (workflow) et permet une rationalisation et donc des gains de productivité. Il est intéressant de constater que dans les deux cas les utilisateurs de ces outils sont au premier chef des personnels non médecins : manipulateurs radio et personnel infirmier d’une part, personnels administratifs, d’autre part. D’après Beardall [BEA 97], ce phénomène traduit à la fois une résistance de la part des médecins, mais aussi et surtout une difficulté de la part des concepteurs à offrir des systèmes réellement adaptés aux tâches des médecins, qualifiés de knowledge workers.
Il est intéressant d’analyser plus avant cette inadaptation et de comprendre ses origines. Pour cela, il convient de distinguer différents types de tâches assurées par les médecins : (1) des tâches opérationnelles, (2) des tâches rédactionnelles et (3) des tâches spécifiquement cognitives.
(1) Les tâches opérationnelles sont par nature très spécialisées : gestes interventionnels, gestes chirurgicaux, etc. L’informatique est de plus en plus présente pour les assister au travers des concepts d’imagerie interventionnelle ou de chirurgie guidée par l’image. Le support est réalisé dans le cadre d’équipements dont la finalité est très précisément définie et donc l’adéquation par rapport aux besoins des médecins ne pose pas de problèmes rédhibitoires.
(2) Les tâches rédactionnelles visent à assurer la documentation et la continuité des soins (par exemple, comptes rendus radiologiques, comptes rendus opératoires, résumés de séjour, courriers vers les correspondants).
D’une façon générale les tâches de saisie sont perçues par les médecins comme très contraignantes et consommatrices de temps, et sont de ce fait déléguées à un personnel de secrétariat. Ce processus de délégation, s’il permet au médecin de se concentrer sur les tâches purement médicales, limite néanmoins les possibilités et la richesse des documents produits. Par exemple, le fait que la saisie d’un compte rendu radiologique soit effectuée par un personnel non médecin à partir d’un enregistrement vocal (dicté) fait qu’il n’est guère envisageable en pratique d’insérer au sein du texte d’un compte rendu structuré (au sens de Dicom Structured Reporting) des observations ou des mesures faites sur des images. Améliorer la qualité de l’information transmise aux demandeurs et aux correspondants pourrait être un élément de motivation pour une saisie directe de ces documents par les
médecins. Ceci pose toutefois des problèmes d’ergonomie des logiciels de saisie. A ce niveau, l’apport d’outils de reconnaissance vocale pourrait s’avérer déterminant.
(3) Les tâches spécifiquement cognitives (choix d’une approche diagnostique, diagnostic, choix thérapeutique) sont aujourd’hui la plupart du temps assurées par les médecins sans support de type informatique. Il est clair que ces tâches font appel à des connaissances de nature variée et à des processus de raisonnement aujourd’hui difficiles voire impossibles à modéliser. Ces tâches peuvent néanmoins être assistées grâce à des outils d’aide à la décision. Il est généralement admis que de tels outils sont susceptibles d’améliorer la qualité de la décision médicale. Un élément déterminant dans leur bonne utilisation et leur bonne acceptation est le fait qu’ils puissent prendre en entrée un contexte clinique détaillé, de façon à fournir au clinicien des questionnements ou des suggestions « en situation », et non se contenter d’énoncer un savoir ou des pratiques théoriques. Ceci pose le problème de la récupération de tout un ensemble de données médicales existantes, du partage de leur sémantique ainsi que de la maîtrise des contextes dans lesquels ces éléments ont été recueillis [ING 99].
On sent toute la difficulté d’une telle entreprise qui renvoie inévitablement vers une compréhension de l’exercice même de la médecine et sur laquelle il n’y a pas réellement de consensus. Sans entrer trop avant dans ces débats qui sortent du champ de cet article, on peut schématiquement opposer deux approches, une approche de type rationaliste qui s’appuie sur une vision idéalisée du raisonnement médical, et une approche de type pragmatique, qui « colle » davantage à la réalité de la pratique médicale [HEA 00]. La première fait l’hypothèse qu’il existe une vérité terrain objective que le médecin doit cerner à l’aide d’éléments factuels pertinents au regard du problème posé, et que le diagnostic ou le choix thérapeutique optimal peut résulter de l’application de principes et de règles prédéfinies. La seconde [BER 98] conteste l’existence de cette vérité terrain absolue et privilégie une construction progressive d’une vérité plus relative, par rapprochement d’éléments qui se confortent ou s’infirment à la lumière d’une hypothèse, et progresse ainsi vers une cohérence accrue. Au niveau décisionnel, la première approche tend à fixer des buts puis à rechercher les moyens de les atteindre, tandis que la seconde prend en compte tout un contexte organisationnel et pratique au niveau de la définition même des objectifs.
On conçoit l’importance de ces débats pour définir le « bon » niveau de coopération entre le médecin et le système et l’enjeu est certainement très important vis-à-vis de la qualité des décisions médicales et de l’efficacité de la prise en charge. Nous pensons pour notre part qu’une réelle
appropriation des outils informatiques par les médecins passe nécessairement par l’existence d’une valeur ajoutée tangible dans leur exercice quotidien. Le système qui n’apparaîtrait que comme un puits sans fond dans lequel le médecin déverse de l’information sans en retirer un avantage immédiat a peu de chances d’être correctement accepté et utilisé [MOH 97].
Valeur ajoutée des PACS et enjeux socio-économiques
Enfin, nous nous proposons d’évoquer brièvement les éléments de valeur ajoutée inhérents à l’utilisation des PACS. Nous évoquerons successivement ce qui concerne l’augmentation de l’efficacité dans les processus d’acquisition, d’interprétation et de distribution des images, puis le renforcement de la cohérence du SIH, pour terminer avec les enjeux financiers sous-jacents.
Augmentation de l’efficacité
Il ne fait guère de doute que la présence d’un PACS augmente l’efficacité d’un service d’imagerie. Ceci se traduit en pratique par une diminution du nombre d’examens perdus ou refaits, et par un délai de distribution des résultats au clinicien demandeur plus court. Ceci constitue aujourd’hui l’élément de motivation principal pour recourir à cette technologie. Comme toutes les technologies « diffuses », il est bien difficile d’identifier les facteurs précis qui conduisent à cette optimisation. La mise en place d’un PACS est presque toujours concomitante avec la mise en place d’un SIR, elle-même faisant l’objet d’une réflexion approfondie sur l’organisation existante, sur ses faiblesses et les moyens d’y remédier. C’est donc l’ensemble de l’investissement (matériel, organisationnel, humain) qu’il faut considérer ici.
Renforcement de la cohérence
Comme on l’a souligné à plusieurs reprises, l’informatique investit dans de multiples domaines le champ de l’information médicale (observations cliniques, demandes et résultats d’examens biologiques, demandes et comptes rendus d’examens d’imagerie, comptes rendus opératoires, courriers de différentes natures, etc.). Dans ce contexte, l’informatisation des processus d’acquisition et d’utilisation des images ne peut que renforcer la cohérence du système d’information à condition – et ce n’est pas une mince affaire – de savoir organiser et intégrer les différents systèmes et composants informatiques mis en jeu. Le défi est à la fois technique, organisationnel et humain.
Réduction des coûts
Enfin, la question de savoir si l’acquisition d’un PACS conduit à des économies est compréhensible mais, posée ainsi, peut sembler quelque peu simpliste. La valeur ajoutée d’un PACS est une notion à ce point multifactorielle, la définition même de la technologie étudiée est à ce point imprécise (on est là dans le domaine des technologies « diffuses »), les modèles de coûts sujets à caution, qu’il ne paraît pas raisonnable de poser le problème en ces termes. En outre, rares sont les études réellement sérieuses dans ce domaine. On peut néanmoins rapporter quelques tendances qui émergent d’une littérature touffue à défaut d’être fiable. Il est généralement admis que les économies résultant de l’abandon du film ne sont pas suffisantes pour équilibrer les coûts d’investissement (réseau, systèmes de stockage, postes de visualisation, etc.). Toutefois, le réseau et une partie substantielle des postes de travail peuvent maintenant être considérés comme partagés entre plusieurs applications, de sorte que l’investissement vers un PACS peut de moins en moins être considéré en dehors d’une démarche globale d’évolution du SIH. Les considérations de coût devraient donc tenir compte de ce partage des ressources de communication et de traitement de l’information. Vis-à-vis d’éventuelles économies en personnel, là encore peu d’éléments existent pour affirmer que des économies substantielles puissent être obtenues ; le PACS permet sans doute des économies au niveau de certaines catégories de personnel (développement et transport des films) mais nécessite des personnels techniques qualifiés au niveau de sa mise en œuvre. Au niveau des médecins il n’est pas évident que la productivité soit accrue de façon significative, sauf dans le cadre de tâches précises comme la préparation des réunions interdisciplinaires ou la discussion avec les patients lors des consultations externes [WEA 99].
Concernant une éventuelle réduction de la durée de séjour des patients, souvent affirmée, on ne peut pas la considérer comme un fait acquis. En revanche la distribution plus rapide des résultats des examens d’imagerie est un point qui ne fait pas de doute. Il serait étonnant que cette efficacité accrue n’ait réellement aucune conséquence sur la suite de la prise en charge des patients (du fait, par exemple, d’un démarrage plus précoce d’un traitement) ou sur le fait que la sortie d’un patient puisse être décidée plus tôt. Ces éléments n’ont pas réellement été démontrés mais ceci révèle peut-être davantage la faiblesse des outils d’évaluation et la complexité des problèmes posés plutôt que la faible efficacité des PACS.
Conclusion
Avec le recul d’une quinzaine d’années, on mesure le chemin accompli depuis les expériences pionnières de PACS au début des années 80. Certes, les PACS sans films ne sont toujours pas légion, de même que les hôpitaux sans papier ne sont sans doute pas pour demain. En revanche il est aujourd’hui aisé de communiquer les images médicales entre les sources qui les produisent et les stations de traitement, et de mettre en œuvre au sein des plateaux techniques d’imagerie une véritable gestion des images, incluant la gestion du workflow et l’archivage. Ces progrès sont largement dus aux avancées de la standardisation (standard Dicom), au prix toutefois de larges impasses – comme par exemple : la sécurité des informations (contrôle d’accès), le lien entre les images et les informations cliniques, les aspects d’intégration avec le reste du système d’information hospitalier.
Il reste donc beaucoup à faire pour que la vision développée dans l’introduction de cet article ne devienne réalité : efforts au sein des différentes communautés médicales pour mieux partager l’information, efforts du côté des constructeurs et des intégrateurs de systèmes, pour définir et implémenter ces nouveaux modes de travail et de coordination.
Il reste également à donner aux différentes communautés d’utilisateurs et de constructeurs l’occasion de progresser ensemble. Ceci suppose qu’une politique d’investissement moins frileuse de la part des hôpitaux et des pouvoirs publics puisse s’instaurer. Nous ne sommes plus dans la situation d’il y a 15 ans où les technologies de base (informatique, réseaux, stockage) étaient, de fait, inaptes vis-à-vis des exigences du domaine des PACS. En outre, les progrès attendus aujourd’hui ne pourront se construire que sur la base d’une expérience pratique, et menée à grande échelle du déploiement des PACS, malgré les limitations des produits disponibles actuellement, car, chacun en est convaincu, les facteurs organisationnels et humains jouent un rôle déterminant.
Remerciements
L’auteur exprime ses remerciements à toutes les personnes qui ont contribué aux activités PACS menées à Rennes, dans le cadre du développement du PACS et du projet EurIPACS/Mimosa. Que soient également remerciés la Société française de Radiologie et les différents cercles de standardisation – au niveau national et international – au contact desquels cette réflexion a pu s’enrichir.
8. Bibliographie
[ALS 97] ALSAFADI Y., LORD W.P., MANKOVITCH N.J., ″Enterprise communication framework as a means to PACS/Information systems interoperability″, Medical Imaging XI, Proceedings SPIE vol. 3035, 1997, p. 29-38.
[ARE 82] ARENSON R.L., MORTON D.E., LONDON J.W., ″Fiber optic communication system for medical images″, PACS I, Proceedings SPIE vol. 318, 1982, p. 74-79.
[ARE 83] ARENSON R.L., MORTON D.E., LONDON J.W., ″Early experience with fiber optic PACS for medical images″, PACS II, Proceedings SPIE vol. 418, 1983, p. 116-121.
[AUB 91] AUBRY F., BIZAIS Y., GIBAUD B., FORTE A.M., CHAMEROY V., DI PAOLA R., SCARABIN J.M., ″An object-oriented model for medical image data″, Medical Imaging V, San Diego (USA), Proceedings SPIE vol. 1446, 1991, p. 168-178.
[AUB 96] AUBRY F., BIZAIS Y., CHABRIAIS J., CHAMEROY V., DI PAOLA R., GARFAGNI H., GIBAUD B., KLIPFEL B., PARISOT C., PAVAGEAU E., TODD POKROPEK A., ″The MIMOSA model for the management of medical images in an open system architecture″, Computer Assisted Radiology 96, Paris, Edited by H.U. Lemke, M.W. Vannier, K.
Inamura and A.G. Farman, Elsevier, 1996, p. 1021-1026.
[BAZ 00] BAZAC N., STAMM G., CALDARONE F., LOTZ J., LEPPERT A., GALANSKI M.,
″PACS workstations 2000 : evaluation, usability and performance″, EuroPACS 2000, G Gell, A. Holzinger, M. Wiltgen (eds.), 2000, p. 133-142.
[BEA 97] BEARDALL R.W., WADLE N., ″Knowledge management and business transformation : a newvalue proposition for the enterprise CPR″, The Journal of the Healthcare Information and Management Systems Society, vol. 11, n°4, 1997, p. 59-71.
[BEL 00] BELLON E., FERON M., AERTS W., WAUTERS J., VAN CLEYNENBREUGEL J., VANDERMEULEN D., MAES F., SCHUTYSER F., DE BUCK S., MARCHAL G., SUETENS P.,
″Emerging possibilities of image processing and how this will influence radiological- clinical cooperation″, EuroPACS 2000, p. 184-190.
[BER 98] BERG M., ″Medical work and the computer-based patient record : a sociological perspective″,Methods of Information in Medicine, vol. 37, 1998, p. 294-301.
[BIZ 91] BIZAIS Y., GIBAUD B., FORTE A.M., AUBRY F., DI PAOLA R., SCARABIN J.M., ″A qualitative approach to medical image databases″, Medical Imaging V, San Diego (USA), Proceedings SPIE vol. 1446, 1991, p. 156-167.
[BIZ 94] BIZAIS Y., AUBRY F., CHAMEROY V., GIBAUD B., LAVAIRE F., GARFAGNI H., TODD- POKROPEK A., RATIB O., DI PAOLA R., ″Image kernel of MIMOSA medical imaging model″, Medical Imaging VIII, Newport Beach (USA), Feb 1994, Proceedings SPIE vol.
2167, 1994, p. 513-524.
[BLA 83] BLAINE G.J., HILL R.L., COX J.R., JOST R.G., ″PACS workbench at Mallinckrodt Institute of Radiology (MIR)″, PACS II, Proceedings SPIE vol. 418, 1983, p. 80-86.
