Informatisation de la recherche clinique en endoscopie digestive:

le r6ve et les choix

M. DELTENRE

Chef de la clinique de Gastro-ent&ologie, Hrpital universitaire Brugmann U.L.B., Bruxelles (Belgique)

Computerization of clinical research in digestive endoscopy : dream and practical choices

I1 est banal d'affirmer qu'actuellement l'infor- matique investit rapidement toute forme d'activit6 humaine. La mrmoire 61ectronique permet d'appro- cher la rralisation d'un rrve universel : la rralisa- tion en un minimum de temps et apparemment, sans grand effort, d'un travail de recherche, de compilation ou tri portant sur un nombre trrs important de donnres.

Mais c'est le rrve individuel qui pourtant, nous conduit ~ nous intrresser h l'informatique.

Tel mrdecin frye de retrouver en quelques se- condes ce dossier exceptionnel peut-rtre princeps, qu'il faut extraire d'une collection de cent mille observations. Tel autre souhaite tester par ordina- teur l'association de diverses maladies ou symptr- mes et ainsi peut-rtre, drcouvrir une nouvelle entit6 pathologique. Un autre souhaitera obtenir une statistique prrcise portant sur un nombre li- mit6 de cas, ayant fait l'objet d'une 6tude particu- li~rement drtaillre, pour drmontrer une srdui- sante hypoth~se.

Les rrseaux commerciaux ne s'y trompent pas : les programmes de drmonstration attirent le client potentiel par des performances spectaculaires qui font une large part au rrve mais correspondent fi- nalement fort peu aux rrels besoins individuels et collectifs en mati~re de recherche clinique mrdicale.

I1 faut toujours garder h l'esprit que l'ordinateur lui-mrme n'a pas d'idre originale, qu'il est une crration de l'homme, que l'homme doit en rester maitre en 6vitant d'en faire un instrument de pou- voir. Mrme h l'aide d'une tr~s puissante machine et d 'un nombre tr~s important de donnres, la re- cherche ,, au hasard ~ par la machine d'un syn- drome original ou d'une association nouvelle de signes ou 16sions prendra probablement plus de temps qu'une rrflexion personnelle qui drbouche sur une hypoth~se de travail que l'outil informati-

que est susceptible alors de vrrifier ou d'infirmer. De plus, il faut tenir compte que l'informatique utile doit l 'rtre au plus grand hombre : les rrves collectifs sont rarement cohrrents et leur vellrit6 de rralisation, leur expression, reflrteront tou- jours les aspirations individuelles. Il s'agit de se souvenir que les sciences les plus rationnelles comme les mathrmatiques ou la physique peuvent faire l'objet de drsaccord entre experts pour des raisons philosophiques ou morales ou plus simple- ment en raison du vocabulaire employr.

L'informatique est donc un outil particulirre- ment performant qu'il convient d'utiliser avec un enthousiasme rrflrchi. L'approche individuelle est frconde mais l'utilit6 grnrrale drpend de la soli- darit6 du plus grand nombre, de la drfinition des besoins et finalement d'un langage accessible ~t tous. Entre la tentation centralisatrice quelque peu simplificatrice et l'individualisme exacerb6 et hermrtique, il existe une fois encore, un juste mi- lieu : en cette mati~re l'informatique n'est pas dif- frrente des autres rralisations humaines.

CHOISIR L'INFORMATIQUE

Drcider d'informatiser les activitrs de recher- che est h la mode. Suivre la mode n'implique ni le progr~s, n i l e bonheur. I1 convient avant toute chose de drfinir les buts poursuivis : l'informati- que a ceci de miraculeux qu'elle est fondamenta- lement capable de rrpondre ~ tous les besoins ~t la condition expresse que ceux-ci soient parfaite- ment drfinis. L'rcueil pour le mrdecin est 6vi- demment qu'il doit apprendre h dialoguer avec l'ordinateur et que ce dialogue commence en fait avec un drlrgu6 de vente ou au mieux, un infor- maticien, avec lequel la plupart des conversations risquent de s'achever sur un sentiment d'incomprr- hension rrciproque.

Tirrs h par t : D r DELTENRE, Hrpital Universitaire Brugmann U.L.B., Place Van Gehuchten 4, 1020 Bruxelles (Belgique).

M o t s - c l d s : endoscopie digestive, ordinateurs.

K e y - w o r d s : digestive endoscopy, computers.

Acta Endoscop ica V o l u m e 14 - N ~ 3 - 1984 219

Bien stir, au cours des mois, le hardware de- vient de plus en plus rapide et de plus en plus puissant. Les programmes ou software offrent un langage de mieux en mieux accessible et sont eux aussi de plus en plus puissants. En drpit de ces progr~s, certaines unit~s de recherche refusent encore de s'informatiser ou, pire, choisissent une informatisat ion f inalement sous-employre par mauvaise drfinition des buts : ces rrves 6crasrs sont le plus souvent secondaires h la difficult6 de dialogue entre le marchand d'informatique et l'uti- lisateur potentiel. Ni la machine, ni l'informati- cien, ne sont h mrme de drfinir les besoins ou d'61aborer des hypotheses de travail orginales en lieu et place du chercheur.

La mrmoire centrale de l'ordinateur et la mr- moire de masse drpendent d'un certain nombre de besoins qu'il convient de drfinir prrcisrment. Les fichiers de recherche nrcessitent une mr- moire de masse dont la puissance drpend 6videm- ment du nombre de fiches (c'est-~t-dire du nombre de patients dont les donnres doivent ~tre m~mori- sres) de l 'accroissement 6ventuel de ce hombre au cours des annges, et du hombre d'informations relatives h chaque patient. Une fiche d'endosco- pie digestive haute peut selon les desiderata de l'utilisateur, comporter quelques dizaines h quel- ques centaines voir milliers de renseignements. De mrme, les performances que l'on doit exiger du software drpendent du volume d'information traiter.

LE CHOIX DU HARDWARE

Globalement, on peut envisager trois solutions pour exploiter l'informatique en recherche clini- que : on peut opter pour une centralisation des donnres sur une grosse machine de capacit6 quasi-illimitre ou encore drcentraliser les moyens informatiques en rrpartissant de multiples micro- ordinateurs individuels, 6ventuellement portables, au sein de l'hrpital. La troisirme solution, qui nous paralt la meilleure, est le syst&me centralis6 avec puissant compu te r central et multiples micro-ordinateurs compatibles avec l'ordinateur central et rrpartis dans les divers services.

Le choix d'une centralisation totale nous pa- ra~t h~riss6 d'obstacles : si toute l'activit~ clinique d'un hrpital ggnrral est mrmodsre par une seule et mrme machine, il est tr~s clair que les choix seront souvent douloureux. La codification drtail- 1re de chaque pathologie et surtout de son 6volu- tion est throriquement possible si l'on dispose d'une mrmoire centrale sur-puissante. La saisie du document risque cependant d'&re fastidieuse et c 'est la raison pour laquelle les grands fichiers centraux sont ggngralement basrs sur un vocabu- laire assez grnrral et forcrment appauvri.

La consultation d'un fichier central d'un hrpital grnrral ne permet, jusqu'h nouvel ordre, que de retirer les dossiers portant sur une pathologie

donnre, ces dossiers devant ~t leur tour faire I'objet d'gtudes plus drtaill6es.

- - L'individualisme h outrance avec multiplica- tion des micro-ordinateurs parlant des langues ou utilisant des syntaxes diffrrentes constitue 6vi- demment le pi~ge inverse. La finalit6 de l'infor- matique est l 'accession du plus grand nombre un maximum d'informations : ~ la centralisation appauvrissante s'oppose l'hermrtisme de l'indivi- dualisme.

- - La r r f lexion individuelle sur micro- ordinateurs doit pouvoir s'intrgrer dans un sys- t~me plus grnrral. Le choix d'un micro-ordinateur doit aussi 6tre conditionn6 par sa possibilit6 d'intr- gration au sein d'un rrseau. Les grands fabricants de hardware, permettent, par la vaste gamme qu'ils reprgsentent, l'intrgration de petites unitrs autour de maxi-machines. La large diffusion de leurs produits et par l~t mrme la qualit6 de la maintenance qu'ils se doivent de fournir consti- tuent une garantie supplrmentaire.

Enfin, si l'on opte pour la solution multiples micro-ordinateurs raccordrs h u n rrseau central puissant, il faut tenir compte non seulement de l 'rvolution technologique de l'informatique et de la croissance (souvent exponentielle) des data que l'on souhaite mettre en mrmoire, mais encore et surtout, de l'rvolution de l'rtat d'esprit des utili- sateurs. L'homme est ainsi fait qu'il devient de plus en plus exigeant et que la vitesse d'acc~s aux informations sur diskettes, 6blouissante au cours de nos premiers pas en informatique, appa- rait tr~s rapidement comme insuffisante lorsque l'on est mis en prrsence d'un disque dur et d'une mrmoire centrale plus puissante.

LE CHOIX DU SOFTWARE

Une lois le matrriel hardware choisi, sur base de besoins clairement drfinis et de leur 6volution 6ventuelle, du prix d'achat et de maintenance, et de la possibilit6 de travailler individuellement (sans nuire accidentellement au travail d'autres unitrs), il convient de choisir ou de construire un software adapt6 aux besoins des utilisateurs. De nombreux software, grnrralement dessinrs pour un type donn6 de computer, existent actuelle- ment. Certains sont tr~s performants, tr~s 6clecti- ques et permettent de crrer et d'utiliser un fichier patients plus ou moins drtaillr, tout en jouissant des autres possibilitrs de l'informatique en ma- tibre de traitement de texte, gestion de rendez- vous, tarification, fichiers bibliographiques etc.

Ces programmes fort bien faits peuvent consti- tuer une base excellente pour une recherche clini- que portant sur un grand hombre de malades.

Le risque d'acqurrir un tel software, mrme tr~s drtaill6 et fort bien construit, est, ~ la longue, un sentiment de frustration: au titre individuel, ces programmes paraitront trop d&aillrs dans certains

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domaines et trop superficiels dans d'autres. D'autre part, l'6criture personnelle d'un programme fi- chier de recherche clinique prend du temps mais permet de mieux comprendre les possibilit6s de la machine et sugg~re d~s lors de nouvelles applica- tions et de nouveaux besoins.

Le point le plus important est probablement ce- lui du vocabulaire employ6. L~ encore, informatiser c 'est choisir et choisir c'est risquer d'appauvrir le message. En d6veloppant un fichier d'endoscopie digestive haute sur micro-ordinateurs dans un groupe de cinq m6decins pratiquant un total de 6 000 endoscopies par an, nous nous sommes d6j~t heurt~s ~t des variations d'interpr~tation du voca- bulaire, certes minimes mais qui montrent la n6- cessit6 d 'une concertation r6guli~re des utilisa- teurs pour respecter le langage et une certaine conformit6 dans l'interpr6tation des images endo- scopiques, des symptSmes, des radiographies, de l 'examen anatomo-pathologique. En 3 ans, notre d6partement a 6t6 progressivement informatis6 l'aide de micro-computers ~< Apple II plus >>. Le fichier d'endoscopie digestive haute d'abord r6a- lis6 en acc~s s6quentiel et travaillant uniquement sur diskette, a 6t6 perfectionn6 en un fichier ~t acc~s direct au nombre quasi-illimit6 des informa- tiong sans aucune contrainte d'ordre lors de la saisie, et confi6 h u n disque dur permettant un acc&s rapide. Le programme de lecture, tout d'abord 61abor6 lors de chaque recherche, a 6t6 6rig6 en un syst~me de menus successifs permet- tant de trier les fichiers selon cinq variables et fournissant non seulement le listing des patients pr6sentant les cinq crit~res mais aussi la fr6- quence de chaque crit~re dans la population et la fr6quence de l'association de tous les crit~res 2 2, 3 ~t3, 4 h 4 .

Un programme d'actualisation des fiches a 6t6 6galement mis sur pied. Le programme fichier pour l 'endoscopie digestive sup6rieure permet d 'encoder h pr6sent outre les donn6es administra- tives classiques, tous les ant6c6dents m6dico- chirurgicaux, les traitements, toutes les 16sions du tractus digestif sup6rieur avec leurs dimensions

6ventuelles, la symptomatologie clinique, les r6- sultats des examens compl6mentaires comme l'anatomie pathologique ou la radiologie. Le pro- gramme de lecture, un fois compil6 en langage machine, permet de trier le fichier au rythme de 120 endoscopies h la minute.

La r6alisation d'un programme individuel per- formant et accessible h tous l e s membres d'une 6quipe ne portera finalement ses fruits que par une concertation fr6quente entre les utilisateurs qui devront 6changer des id6es quant ~ leurs pro- blames d'interpr6tation et les solutions qu'ils y ont apport6es. C'est h ce prix que l'informatisa- tion gvitera l'6cueil le plus redoutable de son introduction en recherche clinique : la simplifica- tion h outrance, nge des choix successifs de ter- mes de plus en plus g6ngraux, d'ofi d6ception du chercheur toujours friand d'informations nouvel- les... Une machine performante lui fournit alors, certes tr~s rapidement, des informations inutilisa- bles, parce que d'un navrante banalit6.

CONCLUSION

L'utilisation optimale de l'informatique pour la recherche clinique en endoscopie digestive nous parait devoir passer par une phase individuelle d'6criture d'un programme peut-6tre peu perfor- mant ~, ses d6buts mais permettant ~ l'utilisateur d'6tre confronts aux exigences mais aussi aux possibilit6s r6elles de l'ordinateur.

Apr6s cet effort individuel, le but final est un retour h l'universalit6 par une concertation conti- nuelle des utilisateurs pour le choix d'un vocabu- laire ~t la fois pr6cis et pratique qui permettra de ne pas st6riliser les data m6moris6s. Cette d6mar- che vers la perfection partant d'un effort indivi- duel mais s'appuyant sur les 6changes et l'ouver- ture vers autrui font de l'informatique une activit6 essentiellement humaine et sociale oh l'individu aide h l'6panouissement du collectif.

It is commonplace to assert that at the present time, data processing is rapidly invading every form of human activity. The electronic memory allows us to nearer the universal dream : carrying out in a minimum of time and apparently without great effort, research work, and compiling or classification o f a considerable number of data.

But, surprisingly the individual dream leads, us to be interested in data processing.

One practitioner dreams of retrieving in a few seconds the exceptional record, perhaps a first observed case that has to be drawn out of a col- lection of 100 000 observations. Another one wishes to test by computer the association of different diseases or symptoms and thus, perhaps to disco-

ver a new pathology. Another doctor wants to obtain specific statistics about a limited number o f cases : a particularly detailed study would prove a very tempting hypothesis.

The commercial networks are aware of this phenomenor : demonstration programs attract the potential customer with spectacular performances which owe a lot to dreams but do not really cor- respond to the real individual or collective needs in medical clinical research.

We must never forget that computer itself has no original idea, that it has been created by man and that man must remain its master while avoi- ding using it as an instrument of power. But even with the help of a very powerful machine and oJ

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a considerable number of data, random research by the machine of the original syndrome or a new association o f signs or lesions will probably take longer than personal reflection which leads to a working hypothesis which the computer tool can then confirm or invalidate. Moreover, we must re- member that accurate data processing must be useful for the greatest possible number. Collective dreams are rarely coherent and the way in which they are carried out and expressed will always re- flect individual aspirations. We should remember that the most rational sciences ie mathematics or physics can also cause disagreement between experts for philosophical or moral reasons or more simply because of the vocabulary used.

Data processing is therefore a particularly effi- cient tool which should be used with carefully thought out enthusiasm. The individual approach is fruitful but the general usefulness depends on the solidarity o f the greatest number possible, or the careful definition of needs and finally on a language which is acceptable to all the users. Between the temptation to overcentralize which can be an oversimplification and the exagerated individualism, there exists again a happy medium : in this, data processing does not differ from other human achievements.

THE CHOICE OF DATA PROCESSING

To decide to use a computer for research acti- vity is fashionable. But the follow of fashion does not imply progress or happiness. Therefore above all we should carefully define what our aims are : data processing has the miraculous talent o f being fundamentally capable of responding to all needs on the condition that these needs should be perfectly defined. The practitioner must learn to dialogue with the computer and this dialogue be- gins in fact with the salesman or data processer. But in each case these conversations may well end with a feeling o f mutual misunderstanding.

Of course, as the months go by, the hardware becomes more and more rapid and more and more powerful. The programs or software offer a language which is more and more accessible and more and more powerful. In spite of this pro- gress, some research units still refuse to use data processing or worth, choose data processing which is underused because of a wrong definition o f the aims: these destroyed dreams are often secundary to the difficulty of dialogue between the salesman and the potential user. Neither ma- chine nor the data processer are able to define the needs, or to elaborate the original working hypothesis in the place of the research worker.

The size o f the system depend on the needs, which must be carefully defined. Research re- cords need a refresh memory the power of which depends o f course of the number of index cards (amount o f information concerning the patient

and growth of the file along years). A card on the upper digestive endoscopy, may contain dozens to hundred or even thousand pieces of informa- tion. In the same way, the performances that one can ask to the software depend on the volume on information to be processed.

THE CHOICE OF HARDWARE

Overall, we can envisage 3 solutions to use data processing in clinical research : on can opt for a centralization of data on a large machine with an almost unlimited capacity or one can decentralize the data processing by spreading it out to a mul- tiplicity o f individual micro-computers, perhaps portable ones in the hospital. The third solution which appears to be the best to us is a centrali- zed system with a powerful central computer and many micro-computers compatible with the cen- tral computer spread out in the different units.

The choice o f total centralization appears to have many obstacles : i f all the clinical activity of a general hospital is memorized by only one ma- chine, it is very clear that the choices will often be very difficult. Detailed codification of each pathology and especially of its evolution is theo- retically possible if one has a really powerful cen- tral memory. But the input of the document may be redious and that is why big central memory banks are generally based on a rather general vo- cabulary which is obviously rather over simplified.

The consultation of data bank of a general hospi- tal allow us at the present time to retrieve files on a general pathology. Afterwards these files must be studied in a more detailed way.

On the other hand, exagerated individualism with a multiplication of micro-computers all using different languages or syntax is of course the oppo- site trap. The final aim of data processing is that the greatest possible number could have access to the greatest amount of information : an impo- verishing centralization is the opposite of the clo- sed character of exaggerated individualism.

Individual work on micro-computers must be able to be integrated into a more general system. A micro-computer must integrated into a network. The largest manufacturers of hardware, because of the vast range which they present allow the integration o f small units around maxi-machines. The wides- pread of their products and the quality of mainte- nance that they must supply constitute a comple- mentary guarantee.

Finally if one opts for the solution of multiple micro-computers attached to a powerful central network, one must bear in mind not only the technical progress o f data processing and the growth (often exponential) of data that one wishes to store but also and especially the evolution of the way of thinking of the users. Man is made in such a way that he becomes more and more de-

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manding and the speed of access to information on diskettes which was spectacular when we made our first steps in data processing has appea- red very rapidly to be insufficient when we are in the presence o f a hard disk and a more powerful central memory.

THE CHOICE OF SOFTWARE

Once the hardware has been chosen, on a ba- sis o f clearly defined needs and their possible de- velopment, the purchase and maintenance and the possibility o f working individually (without accidentally harming the work of other units), it is necessary to choose or to build a software adapted to the needs of the users. Many types of software generally designed for a given type of computer exist at the present time. Some are very effective and very discriminating and allow us to generate and to use more or less detailed patients'records and at the same time to use the other possibilities of data processing such as word processing, fixing of appointments, scales of charges and bibliographical records etc.

These programs which are very well made can be an excellent basis for a clinical research on a considerable number of patients.

The risk o f acquiring such software, even if it very detailed and very well made is, in a long term, a feeling of frustration: individually these programs may appear too detailed in certain fields and too superficial in others. On the other hand, the personal generation of a clinical re- search filing system takes a lot of time but allows to see more clearly what possibilities the machine can offer and suggest new applications and new needs.

The most important point is probably the voca- bulary used. There again, to computerize is to choose and to choose is to include the possibility o f impoverishing the message. While developing an upper digestive endoscopy filing system on micro-computers in a group of five practitioners carrying out a total of 6 000 endoscopies a year, we already had problems in variations of interpre- tation o f vocabulary. This shows the need for re- gular meetings o f users to reach an agreement on language regarding the interpretation of endosco- pic images, symptoms, X rays and pathological examinations. Over 3 years, our department was progress ively computerized using ~ Apple H plus ~ micro-computers.

The upper digestive endoscopy filing system was first carried out with sequential access and working only diskettes but this was improved to become a random access records with an almost un l imi t ed amoun t o f in formation and no

contraint as to the order of writing. Information was entrusted to a hard disk allowing rapid access.

First of all the reading program was worked out for each piece of research. Now, it works on successive menus which allowed us to sort out the records according to five variables and which not only give us a list of all patients with these five criteria but also the frequency of each crite- rion in the population and the frequency of asso- ciation of all these criteria 2 to 2, 3 to 3, 4 to 4.

An updating program of the cards was also undertaken. The filing program for upper diges- tive endoscopy allowed us to code at the present prices time, not only the traditional administrative data, but also all the medical and surgical ante- cedents, treatments, every lesion of the upper digestive tract with their dimensions, clinical symptoms, the results of complementary examina- tions such as pathological anatomy or X rays. The reading program, once compiled in the ma- chine language allows us to sort through the file at a rythm of 120 endoscopies a minute.

The working out of an effective individual pro- gram accessible to all the members of a team will finally only bear fruit if there is frequent working together between the users to exchange ideas as to their problems o f interpretation and the answers that they would like to bring. This is the cost whereby computerization would avoid the most terrible danger of its introduction in clinical research : oversimplification born out of succes- sive choices o f more and more general terms with a result o f disappointment for the research worker who is always looking for new informa- tion... An efficient machine can give him certainly very rapidly information but this information couM be useless because of a dreadful banality.

CONCLUSION

To make the best use of data processing for clinical research in digestive endoscopy, it seems to us that one must go through an individual phase in writing a program. Even if this program is not very advanced to begin, it allows the user to be confronted with the demands but also the real possibilities of the computer.

After this individual effort, the final aim is to return to a more universal use by continual pro- cess o f users working together to choose a voca- bulary which is specific and practical and which will not sterilize the data memorized. Working to- wards this perfection from an individual effort but relying on mutual exchange and opening towards others will make data processing an essentially human and social activity in which the individual is working for the fulfilment of the group.

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