Générateurs de donnés
Mes travaux ont pour principales données des données de santé. Ce sont des données personnelles, soumise au RGPD, et dont l’accès n’est pas toujours aisé. Confronté dans des travaux à un accès restreint, et à l’absence de puissance de calcul rendant une exploitation impossible, nous avons saisi le challenge des données synthétiques et produit plusieurs générateurs.
2021 Générateur de profils anesthésiques - BDLBS
LS2N (DUKE) - En cours de publication
Statut : En developpement Type : Programme Technologie : C++ Licence : non publié
Du nom des auteurs : Boisaubert, Dama, Lejus-Bourdeau, Sinoquet
Contexte
Développement réalisé dans le cadre des travaux de thèse. Le cadre réglementaire très contraint des données de santé réelles, et l’absence de puissance de calcul dans le CHU de Nantes, a conduit au développement d’un générateur de données anesthésiques réalistes.
Données produites
Les jeux de données produits sont composés de profils anesthésiques comprenant un dossier médical, une trace d’événements (séquence d’événements anesthésiques) et d’une série temporelle multivariée spécifique à la trace d’événement.
La chirurgie, le nombre de profils anesthésiques générés, et la résolution des séries temporelles multivariées sont paramétrables.
La validation statistique des jeux de données produits par ce générateur, réalisée en comparaison à des jeux de données réels, à montré qu’ils sont statistiquement indissociables des jeux de données réels.
Ce logiciel est composé de deux parties : un générateur de séquences d’événements anesthésiques (H.Boisaubert), et un générateur de séries temporelles multivariées (H.Boisaubert/F.Dama).
Générateur d’événements anesthésiques
Le générateur d’événements anesthésiques s’appuie sur une grammaire formelle, décrivant la procédure anesthésique pour une chirurgie spécifique, et facilement validable par les soignants experts non informaticiens. Cette grammaire pouvant être transformée en modèle de processus (sous la forme d’un réseau de Pétri) incluant pour les différentes transitions différentes probabilités d’apparition d’un événement (cohérentes avec les prévalences médicales de ces événements). C’est ce modèle de processus qui permet la génération de la séquence d’événements, conditionnellement aux probabilités des transitions.
Générateur de séries temporelles
Le générateur de séries temporelles s’appuie sur un intensif travail de modélisation mathématique de l’impact de chaque événement anesthésique. Cette modélisation a été réalisée à partir de l’expertise des soignants et de la littérature médicale spécialisée. Pour chacun des événements de la séquence d’événements générée en amont, les paramètres physiologiques des patients sont altérés par les événements, ce qui permet de produire la série temporelle multivariée correspondante.
Versions
Trois versions de ce logiciel ont été successivement produites :
- La version 1 (2021) permet la génération d’un jeu de profils anesthésiques pour une seule chirurgie (Cure d’une hernie inguinale par laparoscopie) et pour les 5 variables physiologiques principales (Température, Fréquence Cardiaque, Pression artérielle systolique, Pression Artérielle diastolique, Pression artérielle moyenne).
- La version 2 (2022) permet la génération d’un jeu de données pour toutes chirurgies (via l’utilisation d’une grammaire formelle décrivant la structure de la chirurgie) et pour toutes les variables physiologiques enregistrées lors d’une intervention (17 variables).
- La version 3 (2024) étend les fonctionnalités de la version 2 en intégrant des chirurgies plus complexes impliquant éventuellement des situations critiques (chocs anaphylactiques, etc) et la résolution médicale de ces situations. Cette version permet de plus de produire des données directement dans le formats d’échange de données médicales normalisés OMOP-CDM.
2025 Générateur D-EXAN
LS2N (DUKE) - En cours de publication
Statut : En developpement Type : Application web Technologie : Python:flask, C++ Licence : non publié
D-EXAN pour Données basées sur EXpertise en Anesthésie assistée par le Numérique.
Contexte
Évolution du générateur BDLBS, présenté plus haut, sous la forme d’une application web aux fonctionnalités étendues
Les données anesthésiques réelles sont très difficilement accessibles, en raison du cadre réglementaire très contraint des données de santé, mais aussi du manque d’infrastructure dans les centres de soin pour l’accès et la mise en qualité de ces données.
Données produites
Le générateur D-EXAN offre de générer à la demande, et à la volée, des cohortes de profils anesthésiques, comprenant un dossier médical, une séquence d’événements, et une série temporelles multivariée, pour une opération spécifique
Comme pour le générateur BDLBS, les utilisateurs ont la possibilité de paramétrer la chirurgie, le nombre de profils anesthésiques générés, et la résolution des séries temporelles multivariées.
Fonctionnalités suplémentaires
L’outil propose de plus une interface pour modifier les grammaires formelles des chirurgies, ou leurs modèle de processus, ainsi que les modélisations des événements anesthésiques. Il est aussi possible de choisir les versions des ces paramétrages. Cela permet une interaction facilitée avec les soignants experts.
Les utilisateurs peuvent de plus demander la réalisation d’une validation statistique du jeu de données produit sur les données réelles du CHU de Nantes. Cette validation doit être cependant initiée manuellement dans l’infrastructure numérique du CHU et n’est possible qu’en comparaison à des cohortes de patients réels déjà formalisée.
(En beta-test, ouverture publique à l’été 2025)