Création d'un environnement de gestion de base de données "en grille" : application à l'échange de données médicales

Creating a "grid" database management environment : application to medical data exchange

• Auteur / Autrice : Paul De Vlieger
• Direction : Jean-Yves Boire, Vincent Breton
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 12/07/2011
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Equipe de recherche en signal et imagerie médicale
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : (ISIT) Image Science for Interventional Techniques (UMR 6284) - Laboratoire de Physique Corpusculaire de Clermont-Ferrand / LPC-CLERMONT
• Jury : Président / Présidente : Lydia Maigne
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Breton, Pascal Staccini, Michel Daydé, Tristan Glatard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Johan Montagnat, Pascal Staccini

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancer

Grilles informatiques

Médecine -- Informatique

Mots clés libres

Grille informatique

Identification des patients

Base de données distribuées

Dépistage des cancers

Grid computing

Patient identification

Record linkage

Distributed databases

Cancer screening

Résumé

La problématique du transport de la donnée médicale, de surcroît nominative, comporte de nombreuses contraintes, qu’elles soient d’ordre technique, légale ou encore relationnelle. Les nouvelles technologies, issues particulièrement des grilles informatiques, permettent d’offrir une nouvelle approche au partage de l’information. En effet, le développement des intergiciels de grilles, notamment ceux issus du projet européen EGEE, ont permis d’ouvrir de nouvelles perspectives pour l’accès distribué aux données. Les principales contraintes d’un système de partage de données médicales, outre les besoins en termes de sécurité, proviennent de la façon de recueillir et d’accéder à l’information. En effet, la collecte, le déplacement, la concentration et la gestion de la donnée, se fait habituellement sur le modèle client-serveur traditionnel et se heurte à de nombreuses problématiques de propriété, de contrôle, de mise à jour, de disponibilité ou encore de dimensionnement des systèmes. La méthodologie proposée dans cette thèse utilise une autre philosophie dans la façon d’accéder à l’information. En utilisant toute la couche de contrôle d’accès et de sécurité des grilles informatiques, couplée aux méthodes d’authentification robuste des utilisateurs, un accès décentralisé aux données médicales est proposé. Ainsi, le principal avantage est de permettre aux fournisseurs de données de garder le contrôle sur leurs informations et ainsi de s’affranchir de la gestion des données médicales, le système étant capable d’aller directement chercher la donnée à la source.L’utilisation de cette approche n’est cependant pas complètement transparente et tous les mécanismes d’identification des patients et de rapprochement d’identités (data linkage) doivent être complètement repensés et réécris afin d’être compatibles avec un système distribué de gestion de bases de données. Le projet RSCA (Réseau Sentinelle Cancer Auvergne – www.e-sentinelle.org) constitue le cadre d’application de ce travail. Il a pour objectif de mutualiser les sources de données auvergnates sur le dépistage organisé des cancers du sein et du côlon. Les objectifs sont multiples : permettre, tout en respectant les lois en vigueur, d’échanger des données cancer entre acteurs médicaux et, dans un second temps, offrir un support à l’analyse statistique et épidémiologique.

Nominative medical data exchange is a growing challenge containing numerous technical, legislative or relationship barriers. New advanced technologies, in the particular field of grid computing, offer a new approach to handle medical data exchange. The development of the gLite grid middleware within the EGEE project opened new perspectives in distributed data access and database federation. The main requirements of a medical data exchange system, except the high level of security, come from the way to collect and provide data. The original client-server model of computing has many drawbacks regarding data ownership, updates, control, availability and scalability. The method described in this dissertation uses another philosophy in accessing medical data. Using the grid security layer and a robust user access authentication and control system, we build up a dedicated grid network able to federate distributed medical databases. In this way, data owners keep control over the data they produce.This approach is therefore not totally straightforward, especially for patient identification and medical data linkage which is an open problem even in centralized medical systems. A new method is then proposed to handle these specific issues in a highly distributed environment. The Sentinelle project (RSCA) constitutes the applicative framework of this project in the field of cancer screening in French Auvergne region. The first objective is to allow anatomic pathology reports exchange between laboratories and screening structures compliant with pathologists’ requirements and legal issues. Then, the second goal is to provide a framework for epidemiologists to access high quality medical data for statistical studies and global epidemiology.