Déverrouiller le coffre au trésor des données

Lorsqu'un patient ou une patiente est en soins intensifs, de nombreux instruments permettent de surveiller son état de santé. Il peut y avoir des IRM périodiques ou des analyses de laboratoire d'échantillons sanguins en arrière-plan. Tout ce travail a pour but de fournir le meilleur traitement possible. Au cours de ce processus, quelque 20 Mo de données sont accumulés par jour et par patient ou patiente en soins intensifs. Dans certaines situations particulières, ce volume peut atteindre 100 Go, ce qui équivaut à peu près à la taille d'un film d'une heure.

Si les patientes et patients autorisent l'utilisation de ces données pour la recherche médicale, cela peut donner lieu à des opportunités intéressantes - car l'analyse de grands volumes de données en particulier peut nous aider à détecter des modèles qui révèlent comment les maladies se développent et quels traitements sont efficaces. De plus en plus, cette analyse est effectuée à l'aide de méthodes d'intelligence artificielle (IA), qui jettent les bases d'un traitement personnalisé - c'est-à-dire adapté à l'individu. «Les grands volumes de données constituent une base importante pour la médecine de précision», explique Beatrice Beck Schimmer, vice-présidente pour la médecine universitaire à l'Université de Zurich (UMZH).

Plus de données, plus de connaissances

Cette masse de données est-elle réellement utilisée ? Quelle est la situation dans les quatre hôpitaux universitaires de Zurich, à savoir l'Hôpital universitaire de Zurich (USZ), l'Hôpital universitaire pour enfants de Zurich, l'Hôpital universitaire Balgrist et l'Hôpital universitaire de psychiatrie ? «Nous n'exploitons pas encore suffisamment l'énorme potentiel de ces données», constate Beatrice Beck Schimmer.

Le problème est qu'à l'heure actuelle, chaque hôpital dispose de son propre système informatique. Les données des patientes et patients ne sont pas compatibles avec les autres systèmes et ne peuvent pas être échangées entre les hôpitaux ou utilisées pour des projets de recherche entre hôpitaux. Il y a un manque d'infrastructure numérique partagée. De même, les hôpitaux individuels n'ont parfois pas l'infrastructure nécessaire pour traiter de gros volumes de données.

Une plateforme unique

Aujourd'hui, une solution est en vue. D'ici 2025, le centre de recherche LOOP à Zurich - une initiative conjointe de l'Université de Zurich, de l'ETH Zurich et des quatre hôpitaux universitaires - prévoit de créer une plateforme d'informatique biomédicale (PIM). Le LOOP a été mandaté par University Medicine Zurich (UMZH), le financement nécessaire étant alloué par le gouvernement du canton de Zurich. La plateforme facilitera la gestion centralisée des données à Zurich, qui est un centre de recherche de premier plan. «L'objectif est de garantir un échange de données efficace et simple pour les chercheurs et chercheuses participantes. Il s'agit d'une base importante pour le développement à long terme de Zurich en tant que centre médical», explique Michael Krauthammer, informaticien médical à l'Université de Zurich et co-directeur du projet de plateforme biomédicale.

Le deuxième chef de projet du côté de l'ETH Zurich est Gunnar Rätsch, spécialiste des données biomédicales. Son groupe développe des algorithmes d'IA qui apprennent à partir de données biomédicales et peuvent être utilisés pour obtenir de nouvelles connaissances, tout en travaillant également sur des méthodes d'analyse de grands ensembles de données génomiques ou médicales.

Les quatre hôpitaux universitaires participants enverront les données qu'ils collectent pour chaque projet de recherche à la nouvelle plateforme, où toutes les données seront rassemblées, stockées et harmonisées, c'est-à-dire mises dans un format permettant l'échange entre les différents hôpitaux. La plate-forme intégrera également les biobanques existantes, qui contiennent des données précieuses sur les patients, recueillies à partir de sources telles que des échantillons de tissus. Un autre avantage du système centralisé est qu'il sera nettement moins cher. Les données de la plateforme seront soumises aux mêmes exigences strictes en matière de protection des données que celles en vigueur dans les hôpitaux.

Retour à l'hôpital

La plate-forme informatique biomédicale permettra non seulement le stockage et l'échange de données, mais aussi le développement et l'application en réseau de l'intelligence artificielle. Par exemple, les algorithmes d'un projet de l'USZ pourront également être utilisés à l'Hôpital universitaire Balgrist. La plateforme ne sera pas à sens unique et permettra l'exportation de données et d'algorithmes vers les hôpitaux. Revenons à l'exemple de l'unité de soins intensifs : ici, ces algorithmes seront utilisés pour identifier à temps toute détérioration de l'état de santé du patient et prendre les mesures appropriées. Les algorithmes développés sur la plate-forme peuvent également être appliqués directement aux instruments de l'unité de soins intensifs.

Prêt pour une solution à l'échelle de la Suisse

La plateforme zurichoise répondra aux normes actuellement développées dans le cadre du Swiss Personalized Health Network (SPHN), une initiative gouvernementale visant à faciliter l'échange de données de santé à des fins de recherche dans toute la Suisse. A l'avenir, la plateforme informatique zurichoise pourra s'intégrer directement dans la solution nationale via une interface et pourrait devenir un modèle national pour la recherche centrée sur les données. Elle est également conçue pour faciliter la collaboration interdisciplinaire en matière de recherche entre les domaines des sciences de l'ingénieur, de la médecine et de l'informatique.

«Une infrastructure partagée pour l'échange de données entre les universités et les hôpitaux est importante pour les soins médicaux, tant à Zurich que dans l'ensemble de la Suisse», déclare Christian Wolfrum, vice-président de l'ETH Zurich pour la recherche. «De grands ensembles de données biomédicales comme ceux dont ils disposent déjà aux États-Unis sont également indispensables à notre recherche fondamentale pour identifier de manière fiable les causes des maladies et développer des approches thérapeutiques pouvant être adaptées à chaque patient et patiente.»

En définitive, la plateforme d'informatique biomédicale est destinée à bénéficier aux patientes et patients. Ses données permettront d'améliorer le diagnostic et le traitement de nombreuses maladies, afin que les patients et patientes reçoivent le traitement fondé sur des preuves qui est le plus efficace pour elles et eux.