Mise en place d’un système d’information décisionnel pour la prévention du cancer

Mise en place d’un système d’information décisionnel pour la prévention du cancer

Généralités sur le cancer 

Le cancer figure parmi les causes de mortalité et de morbidité les plus élevées du monde. Un décès sur deux est du au cancer. Cela s’explique par le nombre important de sous-maladies qu’il cache. Selon la fondation contre le cancer de Belgique le nombre de types de cancer aurait avoisiné les centaines. Cela s’explique par un ensemble de facteurs lié souvent à notre comportement. Dans cette partie, nous allons nous limiter qu’à certains types de cancers et les facteurs de risque les plus fréquents avant de présenter certaines structures de luttes contre le cancer. 

 Concepts 

 Cancer

 Le cancer est une famille de maladies caractérisées par une prolifération anormale de cellule dans un tissu. ”Comme tous les etres vivant notre organisme est constitué de cellules. Les cellules identiques sont regroupées en tissu qui à leur tour peuvent constituer des organes”. Un cancer, c’est quand un ensemble de cellules se met à se diviser de facon incontrolée. On se retrouve avec un ensemble de cellules dégénérées qu’on appelle une tumeur [4]. Cependant, toutes les tumeurs ne sont pas problématiques certaines sont bénignes. Mais quand une tumeur devient envieillissant (maligne) c’est là qu’on parle de cancer. Comment on passe par exemple du tabac de facon à ce que des cellules se mettent à se diviser de facon incontrolée ? 

 Incidence 

 L’incidence d’une maladie, en épidémiologie, est une mesure dénombrant le nombre de nouveaux cas sur une période donnée . Le rapport entre le nombre de nouveaux cas pour une population donnée sur la taille de cette population pour une période d’observation est appelé le taux d’incidence ; puisque ce taux est une proportion, ce qui permet de quantifier le taux par rapport à une classe d’individus. L’incidence et la prévalence sont les deux indicateurs les plus utilisés en épidémiologie pour évaluer la fréquence et la vitesse d’apparition d’une maladie. 

 Prévalence 

 La prévalence d’une maladie, en épidémiologie, est la proportion d’une population atteinte d’une maladie ou d’une affection particulière à un moment donné ou sur une période donnée . Cette proportion est calculée, en faisant le rapport entre le nombre de cas de maladies existantes sur la population totale. Par exemple, la prévalence du cancer chez les individus agés de 18 à 30 ans est égale au nombre d’individus agés de 18 à 30 ans atteints du cancer divisé par le nombre total d’individus de cette classe d’age. Elle est souvent exprimée en pourcentage.

 Tumeur

 Une tumeur est un ensemble de cellules anormales. Elle peut prendre naissance dans n’importe quelle partie du corps. Il existe deux types de tumeurs les tumeurs cancéreuses (malignes) et les tumeurs non cancéreuses (bénignes). Une tumeur est cancéreuse quand elle envahit les tissus 15 voisins. Une tumeur non-cancéreuse est une tumeur qui reste à un seul endroit et ne se propage pas dans d’autres parties du corps. 

 Les types de cancer et les facteurs de risque 

Le terme cancer cache plusieurs maladies différentes caractérisées par des types et des facteurs de risque différents. Ces types de cancers peuvent différer d’un facteur à l’autre. Par exemple, prenons le cancer du poumon dont le principal facteur de risque est le tabac celui-ci est du cancer du foie dont la principale cause est l’alcool. Dans cette partie, nous détaillerons cinq types de cancers et leurs facteurs de risque principaux. 

 Les types de cancer 

— Le cancer du poumon Un cancer du poumon, cancer bronchique ou cancer broncho-pulmonaire est une maladie qui prend naissance dans les cellules du poumon. Il se développe à partir d’une cellule normale qui se transforme et se multiplie de facon anormale, jusqu’à former une tumeur maligne. Il existe deux principaux types de cancers du poumon : les cancers bronchiques non à petites cellules (CBNPC) qui représentent 85% des cancers du poumon ; les cancers bronchiques à petites cellules (CBPC), qui représentent 15% des cancers du poumon. Le cancer du poumon non à petites cellules prend naissance dans les cellules situées dans la partie externe du poumon. A la différence du cancer du poumon à petites cellules qui prend naissance dans des cellules situées au centre du poumon. Parmi les types de cancer qui existent, certains peuvent se propager dans les poumons, mais il s’agit d’une maladie différente du cancer du poumon [6]. — Le cancer du sein Le cancer du sein est une maladie qui prend naissance dans les cellules du sein. Le cancer du sein apparait le plus souvent dans les cellules qui tapissent les canaux. Il existe plusieurs types de cancer du sein dont : le carcinome canalaire et le carcinome lobulaire. Le carcinome canalaire ou carcinome in situ et le carcinome lobulaire représentent 25% [6] du total des cancers dans le monde. Ainsi plusieurs moyens de traitements peuvent etre utilisé pour traiter le cancer du sein dont : la chirurgie, la radiothérapie, la chimiothérapie etc. — Le cancer de la prostate Ce type de maladie se développe à partir des cellules de la prostate normales. Cette maladie est plus fréquente chez les hommes et se manifeste le plus souvent à l’age de 60 ans [6]. Toutefois, l’apparition de symptomes implique souvent des envis fréquents d’uriner, surtout durant la nuit. Une étude sur le cancer de la prostate en France a montré que cette maladie est la troisième cause de décès chez les hommes et que 44% des cancers de la prostate sont diagnostiqués après soixante-quinze (75) ans [2]. — Le cancer du foie Le cancer du foie est une tumeur qui se développe dans les cellules du foie. Quand le cancer apparait pour la première fois dans les cellules du foie, il est appelé cancer primitif du foie. Il arrive qu’un autre type de cancer se propage dans les cellules du foie et construit une tumeur maligne. Ce type de cancer n’est pas un cancer du foie. Si aujourd’hui, il existe deux types de cancer du foie, il faut cependant noter que les éléments qui peuvent favoriser cette maladie peuvent etre de nature différentes. Par ailleurs, certains facteurs sont liés à l’environnement, d’autres aux habitudes (consommation d’alcool, tabagisme) ou peuvent etre héréditaires [6]. — Le cancer du colorectal 16 Le colorectal est constitué du colon et du rectum. Ce type de cancer est une tumeur maligne qui se développe dans les cellules du colon ou du rectum. Il est un regroupement des cancers du colon et du rectum puisque ses deux organes sont faits de memes tissus. Le cancer du colon prend naissance dans les cellules qui tapissent le colon. Le cancer du colorectal apparait le plus souvent dans les cellules tapissent la paroi du colon et du rectum. Aussi, il existe d’autres types de cancers très rares du colorectal dont le carcinome à petites cellules et le carcinome épidermoide.

Les facteurs de risque 

Les facteurs de risque liés à cette maladie peuvent différer d’un type de cancer à l’autre. Cependant, ils sont souvent à l’origine des causes de différents types de cancer. Certains sont spécifiques à une maladie par contre d’autres peuvent faire l’objet de plusieurs maladies. Dans cette partie, nous présenterons les facteurs de risque principaux par rapport à la liste des cancers cités plus haut. — Le tabac Le tabac est cancérogène. Un cancérogène ou cancérigène est un facteur provoquant l’apparition du cancer. Selon l’Institut National du Cancer de la France huit sur dix des cancers du poumon est du au tabac. Le tabagisme est la première cause de cancer du poumon, mais peut aussi constituer un facteur de risque par rapport au cancer de la vessie [16]. Aussi une étude faite au Sénégal à l’hopital principal de Dakar entre 2002 et 2007 des caractéristiques thérapeutiques a donné 72 cas dont 88% s’agissent des personnes fumeurs [25]. Ces différentes études ont démontré que le tabac joue un important du risque de cancer. — L’amiante L’exposition de certains minéraux fibreux peut etre à l’origine du cancer du poumon. L’exposition est plus élevée chez les personnes qui l’utilisent pour l’industrie manufacturière [6]. Une étude de mortalité sur 1074 hommes retraités travaillant dans une entreprise d’amiante a montré que 88% de ses décès sont dus à ce produit. — La pollution de l’air L’air est souvent constitué de particules respirables que nous respirons et qui peuvent endommager notre rythme respiratoire et provoque le cancer du poumon. A noter que cette pollution atmosphérique est due au changement climatique. L’exposition de cet air extérieur pollué est classée comme cancéreuse par le CIRC. — L’alcool Le centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a conclu que la consommation d’alcool est liée au cancer. L’alcool est un cancérigène avéré. Il augmente le risque de développer certains types de cancer dont les cancers du colorectal et du sein. Pour montrer le lien entre le cancer et la consommation d’alcool, un rapport a été publié en 1992 qui étudie la relation entre le cancer du sein et la consommation excessive d’alcool. L’étude a été faite sur 41 837 femmes agées de 55 à 69 ans sur un questionnaire et résultats ont donné 493 cas de cancer du sein.

 Le cancer dans les pays en voies de développement

 Les maladies non-transmissibles plus précisément les cancers occupent une place importante en termes de prévalence. Cependant, les pays à faibles revenus sont les plus touchés pour ce fléau mondial. Ceci s’explique par la pauvreté et le manque de moyens financiers pour accéder à des soins sanitaires, mais aussi à l’alimentation et la consommation de certains produits dont le risque de développer de cancer est élevé (tabac, alcool, etc.).

 Vue d’ensemble sur les statistiques du cancer 

Un décès sur deux est du au cancer, ce qui en fait la deuxième cause de décès dans le monde après les maladies cardio-vasculaires. Une étude par type de cancer montre que le cancer du sein est la forme la plus répandue suivi du cancer du colon et du rectum et celui de la prostate. Dans l’ensemble, nous constatons que la prévalence est plus élevée dans les pays développés et ceci est lié à leur mode de vie dont le tabagisme, la consommation excessive d’alcool, l’obésité et l’alimentation .

 Dans le monde

 Une étude sur le cancer montre que le cancer du sein est le plus répandu avec une prévalence de 8 millions de cas en 2016 suivi du cancer du colon et du rectum avec 6,7 millions de cas vient ensuite le cancer de la prostate avec 5,7 cas et plus de 2,8 millions de personnes atteintes du cancer de la tracé, des bronches et du poumon [27]. Le nombre de cas qui était estimé 19 millions en 1990 de toutes les formes de cancer a considérablement doublé et est passé de 42 millions en 2016 puis de 18,1 millions de cas en 2018 [17]. Par ailleurs, on constate que la majorité des cas de cancers surviennent chez les personnes agées de cinquante ans ou plus [27]. Toutefois le nombre de décès liés à cette maladie ne sèche d’augmenter. Par exemple en 2018 le nombre de décès est passé de 9,6 millions [5]. Environ 70% de ses décès surviennent dans les pays à revenus faibles ceci s’explique par le manque de services de pathologie destiné au public. Ceci est lié à certains facteurs de risques environnementaux (pollution de l’air urbain, les rayonnements ionisants ou ultraviolets) et nos habitudes ( le tabac, l’alcool, une faible consommation de fruits et de légumes, le manque d’activités physique). Avec une augmentation de 5,7 millions [27] à 9,6 depuis 1990 du nombre de décès, le taux de mortalité du cancer est en hausse [5]. Il convient donc, dans l’urgence réduire ce fardeau mondial, par la réduction des facteurs de risque cité 

 En Afrique 

S’il y a une maladie qui constitue le plus souvent un taux de mortalité élevé en Afrique après les maladies cardio-vasculaires, c’est bien le cancer. L’Afrique concentre 7,3% de décès contre 5,8% de cas d’incidences lié à cette maladie [17]. Ceci s’explique par une part de fréquence plus élevée de certains types de cancer, le manque de moyens, un taux de mortalité élevé et d’un accès limité aux services de diagnostiques et aux traitements de cancer. 

 Au Sénégal 

Au Sénégal, le cancer est un tueur massif et discret. En 2014, 4 800 décès dus au cancer ont été enregistré dont 2 000 chez les hommes et 2 800 chez les femmes [18]. Depuis cette année, le nombre de cas ne sèche d’augmenter, ainsi, en 2018, on enregistre 3 817 nouveaux cas chez les hommes pour tous les catégories d’ˆage confondu et 6 732 chez les femmes et un nombre de décès est estimé à 7 571 [20]. Les facteurs susceptibles de provoquer un cancer au Sénégal sont le tabagisme, l’alcool, l’obésité et l’activité physique insuffisante. Le tableau suivant, donné par l’IARC montre en détail les données décrites plus haut. 18 Figure 1.1 – Les statistiques du cancer au Sénégal 

 Les structures de lutte contre le cancer

 Le centre international de recherche sur le cancer (CIRC) 

”Le centre international de recherche sur le cancer, International Agency for Research on Cancer (IARC) (en anglais) a été créé en 1965 par l’Organisation mondiale de la santé (OMS), est une agence intergouvernementale de recherche sur le cancer”. Son siège se trouve à Lyon (France). Son objectif est d’appuyer les recherches internationales sur le cancer. IARC est pratiquement orienté vers l’épidémiologie du cancer. Les recherches du centre sont orientées sur le mode de vie, de l’influence de l’environnement et du statut social. CIRC a pour but de conduire les recherches dans les pays à faibles revenus et moyennes par la collaborations avec les chercheurs de ces régions. D’une part, le centre mène un programme de recherche sur l’épidémie du cancer, identifie les causes et permet d’adopter des mesures préventives afin de limiter les risques de cancer. D’autre part, il met des centres d’éducation et de formation dans le monde entier de recherches sur le cancer. Le centre concentre son étude sur : [3] — Les établissements de recherche sur le cancer. — Le recueil de données hospitalières du cancer. — De trouver le lien entre le cancer de l’estomac et les aliments d’une production locale. — La recherche et la découverte des types de cancer. 

 Ligue Sénégalaise 

Contre le Cancer (LISCA) LISCA est un organisme de lutte contre le cancer basé au Sénégal et son siège en trouve Sicap Sacré Coeur. Créé en 1985, il a fallu attendre jusqu’en 2009 pour voir une vraie implication de l’organisme pour lutter contre le cancer au Sénégal. Cette lutte consiste à inciter les gens par des campagnes de sensibilisation pour des dépistages précoces. Parmi leurs activités, chaque année, durant le mois d’octobre, la Ligue Sénégalaise Contre le Cancer organise des éditions ”Octobre Rose” qui consiste à offrir des dépistages aux femmes par une réduction des prix de traitements. Aussi, LISCA organise une journée de lutte contre le cancer durant chaque année.

Institut Joliot Curie de Dakar 

L’institut Joliot Curie de l’hopital Aristide Le Dantec, créé en 1964, est un centre anticancéreux. Chaque année, le centre recoit plus de 3 000 patients atteints des différents formes de cancer. En plus des différents soins notamment une opération chirurgicale, la chimiothérapie, la radiothérapie, le centre se concentre aussi sur la prévention primaire. Ce qui constitue un moyen de changer les comportements des individus afin de pouvoir éviter l’apparition du cancer. Il s’agit de lutter contre les cancérogènes comme le tabac, une alimentation malsaine, l’inactivité physique. 

Table des matières

Introduction
1 Présentation détaillée du sujet
1.1 Introduction
1.2 Motivations
1.2.1 Contexte
1.2.2 Problématique
1.2.3 Objectifs
1.3 Généralités sur le cancer
1.3.1 Concepts
1.3.1.1 Cancer
1.3.1.2 Incidence
1.3.1.3 Prévalence
1.3.1.4 Tumeur
1.3.2 Les types de cancer et les facteurs de risque
1.3.2.1 Les types de cancer
1.3.2.2 Les facteurs de risque
1.3.3 Le cancer dans les pays en voies de développement
1.3.4 Vue d’ensemble sur les statistiques du cancer
1.3.4.1 Dans le monde
1.3.4.2 En Afrique
1.3.4.3 Au Sénégal
1.3.5 Les structures de lutte contre le cancer
1.3.5.1 Le centre international de recherche sur le cancer (CIRC)
1.3.5.2 Ligue Sénégalaise Contre le Cancer (LISCA)
1.3.5.3 Institut Joliot Curie de Dakar
1.4 Généralités sur la BI
1.4.1 La modélisation décisionnelle
1.4.1.1 Description des concepts
1.4.1.2 Description des modèles
1.4.1.3 Etude comparative des modèles
1.4.2 Représentation multidimensionnelle
1.5 Généralités sur le datamining
1.5.1 Présentation
1.5.2 Les étapes d’un problème de datamining
1.5.3 Les méthodes du datamining
1.5.3.1 Les méthodes supervisées
1.5.3.2 Méthodes non-supervisées
1.5.3.3 Comparaison des deux méthodes
1.5.4 Présentation de quelques algorithmes prédictifs
1.5.4.1 La méthode naive bayes
1.5.4.2 Les réseaux de neurone
1.5.4.3 Les arbres de décision
1.5.4.4 La méthode Apriori
1.5.4.5 La méthode des k-moyennes
1.6 Conclusion
2 Etat de l’art sur les outils informatiques de prévention du cancer
2.1 Introduction
2.2 Business intelligence et cancer
2.2.1 Qu’est-ce qu’un registre de cancer ?
2.2.2 Présentation des données cliniques du cancer
2.2.3 Utilisation des données cliniques pour la prédiction de risque
2.2.4 Présentation de quelques solutions et leurs limites .
2.2.4.1 YourDeseaseRisk
2.2.4.2 QCancer
2.2.4.3 Lung screening decision tool
2.3 Conclusion
3 Proposition d’une solution décisionnelle
3.1 Introduction
3.2 Méthodologie
3.3 Notre architecture décisionnelle
3.4 Modélisation du système d’information décisionnelle
3.5 Les outils du datamining utilisés pour le modèle
3.6 Analyse des données du cancer
3.7 Prévention du cancer
3.8 Présentation de notre modèle
3.9 Description de l’algorithme de calcul des probabilités
3.10 Conclusion
4 Implémentation
4.1 Introduction
4.2 Présentation du jeu de données
4.3 Identification des tables de faits et de dimensions
4.3.1 Liste des tables de dimensions
4.3.1.1 Dimension TypeCancer
4.3.1.2 Dimension Localisation
4.3.1.3 Dimension AnneeIncidence
4.3.1.4 Dimension Traitement
4.3.1.5 Dimension Patient
4.3.1.6 Dimension Tumeur
4.3.1.7 Dimension DeathYear
4.3.1.8 Dimension PatientDecede
4.3.2 Table de faits
4.4 ETL
4.4.1 Chargement des données dans la zone tampon
4.4.2 Datawarehouse
4.4.2.1 Alimentation des tables de dimensions
4.4.2.2 Alimentation de la table de faits
4.5 Datawarehouse obtenu
4.6 Application pour la prévention de cancer
4.6.1 L’architecture de l’application
4.6.2 Présentation des différentes technologies (JEE)
4.6.2.1 Spring MVC
4.6.2.2 JSP .
4.6.2.3 JSTL
4.6.3 Apache Tomcat
4.6.4 Configuration des controleurs dans spring MVC
4.6.5 Le calcul des probabilités
4.7 Présentation de la bibliothèque d’apprentissage automatique (Weka)
4.8 Outil de reporting
4.9 Conclusion .
5 Présentation des résultats
5.1 Introduction
5.2 Présentation de l’application
5.2.1 Zone de saisie
5.2.2 Exemple de saisie
5.2.3 Résultats obtenus
5.3 Analyses décisionnelles
5.3.1 Evolution du cancer au cours des années
5.3.2 Evolution des décès dus au cancer
5.3.3 Suivant les traitements sur la survie
5.3.3.1 Traitement par chimiothérapie
5.3.3.2 Traitement par radiothérapie
5.3.3.3 Traitement par opération chirurgicale
5.3.4 Suivant la classe d’ˆage
5.3.5 Impact du tabac par type de cancer
5.3.6 Impact du tabac chez les fumeurs et les anciens fumeurs
5.3.7 Les non-fumeurs
5.4 Conclusion
Conclusion et perspectives
Bibliographie

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