Outil de planification de traitements en hadronthérapie Jacquemin Yoan, Pellet Bertrand, Marcon Eric, Collela-Fleury Hélène Bonjour, Je m’appelle yoan jacquemin et je débute ma 2ème année de thèse CIFRE encadrée par Eric marcon du laboratoire LASPI et Pascal Pommier pour le compte du centre ETOILE. L’outil dont je vais vous parler a pour but de faciliter la planification des traitements dans un centre d’hadrontéhrapie et a été réalisé en collaboration avec le CERCLH et l’institut Curie

L’Hadronthérapie Unique traitement pour certains types de cancer Localisations difficiles Tumeurs radio-résistantes Technologie similaire à la radiothérapie Coût important Grande complexité Accélérateur de particules unique Trajectoire en deux parties Préparation du traitement Traitement Tout d’abord, une rapide présentation de cette nouvelle technologie. L’hadronthérapie est une technique de traitement des cancers similaire à la radiothérapie. La principale différence provient : (1) de la nature des particules utilisées, des photons en radiothérapie et des ions lourds dans le cas de l’hadron. (2) du processus de production des particules. En effet en radiothérapie conventionnelle, chaque salle de traitement possède son accélérateur, alors qu’en Hadronthérapie la production de particules est faite par un unique accélération (cyclotron) qui est donc une ressource partagée pour les salles. L’intérêt majeur de ce type de traitement tient dans la capacité à traiter des pathologies autrement incurables. En particulier les tumeurs localisées en profondeur et ou à proximité d’organes à risque mais aussi les tumeurs dites radio-résistantes, peu sensibles à la radiothérapie classique. Cependant, comme toute nouvelle technologie, l’hadronthérapie a un coût important de fonctionnement et nécessite une longue préparation des dossiers à cause de son extrême complexité Nous pouvons d’ailleurs séparer les différentes étapes en 2 catégories, la préparation du traitement qui correspond à l’acquisition des images indispensables ainsi qu’au calcul des différents paramètres de traitement, et le traitement en lui même qui consiste en de multiples séances répétées utilisant les ressources matérielles critiques de l’établissement de soin. GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand

Contexte Centre de Protonthérapie d’Orsay En pleine restructuration Unique centre d’hadronthérapie en France Centre de recherche et de traitement En pleine restructuration Augmentation de l’activité et amélioration des technologies Approche Lean dirigé par le CERCLH Amélioration de la planification Standardisation des pratiques et des temps d’activité. Le contexte de notre travail découle de la situation particulière de notre centre partenaire, le centre de protonthérapie d’Orsay ou CPO, sous la direction de l’institut curie. Ce centre est à l’heure actuelle le seul centre d’hadronthérapie en France d’ici la construction du centre étoile à Lyon. Ce centre a une histoire d’activité de recherche et de production en petit volume plus que de production de masse. Cependant , cette année marque le début de leur transformation avec l’acquisition d’un nouveau accélérateur ainsi que la construction d’une nouvelle aile de bâtiment contenant entre autres une salle avec un bras rotatif capable de traiter les patients sur 360° et par conséquence un développement important de leur activité. Pour ceux d’entre vous présents au GDR macs d’Annecy, la présentation faite par lorraine Trilling, vous avait éclairés sur la démarche Lean mise en place par le cerclh et notre travail s’inscrit dans cette démarche de par sa capacité à améliorer la maitrise de la planification mais aussi par la standardisation des pratiques et des délais de chaque étape GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand

Cahier des charges de l’outil Aide à la planification De l’ensemble de la trajectoire Gestion des dossiers des patients Standardisation Des protocoles de traitement Des délais inter et intra-étapes Continuité des outils Utilisation multi-niveaux Pas d’optimisation rétroactive de la planification L’objectif principal de l’outil que nous avons développé est bien sûr la planification de l’activité du CPO. La particularité de cette planification vient de la volonté de planifier aussi bien les séances de traitement que les étapes de préparation. D’où la nécessité de stocker une grande partie des informations du dossier patient. Le second objectif vise à améliorer le niveau de standardisation des pratiques, ce qui a nécessité un travail préliminaire afin de constituer une base de données des différents protocoles de traitement adapté à chaque pathologie. Un travail a aussi été réalisé afin de déterminer les durées de chacune des étapes, elles aussi dépendantes de la pathologie traitée. Et enfin, une certaine continuité dans les outils utilisés est exigée afin de ne pas introduire trop de changements dans les pratiques existantes. Historiquement, une feuille Excel servait de support à la planification manuelle, nous avons donc gardé ce mode de fonctionnement en ajoutant le reste des fonctionnalités grâce à de la programmation de macros complexes. Par conséquent, l’interface ne change quasiment pas pour les utilisateurs de bas niveau, les changements étant surtout visible pour les cadres de santé. L’inconvénient majeur de cette continuité étant l’impossibilité d’utiliser un véritable outil de planification permettant par exemple des optimisations sur critères complexes ou encore des re-optimisations de la charge en cas de panne ou annulation des traitements. GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand

GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand Pour la partie de gestion des dossier, de nombreuses informations sont nécessaires, en effet il faut tout d’abord identifier le patient par son état civil, connaitre ses modalités d’assurance maladie mais surtout connaitre sa pathologie et le protocole de traitement associé qui détermineront sa trajectoire de soin, la ou les salles dans lequel il sera traité, la nécessité de d’une anesthésie et ou d’une simulation du traitement et enfin la complexité de son dossier. Et enfin l’ensemble des acteurs impliqués est enregistré, médecin, centre traitant ou encore dosimétristes, afin de garantir la tracibilité du traitement. L’autre partie d’informations très importantes concerne sa trajectoire en dehors des murs du CPO comme les dates de ses différentes imageries (scanner/irm) ou encore la pose chirurgicale des billes métallique indispensables à ces imageries. De plus, il faut garder la trace des différents reports, et autres interruptions de sa trajectoire de soin ainsi que les raisons de ces aléas GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand

Gestion des dossiers Informations complètes sur le patient Etat civil Protocole de traitement Ressources humaines impliquées Trajectoire datée du patient Mise à jour et replanification Informations partielles Interruptions et délais de la trajectoire Pour la partie de gestion des dossier, de nombreuses informations sont nécessaires, en effet il faut tout d’abord identifier le patient par son état civil, connaitre ses modalités d’assurance maladie mais surtout connaitre sa pathologie et le protocole de traitement associé qui détermineront sa trajectoire de soin, la ou les salles dans lequel il sera traité, la nécessité de d’une anesthésie et ou d’une simulation du traitement et enfin la complexité de son dossier. Et enfin l’ensemble des acteurs impliqués est enregistré, médecin, centre traitant ou encore dosimétristes, afin de garantir la tracibilité du traitement. L’autre partie d’informations très importantes concerne sa trajectoire en dehors des murs du CPO comme les dates de ses différentes imageries (scanner/irm) ou encore la pose chirurgicale des billes métallique indispensables à ces imageries. De plus, il faut garder la trace des différents reports, et autres interruptions de sa trajectoire de soin ainsi que les raisons de ces aléas GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand

GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand Pour la partie de gestion des dossier, de nombreuses informations sont nécessaires, en effet il faut tout d’abord identifier le patient par son état civil, connaitre ses modalités d’assurance maladie mais surtout connaitre sa pathologie et le protocole de traitement associé qui détermineront sa trajectoire de soin, la ou les salles dans lequel il sera traité, la nécessité de d’une anesthésie et ou d’une simulation du traitement et enfin la complexité de son dossier. Et enfin l’ensemble des acteurs impliqués est enregistré, médecin, centre traitant ou encore dosimétristes, afin de garantir la tracibilité du traitement. L’autre partie d’informations très importantes concerne sa trajectoire en dehors des murs du CPO comme les dates de ses différentes imageries (scanner/irm) ou encore la pose chirurgicale des billes métallique indispensables à ces imageries. De plus, il faut garder la trace des différents reports, et autres interruptions de sa trajectoire de soin ainsi que les raisons de ces aléas GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand

Planification Planification au plus tôt de l’étape de traitement Planification en arrière de la préparation du traitement Gestion des contraintes Protocole de traitement Ressources humaines et matérielles Pour l’étape de planification en elle-même, l’algorithme que nous avons mis en place commence par planifier les séances de traitement au plus tôt en prenant en compte les délais imposés par les étapes externes au CPO. En effet les salles de traitement sont les ressources les plus critiques et sur lesquelles peu de latitude au niveau de la charge est autorisé au contraire des autres étapes de soins. Puis l’ensemble des étapes de préparation est planifié en arrière à partir de la date de début possible du traitement Les contraintes prises initialement en compte concernent le protocole de traitement, c’est-à-dire les différentes technologies nécessaires, le nombre de séances de traitement ou encore les salles utilisables. De plus chaque étape interne au CPO possèdent des limites de charge qui sont respectées pour toutes les étapes. La surcharge de ces diverses capacités n’est pas proposée en première passe pour les salles de traitement mais s’il existe des alternatives plus rapides en autorisant la surcharge des étapes de préparation elles sont indiquées. Par contre, il est possible de spécifier manuellement une date de début de traitement en salle sans tenir compte de la charge existante pour les cas urgents par exemple. Des indicateurs de charge permettent de vérifier les conséquences de l’ajout de ce nouveau patient sur l’ensemble des étapes de la trajectoire. GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand

Disponibilité des ressources et adaptabilité Indisponibilités programmées Maintenances et vacances Pannes Partielles ou globales et calcul des conséquences Adaptabilité Liste des intervenants Gestion des capacités de charge Protocoles de traitement Les accélérateurs de particules étant des machines extrêmement complexes et dangereuses, de nombreuses plages de maintenance préventives existent et empêchent parfois le fonctionnement normal du centre, il est donc indispensable de prendre en compte les maintenances souvent importantes (d’une durée de plusieurs jours voire semaines) afin de ne pas planifier de patient dont le traitement ne serait pas terminé avant ces plages de maintenance. De plus, les pannes plus ou moins fréquentes impliquent de re-planifier les séances non-réalisées afin de permettre au traitement correct d’être apporté au patient. Nous avons donc créer des modules permettant de gérer ces 2 types d’indisponibilités et nous avons intégrées le respect de ces contraintes à notre algorithme de planification Et enfin, le secteur étant en perpétuelle évolution, des outils ont été créés afin de gérer la maintenance et la mise à jour des différentes base de données concernant les noms des acteurs impliqués dans la trajectoire, les différentes limites de charge, les délais ou encore les protocoles de traitement GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand

GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand Pour la partie de gestion des dossier, de nombreuses informations sont nécessaires, en effet il faut tout d’abord identifier le patient par son état civil, connaitre ses modalités d’assurance maladie mais surtout connaitre sa pathologie et le protocole de traitement associé qui détermineront sa trajectoire de soin, la ou les salles dans lequel il sera traité, la nécessité de d’une anesthésie et ou d’une simulation du traitement et enfin la complexité de son dossier. Et enfin l’ensemble des acteurs impliqués est enregistré, médecin, centre traitant ou encore dosimétristes, afin de garantir la tracibilité du traitement. L’autre partie d’informations très importantes concerne sa trajectoire en dehors des murs du CPO comme les dates de ses différentes imageries (scanner/irm) ou encore la pose chirurgicale des billes métallique indispensables à ces imageries. De plus, il faut garder la trace des différents reports, et autres interruptions de sa trajectoire de soin ainsi que les raisons de ces aléas GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand

Indicateurs de Performance Analyse de la charge des postes Tableau de bord hebdomadaire Listes de patients Analyse des performances de chaque étape Délais et Durées Etapes externes et internes Annulations et reports des traitements Historique des patients L’automatisation de ces taches nous a aussi permis de proposer des tableaux de bord automatiques permettant la construction de nouveaux indicateurs de performances. Le premier est hebdomadaire est spécifique à chaque poste de travail, il permet de récupérer les indicateurs de charge, la liste des patients en cours de traitement ainsi que les nouveaux arrivants et les spécifications facultatives des protocoles comme l’anesthésie ou les simulations à réaliser. Son format A4 permet aussi un partage facile de l’information avec l’ensemble des acteurs impliqués Le second est mensuel et permet de suivre les durées min moyenne et max de chacune des étapes ainsi que le delai entre chaque étape à partir du calendrier de chacun des patients sur la période considérée Et enfin le dernier permet de suivre les annulations et les différents reports de chaque patient. GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand

GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand Pour la partie de gestion des dossier, de nombreuses informations sont nécessaires, en effet il faut tout d’abord identifier le patient par son état civil, connaitre ses modalités d’assurance maladie mais surtout connaitre sa pathologie et le protocole de traitement associé qui détermineront sa trajectoire de soin, la ou les salles dans lequel il sera traité, la nécessité de d’une anesthésie et ou d’une simulation du traitement et enfin la complexité de son dossier. Et enfin l’ensemble des acteurs impliqués est enregistré, médecin, centre traitant ou encore dosimétristes, afin de garantir la tracibilité du traitement. L’autre partie d’informations très importantes concerne sa trajectoire en dehors des murs du CPO comme les dates de ses différentes imageries (scanner/irm) ou encore la pose chirurgicale des billes métallique indispensables à ces imageries. De plus, il faut garder la trace des différents reports, et autres interruptions de sa trajectoire de soin ainsi que les raisons de ces aléas GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand

GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand Pour la partie de gestion des dossier, de nombreuses informations sont nécessaires, en effet il faut tout d’abord identifier le patient par son état civil, connaitre ses modalités d’assurance maladie mais surtout connaitre sa pathologie et le protocole de traitement associé qui détermineront sa trajectoire de soin, la ou les salles dans lequel il sera traité, la nécessité de d’une anesthésie et ou d’une simulation du traitement et enfin la complexité de son dossier. Et enfin l’ensemble des acteurs impliqués est enregistré, médecin, centre traitant ou encore dosimétristes, afin de garantir la tracibilité du traitement. L’autre partie d’informations très importantes concerne sa trajectoire en dehors des murs du CPO comme les dates de ses différentes imageries (scanner/irm) ou encore la pose chirurgicale des billes métallique indispensables à ces imageries. De plus, il faut garder la trace des différents reports, et autres interruptions de sa trajectoire de soin ainsi que les raisons de ces aléas GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand

Conclusion Outil d’aide à la planification Limites Amélioration de la qualité et de la rapidité de la planification Standardisation de la trajectoire patient Indicateurs de performances Limites Adapté à la taille actuelle Pas d’optimisation rétro-active de la planification En conclusion les améliorations apportés par ce nouvel outil auront des impacts autant sur la qualité que sur la rapidité de la planification, ce qui permettra une discussion plus efficace avec les radiothérapeutes lors des réunions d’acceptation et facilitera la maintenance des plannings. Le processus de développement a aussi permis de standardiser la trajectoire patient, aussi bien au niveau des protocoles de traitement qu’au niveau des délais entre chaque étape. Et enfin il a aussi permis la mise en place d’indicateurs de performance de manière automatiques aussi bien les anciens que les nouveaux. La mise en place de l’outil est en cours au CPO, et devrait permettre de gérer l’augmentation de charge due à la nouvelle salle en simplifiant et accélérant les processus de création et mise à jour des planifications. Le second objectif de l’outil est de permettre le suivi et la maitrise des délais grâce aux nouveaux indicateurs de performance. Le principal obstacle que nous avons rencontrés ont porté sur l’utilisation de l’outil par le personnel, pour la plupart néophytes en informatique… Cependant, cette méthode basée sur excel possède des limites, en particulier d’échelle car elle ne saurait être applicable à des établissement de taille plus conséquent comme c’est le cas de la plupart des services de radiothérapie ou encore du futur centre étoile. De plus l’algorithme proposé est volontairement simpliste et ne permet pas de réactivité aux différents aléas possible en termes d’optimisation de l’utilisation des ressources car le développement nécessaire pour amener excel à ce niveau de fonctionnalité serait beaucoup trop chronophage ! Je vous remercie de votre attention … GISEH Septembre 2010 – Clermont-Ferrand