Towards a usability knowledge base to support health information technology design and evaluation : Application to Medication Alerting Systems

par Romaric Marcilly

Thèse de doctorat en Biostastistiques, informatique médecine et technologies de communication

Sous la direction de Francis Vasseur et de Elske Ammenwerth.

Soutenue le 15-10-2014

à Lille 2 , dans le cadre de École doctorale Biologie-Santé (Lille) , en partenariat avec Centre d'Etudes et de Recherche en Informatique Médicale (laboratoire) .

Le jury était composé de Elske Ammenwerth.

  • Titre traduit

    Vers une base de connaissance en utilisabilité pour aider la conception et l’évaluation de technologies de l’information en santé : application aux systèmes d’alerte médicamenteux


  • Résumé

    Les Technologies de l’Information en Santé (TIS) sont de plus en plus utilisées pour améliorer la qualité des soins et la sécurité du patient. Cependant, certains problèmes d’utilisabilité peuvent amenuiser leur impact et peuvent même induire de nouveaux problèmes dont la mise en danger du patient. Pour éviter ces effets négatifs, il est notamment nécessaire d’améliorer l’utilisabilité des TIS ce qui requiert l’application de connaissances d’utilisabilité éprouvées. Les connaissances en utilisabilité appliquée aux TIS sont rares, éparpillées à travers diverses supports et peu utilisables. Par ailleurs, leur couverture en termes de problèmes d’utilisabilité est peu connue. Ce travail a deux objectifs: (i) participer à l’amélioration de l’accumulation de la connaissance en utilisabilité pour les TIS, (ii) fournir une connaissance structurée sur l’utilisabilité des TIS et dont la couverture est établie. Le domaine d’application est celui des systèmes d’alerte médicamenteux.Méthode. Deux analyses indépendantes de la littérature ont été menées : d’un côté, identifier et organiser les problèmes d’utilisabilité des systèmes d’alerte médicamenteux ainsi que leurs conséquences ; de l’autre, identifier et synthétiser les principes d’utilisabilité spécifiques à ces systèmes. Les résultats de ces analyses ont été croisés afin de connaitre la couverture desdits principes en termes de problèmes d’utilisabilité.Résultats. La revue systématique a identifié 13 types de problèmes d’utilisabilité dans les systèmes d’alerte médicamenteux. Les conséquences de ces problèmes sur le clinicien et son système de travail sont variées et ont un grand pouvoir de nuisance (e.g., fatigue, erreur d’interprétation). Au total, 63 principes d’utilisabilité permettent de rendre compte de tous les problèmes d’utilisabilité identifiés. Ils sont organisés en 6 thèmes : améliorer le ratio signal-bruit, être en adéquation avec l’activité des cliniciens, supporter le travail collaboratif, afficher les informations pertinentes, rendre le système transparent et fournir des outils utiles. Le croisement des deux ensembles de données révèle une bonne correspondance entre les principes d’utilisabilité énoncés et les problèmes d’utilisabilité réellement observés.Discussion. Une liste structurée des principes d’utilisabilité illustrés par des exemples réels de leur violation a été développée à partir de ce travail. Cette liste peut aider les concepteurs et les experts en Facteurs Humains à comprendre et à appliquer les principes d’utilisabilité durant la conception et l’évaluation de systèmes d’alerte médicamenteux. L’utilisabilité appliquée aux TIS est une discipline relativement récente qui souffre d’un déficit de structuration et de capitalisation de ses connaissances. Ce travail montre qu’il est possible d’accumuler et de structurer les données d’utilisabilité des TIS. Ce travail pourrait être poursuivi en développant une base de connaissance en utilisabilité appliquée aux TIS afin de tendre vers une « utilisabilité fondée sur les preuves ».


  • Résumé

    Health Information Technology (HIT) is increasingly implemented to improve healthcare quality and patient safety. However, some usability issues may reduce their impact and even induce new problems (including patient safety issues). To avoid those negative outcomes, amongst other actions, HIT usability must be improved. This action requires applying validated usability knowledge. However, usability knowledge applied to HIT is scattered across several sources, is not structured and is hardly usable. Moreover, its coverage regarding related usability flaws is not known. This work has two aims: (i) to participate in improving the accumulation of usability knowledge for HIT and (ii) to provide synthetic structured easy-to-use HIT usability knowledge with a clear coverage. Those aims are applied to medication alerting systems.Method.Two independent analyses of the literature have been performed. On the one hand, usability flaws and their consequences for the clinicians and the work system have been searched and organized; on the other hand, existing usability design principles specific to medication alerting systems have been synthesized. Results of both analyses have been matched together. Results.A systematic review identified 13 types of usability flaws in medication alerting systems. Consequences on the clinicians and the work system are varied: they greatly impede the clinicians and negatively impact the work system (e.g., alert fatigue, alert misinterpretation). Sixty-three usability design principles dedicated to medication alerting systems are identified. They represent six themes: improve the signal-to-noise ratio, fit clinicians’ workflow, support collaborative work, display relevant information, make the system transparent and provide useful tools. The matching between usability flaws and principles is quite good.Discussion.As a result of this work, a list of usability design principles illustrated by actual instances of their violation has been developed. It may help designers and Human Factors experts understand and apply usability design principles when designing and evaluating medication alerting systems. Usability applied to HIT is a recent research field that suffers from a deficit of structured knowledge. This work shows that it is possible to accumulate and structure usability knowledge. It could be carried on by developing a usability knowledge base dedicated to HIT in order to strive towards “evidence-based usability”.


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  • Détails : 1 vol. (203 p.)
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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50.379-2014-37
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