FR3134960A3 - Système de détection d’un risque d’abandon d’un traitement de la maladie de Parkinson - Google Patents

Système de détection d’un risque d’abandon d’un traitement de la maladie de Parkinson Download PDF

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Abstract

Titre de l’invention Système de détection d’un risque d’abandon d’un traitement de la maladie de Parkinson L’invention concerne un système de détection d’un risque d’abandon d’un traitement de la maladie de Parkinson par un patient atteint de ladite maladie de Parkinson et suivant un traitement par perfusion d’apomorphine au moyen d’une pompe de perfusion. Des moyens de détermination permettent de déterminer un ou des paramètres de la pompe de perfusion, à savoir concentration en apomorphine, durée de perfusion et dose totale perfusée. Des moyens de traitement informatique à processeur permettent de traiter le ou les paramètres au moyen d’un premier modèle mathématique prédéfini pour en déduire un score de risque d’abandon du traitement par le patient. Des moyens d’alerte déclenchent une alerte de risque d’abandon du traitement lorsque le score de risque excède un seuil d’alerte donné préfixé. Des moyens d’affichage affichent notamment ce score de risque. Préférentiellement, un second modèle mathématique permet de calculer une recommandation d'action en cas d'alerte. Figure de l’abrégé : Fig. 1

Description

Système de détection d’un risque d’abandon d’un traitement de la maladie de Parkinson
L’invention concerne un système de détection d’un risque d’abandon volontaire d’un traitement de la maladie de Parkinson par un patient atteint de cette maladie et traité par perfusion d’apomorphine au moyen d’une pompe de perfusion d’apomorphine.
La maladie de Parkinson est une affection neurologique chronique neurodégénérative engendrant une disparition progressive de neurones dans le cerveau et se traduisant par des tremblements, des raideurs musculaires, une lenteur des mouvements, des dyskinésies, des fluctuations motrices… Elle affecte plusieurs millions de patients dans le monde et requiert un traitement en continu des patients avec perfusion d’apomorphine permettant d’atténuer les effets de cette maladie, en particulier en cas de dyskinésies graves, de fluctuations d’efficacité de la L-Dopa, ou autres. Ces injections ou perfusions d’apomorphine se font au moyen d’une pompe de perfusion permettant d’injecter en sous-cutané des doses données d’apomorphine, pendant des durées définies…
Ce traitement étant assez contraignant pour les patients, on assiste régulièrement à des abandons volontaires de leur traitement par certains patients, c'est-à-dire une baisse d’adhérence de certains patients à cette thérapie.
Or, pour être efficace, la thérapie par perfusion d’apomorphine doit être poursuivie sur le long terme et sans subir d’interruptions car de telles interruptions de traitement conduisent à complications et des hospitalisations ou ré-hospitalisations des patients ayant abandonné leur traitement.
Le problème est dès lors de pouvoir éviter de telles (ré-)hospitalisations en détectant précocement un éventuel abandon volontaire de thérapie, i.e. de traitement, chez un patient atteint de la maladie de Parkinson qui est traité par injection d’apomorphine, de manière à pouvoir intervenir rapidement chez ce patient, par exemple en y envoyant un personnel médical et/ou en adaptant son traitement.
La solution de l’invention concerne un système de détection d’un risque d’abandon volontaire d’un traitement de la maladie de Parkinson par un patient atteint de ladite maladie de Parkinson et suivant un traitement par perfusion d’apomorphine au moyen d’une pompe de perfusion comprenant :
  • des moyens de détermination de paramètre configurés pour déterminer au moins un paramètre de la pompe de perfusion choisi parmi une concentration en apomorphine, une durée de perfusion et une dose totale injectée, i.e. perfusée,
  • des moyens de traitement informatique à processeur configurés pour traiter ledit au moins un paramètre de la pompe au moyen d’un premier modèle mathématique prédéfini mis en œuvre par le processeur pour en déduire un score de risque d’abandon du traitement par le patient,
  • des moyens d’alerte configurés pour déclencher une alerte de risque d’abandon du traitement lorsque le processeur détermine que le score de risque excède un seuil d’alerte donné préfixé, et
  • des moyens d’affichage configurés pour afficher au moins ledit score de risque associé audit patient considéré et/ou à une information d’alerte d’abandon.
Selon le mode de réalisation considéré, l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
  • les moyens de détermination de paramètre configurés pour déterminer plusieurs paramètres de la pompe de perfusion choisis parmi une concentration en apomorphine, une durée de perfusion et une dose totale perfusée, i.e. injectée au patient.
  • des moyens de traitement informatique comprennent un serveur informatique, de préférence distant.
  • le serveur informatique est de type serveur « Cloud » (nuage) ou analogue.
  • la pompe de perfusion comprend un corps de pompe et un réservoir à apomorphine.
  • les moyens d’affichage comprennent au moins un écran, par exemple l’écran d’un ordinateur, d’un téléphone multifonction (smartphone) ou d’une tablette numérique.
  • les moyens d’alerte comprennent un code couleur affiché par l’écran desdits moyens d’affichage
L’invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante, faite à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
schématise un système d’administration par perfusion d’un médicament antiparkinsonien chez un patient parkinsonien,
schématise un système de détection selon l’invention d’un risque d’abandon volontaire d’un traitement de la maladie de Parkinson par un patient atteint de cette maladie,
illustre l’affichage des scores de risque de plusieurs patients sur les moyens d’affichage du système de , et
illustre l’affichage d’une recommandation à appliquer à un patient donné sur les moyens d’affichage du système de .
schématise une administration par perfusion d’un médicament antiparkinsonien stimulateur des récepteurs dopaminergiques, à savoir de l’apomorphine, chez un patient parkinsonien, c'est-à-dire atteint de la maladie de Parkinson. En général, un tel patient se trouve à son domicile, c'est-à-dire hors d’une structure hospitalière, donc est suivi à distance.
Comme on le voit, l’administration de l’apomorphine se fait au moyen d’une pompe 1 de perfusion comprenant un réservoir à piston relié à un cathéter 2 implanté en sous-cutané chez le patient P. Le réservoir contenant l’apomorphine sous forme liquide a typiquement un contenant de quelques dizaines de ml, par exemple 20, 30 ou 50 ml. Avantageusement, le réservoir est amovible, c'est-à-dire qu’il peut être monté ou démonté du reste de la pompe 1, notamment pour le remplacer ou le remplir d’apomorphine lorsqu’il est vide.
Le cathéter 2 comprend une tubulure 3 raccordée à une sortie du réservoir de la pompe 1, servant à acheminer l’apomorphine jusqu’à une aiguille d’injection sous-cutanée qui permet de l’injecter au patient.
De préférence, un système adhésif ou analogue est prévu pour maintenir le cathéter en place sur le corps du patient. Il peut être fixé à différents endroits du corps, tels les flancs, les omoplates ou la zone péri-ombilicale.
Un tel ensemble de perfusion permet d’injecter l’apomorphine au patient P soit automatiquement et en continu pendant la journée, soit en bolus par activation de la pompe 1 par le patient lui-même, par exemple en cas de tremblement excessif nécessitant une délivrance d’une dose supplémentaire d’apomorphine.
En général, les injections ou perfusions d’apomorphine se font pendant la journée, c'est-à-dire entre le lever et le coucher du patient P. Toutefois, dans certains cas, une ou des administrations d’apomorphine peuvent avoir lieu durant la nuit.
Les paramètres de fonctionnement de la pompe 1 sont réglés par un utilisateur, tel un médecin ou/et un infirmier, c’est-à-dire un professionnel de santé habilité, au niveau de la pompe et mémorisés au sein d’une mémoire intégrée à la pompe, en particulier une (ou des) valeur de débit de perfusion, un horaire journalier de début de perfusion et un horaire journalier de fin de perfusion, et éventuellement un nombre maximum de bolus journaliers autorisés et un volume de bolus…
Par ailleurs, on prévoit aussi dans la pompe 1, des moyens de pilotage, tel un microprocesseur porté par une carte électronique, permettant de commander, directement ou indirectement, la fourniture d’apomorphine au débit désiré, par exemple en pilotant un moteur électrique commandant un déplacement translatif d’un moyen d’actionnement, tel un poussoir ou une tige, agissant sur le piston du réservoir dans lequel est contenue l’apomorphine de sorte de repousser ledit piston et donc aussi l’apomorphine (qui est poussée par le piston) en direction d’un orifice de distribution de fluide et alimentant ainsi en apomorphine la tubulure du cathéter 3.
La pompe 1 à apomorphine est préférentiellement insérée dans un étui 4, une pochette, un petit sac ou analogue que le patient P peut par exemple fixer à sa ceinture 5 (comme illustré), porter en bandoulière ou accrocher autour du cou.
illustre un système de détection d’un risque d’abandon ou renoncement volontaire à son traitement par un patient atteint de la maladie de Parkinson, lequel est traité par injection/ perfusion d’apomorphine au moyen d’une pompe de perfusion d’apomorphine comme illustré sur .
Le système de détection 10 de l’invention est conçu pour être préférentiellement compatible avec toutes les pompes de perfusion 1 d’apomorphine ou analogue.
Il comprend des moyens de détermination d’au moins paramètre de la pompe de perfusion choisi parmi une concentration en apomorphine, une durée de perfusion ou une dose totale injectée, de préférence de plusieurs de ces paramètres.
D’autres paramètres additionnels peuvent aussi être pris en compte, comme l’âge, le sexe, et la ou les éventuelles pathologies ou troubles…du patient. Ces paramètres additionnels peuvent provenir par exemple d’une base de données 15.
Ce ou ces paramètres sont ensuite fournis, par exemple via un dispositif de transmission de données 11, à des moyens de traitement informatique 12 à (micro) processeur configurés pour traiter ce ou des paramètres en appliquant un premier modèle mathématique prédéfini, c'est-à-dire mémorisé, qui est mis en œuvre par le processeur pour en déduire un score de risque d’abandon du traitement par le patient.
La fourniture des paramètres ou autres informations peut se faire à distance par tout système de télétransmission adapté, comme l’internet, un réseau de communication type GSM, par exemple un réseau 3G, 4G, 5G ou autre, en Bluetooth®, ou autre.
La transmission peut se faire directement de la pompe 1 au serveur 12 ou analogue, ou alors via un appareil intermédiaire 11, comme un modem, un téléphone multifonction, une tablette numérique ou autre.
Avantageusement, le premier modèle mathématique mis en œuvre dans le serveur 12 peut aussi prendre en compte d’autres informations ou paramètres utiles lui ayant été fournis, comme des paramètres sociologiques ou démographiques, tels que l’âge du patient, son sexe, son lieu de résidence, l’existence d’effets indésirables éventuels, un nombre de visites chez le patient, les appareils utilisés…
Le premier modèle mathématique prédéfini est intégré dans un (ou plusieurs) algorithme hébergé sur le serveur. Les moyens de traitement informatique sont ou comprennent par exemple un (ou des) serveur informatique distant, tel un (ou des) serveur de type « cloud ».
Lorsque le processeur du serveur 12 détermine que le score de risque excède un seuil d’alerte donné préfixé, des moyens d’alerte sont activés pour déclencher une alerte de risque d’abandon du traitement, par exemple une alerte visuelle, telle une information d’alerte d’abandon, s’affichant sur des moyens d’affichage 13, tel un écran ou un moniteur d’un ordinateur, d’une tablette numérique ou d’un téléphone intelligent (smartphone).
Les moyens d’affichage 13 affichent en outre le score de risque calculé de manière associée à un patient considéré et préférentiellement à une information d’alerte d’abandon, comme par exemple un code couleur.
Bien entendu, les moyens d’affichage 13 peuvent afficher aussi d’autres informations ou données, comme par exemple un nombre de visites, un support infirmier etc…
Comme illustré en , l’écran ou un moniteur 13 d’un ordinateur 14 peut afficher simultanément un groupe de plusieurs patients (1, 2, 3…) et les scores de risque associés à chacun d’entre eux. Cet affichage peut se faire sous forme de valeurs de score de risque, par exemple comprises entre 0 et 1 ou exprimées en %, ou encore sous forme de représentations graphiques, tels des barres-graphes ici ou autres.
Comme illustré en , l’écran ou un moniteur 13 d’un ordinateur 14 peut aussi afficher pour un patient donné, afficher une recommandation à l’attention du personnel soignant, comme augmenter ou diminuer une dose ou une durée de perfusion, etc… Cette recommandation est celle que le premier modèle mathématique prédéfini calcule ou détermine comme celle étant la plus efficace pour éviter un abandon ou renoncement du patient à son traitement.
Le personnel soignant, notamment médecin ou infirmière, peut alors consulter les informations affichées sur l’écran d’affichage et ensuite décider pour chaque patient considéré soit de ne rien modifier au fonctionnement de la pompe ou autre, soit au contraire de changer la valeur d’un ou plusieurs paramètres en suivant de préférence une recommandation proposée, par exemple augmenter ou diminuer la concentration en apomorphine injectée ou la durée de perfusion, i.e. injection, etc…
Dans le cadre de l’invention, on utilise un premier modèle mathématique du type classifieur supervisé qui fonctionne comme suit :
  • le jeu ou ensemble de données dit d’apprentissage, dont les résultats escomptés sont connus (généralement des données passées) permet de lier les données dites d’entrée à un score de prédiction de risques d’abandon de traitement. Par inférence, un système d’arbres de décision multiples, ou forêt aléatoire, voit ses paramètres structurels être ajustés lors de cette phase d’apprentissage,
  • pour le jeu ou ensemble de données réel, c’est-à-dire celui sur lequel on souhaite réaliser la prédiction d’abandon de traitement, on utilise le premier modèle précédemment entraîné. Ce dernier, optimisé pour reproduire le processus souhaité entre données d’entrée et de sortie, parvient à réaliser ce lien par des systèmes d’interpolation complexes multiples. En sortie, on obtient les données de scores de risque d’abandon inconnues et espérées.
Une forêt aléatoire est un modèle d’apprentissage automatique qui fonctionne comme un assemblage d’arbres qui “votent”. Chaque arbre reçoit des données en entrée (par leur tronc), et chaque nœud (début d’une branche) voit un critère réalisé ou non par chaque donnée qui y parvient, par exemple une valeur d’une des caractéristiques supérieure ou non à un certain seuil.
Selon la réussite du précédent critère, chaque donnée choisit une branche ou une autre. Le chemin se termine lorsque la donnée en question atteint une feuille, c'est-à-dire une fin de branche qui n’est pas un nœud. Chaque feuille correspond à un résultat de prédiction, typiquement ici si le patient abandonne ou non son traitement.
Pour pouvoir trouver la bonne structure et les bons seuils des arbres qui composent la forêt, on cherche à maximiser un critère d’homogénéité pour chaque sous-partie du jeu de données, à chaque nœud de chaque arbre, afin de trouver les paramètres de la condition, à savoir caractéristique concernée et valeur du seuil. Un critère généralement utilisé est le gain d’information (gain_info), dont le but est de faire en sorte de créer deux ensembles les plus homogènes possibles une fois le seuil appliqué : Gain_info = - ∑ fi.log fi
où : fiest la fraction des éléments de l’ensemble de classe i. Dans le cas présent, il n’existe que 2 classes, c'est-à-dire abandon ou non, donc le i vaut à tour de rôle 0 et 1.
Lorsque le critère devient trop difficile à maximiser (i.e. un paramètre du premier modèle), cela signifie que l’arbre dispose de suffisamment de profondeur et doit donc être arrêté. Autrement dit, le dernier nœud devient une feuille, et donc prend la valeur de la classe la plus nombreuse.
Une forêt aléatoire prend en entrée un certain nombre de caractéristiques du patient, qui doivent être préalablement sélectionnées et prétraitées par du filtrage, suppression de valeurs aberrantes, gestion de valeurs manquantes... Ici, les informations recueillies concernent les données de la pompe, qui sont récupérées automatiquement, et d’autres données du patient.
On dispose des données du [Tableau 1] suivant.
Indicateur Description
Informations de la pompe de perfusion récupérées en continu par un ou des capteurs concentration en apomorphine
durée de perfusion
dose totale en apomorphine
Présence de comorbidités et/ou autres pathologies ou troubles constipation, douleur, anxiété, nausées, vomissements, troubles de l'appétit, etc…
Informations personnelles patient âge, taille, poids, etc…
Cet ensemble d’informations concernant chaque patient est utilisé comme liste de caractéristiques permettant au modèle de forêt aléatoire de fonctionner.
Une phase d’évaluation est préalablement menée, laquelle comprend une mesure des écarts entre les prédictions proposées par ce modèle d’apprentissage automatique entraîné et la réalité terrain, ce qui donne l’erreur estimée du modèle. Cette erreur est généralement considérée comme étant l’indicateur clef de la performance du modèle, et donc de l’approche générale proposée.
Néanmoins, la seule prédiction d’abandon du patient par un système équivalent à une boîte noire n'est pas forcément suffisante pour une utilisation par le ou les utilisateurs de ce système et il est alors préférable d’utiliser en plus une méthode de recommandation basée sur des techniques d’explicabilité de l’apprentissage automatique appliqué au cas d’espèce.
En fait, lorsqu’on détecte que le patient va abandonner son traitement, le système détermine si des modifications de paramètres peuvent être effectuées pour tenter de diminuer le risque d’abandon du traitement c'est-à-dire faire passer le score d'abandon en dessous du seuil préfixé. Autrement dit, on détermine une recommandation d'action à effectuer lorsqu’une alerte de risque d’abandon a été déclenchée.
Dans ce cas, les modifications à effectuer sont affichées à l’écran. Le ou les utilisateurs peuvent alors agir en conséquence, par exemple en modifiant la durée de perfusion ou un autre paramètre du traitement du patient.

Claims (6)

  1. Système de détection d’un risque d’abandon volontaire d’un traitement de la maladie de Parkinson par un patient (P) atteint de ladite maladie de Parkinson et suivant un traitement par perfusion d’apomorphine au moyen d’une pompe de perfusion (1) comprenant :
    • des moyens de détermination de paramètres configurés pour déterminer au moins un paramètre de la pompe de perfusion choisi parmi une concentration en apomorphine, une durée de perfusion ou une dose totale perfusée,
    • des moyens de traitement informatique (12) à processeur configurés pour traiter ledit au moins paramètre de la pompe (1) au moyen d’un premier modèle mathématique prédéfini mis en œuvre par le processeur pour en déduire un score de risque d’abandon du traitement par le patient,
    • des moyens d’alerte configurés pour déclencher une alerte de risque d’abandon du traitement lorsque le processeur détermine que le score de risque excède un seuil d’alerte donné préfixé, et
    • des moyens d’affichage (13) configurés pour afficher au moins ledit score de risque associé audit patient considéré et/ou à une information d’alerte d’abandon.
  2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détermination sont configurés pour déterminer plusieurs paramètres de la pompe de perfusion.
  3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de traitement informatique à processeur (12) comprennent un serveur informatique.
  4. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d’affichage comprennent un écran (13) d’ordinateur (14), de tablette numérique ou de téléphone multifonction.
  5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de traitement informatique (12) à processeur configurés pour proposer une recommandation de modification d’au moins un desdits paramètres de la pompe de perfusion, lorsque ledit score de risque d’abandon excède le seuil d’alerte donné préfixé.
  6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d’affichage (13) sont en outre configurés pour afficher ladite recommandation de modification d’au moins un desdits paramètres de la pompe de perfusion.
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