La biologie clinique plus que jamais au service des médecins
Le laboratoire de la Clinique Saint-Luc de Bouge est désormais entièrement automatisé. Une primeur côté francophone, mais quel intérêt pour les médecins? Des résultats plus fiables et rapides, d'autant mieux communiqués aux généralistes et au sein de l'hôpital, un confort de travail pour les biologistes et des perspectives prometteuses grâce à l'intelligence artificielle.
Avez-vous la moindre idée du parcours de vos tubes de sang (et échantillons d'urine), une fois vos prélèvements patients effectués et mis à disposition de la collecte? Un fameux périple jusqu'à ce que vous receviez les résultats dans la journée! Itinéraire, histoire de mieux cerner l'intérêt de l'automatisation.
Une fourmilière au coeur de la Clinique
Au laboratoire de la Clinique Saint-Luc de Bouge (SLBO), pas moins de cinq chauffeurs assurent les tournées aux domiciles des généralistes. Et ils vont bien au-delà du traditionnel 'sillon Sambre & Meuse': jusqu'à Gemboux vers l'est, Ciney au sud, Waremme vers l'ouest... "Le gros des échantillons nous revient entre 14 et 16-17 heures", explique Marc Elsen, pharmacien biologiste et directeur du laboratoire. "Un tiers de notre activité est liée à celle de l'hôpital, nous tournons donc 24h/24 et sept jours sur sept. Outre les prélèvements en salles d'urgences et d'hospitalisation, nous traitons également 800 demandes en externe, soit un total d'environ 1.400 analyses au quotidien."
Ces résultats plus rapides nous permettent de communiquer de vive voix avec les médecins plutôt que de leur laisser un message." - Marc Elsen, directeur du labo.
Le labo emploie 75 ETP (90 personnes), dont 43 technologues, 14 secrétaires qui encodent les prélèvements, huit logisticiens (cinq chauffeurs, un informaticien et deux gestionnaires de stocks) et trois infirmières pour les prélèvements dans la clinique. "Nous avons par ailleurs une dizaine de centres de prélèvements dans la province", poursuit Marc Elsen. "À côté de ça, sept biologistes - cinq pharmaciens et deux médecins - assurent l'interface entre les prescripteurs et l'analytique pur."
Les début et fin de processus automatisés
Si la partie "analyses" était déjà automatisée, ce n'était pas le cas des étapes dites "pré-" et "post-analytiques" qui viennent à leur tour d'être entièrement robotisées à la faveur du renouvellement de la chaîne. Une chaîne désormais 100% automate, de l'arrivée des échantillons (c'est unique côté francophone) jusqu'à leur stockage en vue d'éventuelles analyses complémentaires (lire ci-dessous). Exit les tâches sans réelle valeur ajoutée, chacun peut vaquer à son véritable métier. "Le grand défi fut d'implémenter la nouvelle chaîne tout en continuant à fonctionner avec l'ancienne, de gérer la transition sans répercussions ni sur l'activité ni sur la qualité de nos prestations", souligne le directeur du labo.
L'ergonomie des postes de travail a aussi été améliorée, notamment en sacrifiant les tables d'analyses manuelles désormais obsolètes, et l'insonorisation renforcée pour améliorer le bien-être sur le plateau de 1.200 m2 qui accueille le labo à l'arrière du parking des urgences. Un environnement plus agréable et valorisant, qui intègre également l'aspect durabilité, ce qui constitue un atout pour recruter des technologues, métier en pénurie du fait des horaires décalés et des gardes de nuit.
Résultats plus vite transmis
Le gain de temps grâce à l'automatisation complète de la chaîne est de 10 à 15 minutes, soit une heure au total, désormais, pour un protocole 'classique'. "Cela permet de gérer plus vite en interne, tel qu'aux urgences (pour un marqueur cardiaque, p.ex.) et de fluidifier le flux de patients", illustre Marc Elsen. "Vis-à-vis de nos médecins généralistes, en cas de prélèvements reçus plus tard dans la journée et de résultats pathologiques, cela nous permet de leur téléphoner lorsqu'ils sont encore disponibles et de communiquer de vive voix plutôt que de laisser un message."
Autre atout bientôt implémenté: la demande d'analyses complémentaires par le médecin depuis son cabinet, via un logiciel de prescription: plus aucun contact humain, le frigo connecté gère automatiquement l'échantillon qui nécessite un test supplémentaire, sans devoir repiquer le patient. Cette connectivité de l'enceinte réfrigérée permet une gestion du stockage des tubes en fonction de leur durée de conservation: une fois leur 'date de péremption' atteinte, ils sont éliminés automatiquement, sans manutention. Parallèlement aux contrôles de qualité quotidiens en interne, la maintenance de la chaîne est assurée à distance par la firme (Roche Diagnostics) qui monitore les paramètres et qui, en cas de souci, peut intervenir avant même qu'une alarme se déclenche sur place.
"Enfin, une des conditions d'attribution du marché était de pouvoir évoluer et adapter la solution à d'autres défis en agrandissant la chaîne", précise encore le directeur, "aujourd'hui nous pouvons nous positionner comme un interlocuteur important en biologique clinique de demain."
L'IA en soutien à la prescription dans les infections urinaires
Autre originalité de cette solution intégrée dernier cri, l'automatisation, également, des tigettes et sédiments urinaires. Une avancée qui ouvre des perspectives, via la récupération des big data et grâce à l'intelligence artificielle, pour proposer un outil diagnostique aux médecins prescripteurs. Le labo vient de développer un modèle de machine learning dans une indication clinique fréquente: l'infection urinaire.
Classiquement, l'analyse bactériologique se fait par ensemencement en boîte de Petri pour que les colonies se multiplient et s'individualisent, avec identification par la technologie dite "Maldi-Tof", et "éventuellement avec un antibiogramme derrière, si on a trouvé l'agent responsable ; un process qui prend 24 à 48 heures", rappelle Julien Favresse, pharmacien biologiste, lors d'une matinée scientifique réservée aux médecins généralistes namurois. Et d'illustrer par deux exemples cliniques (illustration) a priori similaires au regard de leur sédiment, mais dont la microbiologie n'a au demeurant confirmé la présence d'E. coli que dans un seul cas. L'IA aurait-elle pu prédire la présence du germe sur base de la tigette et du sédiment sans attendre la culture?
Antibiothérapie ou non?
Pas moins de 2.670 échantillons d'urines - "soit quasi 280.000 cases dans un Excel!", souffle Julien Favresse - ont servi de bases de données pour alimenter l'algorithme, en le nourrissant également des guidelines les plus récentes et du nombre de colonies générées sur la boîte. "Il y a plusieurs méthodes de machine learning, nous avons utilisé une méthode supervisée, de type binaire (infection urinaire ou pas) et donc une équation de régression logistique." Après une période d'apprentissage, les performances ont été évaluées et l'équation appliquée sur une autre base de données, plus faible (521 urines). Enfin, les probabilités ont été corrélées avec des boîtes de Petri en labo. "Le modèle arrive à une valeur prédictive négative (VPN) de plus de 98%: dans 98 cas sur 100, ça ne va pas pousser, ce qui est très performant comme screening", se réjouit le pharmacien biologiste, qui souligne par ailleurs que l'IA n'avait pas, elle, connaissance des symptômes. Et Julien Favresse de rappeler, au passage, "l'importance du prélèvement en tube boraté pour éviter les contaminations qui noient la vraie information et compliquent l'interprétation".
Le score de prédiction par l'intelligence artificielle peut donc constituer une aide au diagnostic pour exclure rapidement (un sédiment prend 20 à 30 minutes) une infection urinaire, et donc une antibiothérapie inutile. "L'idée n'est pas d'annuler les cultures derrière (utiles pour identifier une résistance par exemple, NDLR), mais je suis convaincu que ce modèle, qui analyse 25 variables différentes pour chaque patient en faisant des interconnections, peut s'avérer plus puissant que notre réflexion." L'outil, mis à disposition à titre gratuit, pourrait être demandé en ligne par le prescripteur, et ses résultats ensuite remis en perspective avec la clinique. À cogiter, notamment dans le contexte de One Health.