Le phénomène de massification des données de santé constitue une opportunité de répondre aux questions des vigilances et de qualité des soins. Dans les travaux effectués au cours de cette thèse, nous présenterons des approches permettant d’exploiter la richesse et le volume des données intra hospitalières pour des cas d’usage de pharmacovigilance et de surveillance de bon usage du médicament. Cette approche reposera sur la modélisation de trajectoires de soins intra hospitalières adaptées aux besoins spécifiques de la pharmacovigilance. Il s’agira, à partir des données d’un entrepôt hospitalier de caractériser les événements d’intérêt et d’identifier un lien entre l’administration de ces produits de santé et l’apparition des effets indésirables, ou encore de rechercher les cas de mésusage du médicament. L’hypothèse posée dans cette thèse est qu’une approche visuelle interactive serait adaptée pour l’exploitation de ces données biomédicales hétérogènes et multi-domaines dans le champ de la pharmacovigilance. Nous avons développé deux prototypes permettant la visualisation et l’analyse des trajectoires de soins. Le premier prototype est un outil de visualisation du dossier patient sous forme de frise chronologique. La deuxième application est un outil de visualisation et fouille d’une cohorte de séquences d’événements. Ce dernier outil repose sur la mise en œuvre d’algorithme d’analyse de séquences (Smith-Waterman, Apriori, GSP) pour la recherche de similarité ou de motifs d’événements récurrents. Ces interfaces homme-machine ont fait l’objet d’études d’utilisabilité sur des cas d’usage tirées de la pratique réelle qui ont prouvé leur potentiel pour un usage en routine. / The massification of health data is an opportunity to answer questions about vigilance and quality of care. The emergence of big data in health is an opportunity to answer questions about vigilance and quality of care. In this thesis work, we will present approaches to exploit the diversity and volume of intra-hospital data for pharmacovigilance use and monitoring the proper use of drugs. This approach will be based on the modelling of intra-hospital care trajectories adapted to the specific needs of pharmacovigilance. Using data from a hospital warehouse, it will be necessary to characterize events of interest and identify a link between the administration of these health products and the occurrence of adverse reactions, or to look for cases of misuse of the drug. The hypothesis put forward in this thesis is that an interactive visual approach would be suitable for the exploitation of these heterogeneous and multi-domain biomedical data in the field of pharmacovigilance. We have developed two prototypes allowing the visualization and analysis of care trajectories. The first prototype is a tool for visualizing the patient file in the form of a timeline. The second application is a tool for visualizing and searching a cohort of event sequences The latter tool is based on the implementation of sequence analysis algorithms (Smith-Waterman, Apriori, GSP) for the search for similarity or patterns of recurring events. These human-machine interfaces have been the subject of usability studies on use cases from actual practice that have proven their potential for routine use.

Pour la recherche en santé publique, réutiliser les bases médicoadministratives est pertinent et ouvre de nouvelles perspectives. En pharmacoépidémiologie, ces données permettent d’étudier à grande échelle l’état de santé, les maladies ainsi que la consommation et le recours aux soins d’une population. Le traitement de ces données est cependant limité par des complexités inhérentes à la nature comptable des données. Cette thèse porte sur l’utilisation conjointe de bases de données médicoadministratives et de connaissances biomédicales pour l’étude des trajectoires de soin. Cela recouvre à la fois (1) l’exploration et l’identification des trajectoires de soins pertinentes dans des flux volumineux au moyen de requêtes et (2) l’analyse des trajectoires retenues. Les technologies du Web Sémantique et les ontologies du Web des données ont permis d’explorer efficacement les données médicoadministratives, en identifiant dans des trajectoires de soins des interactions, ou encore des contre-indications. Nous avons également développé le package R queryMed afin de rendre plus accessible les ontologies médicales aux chercheurs en santé publique. Après avoir permis d’identifier les trajectoires intéressantes, les connaissances relatives aux nomenclatures médicales de ces bases de données ont permis d’enrichir des méthodes d’analyse de trajectoires de soins pour mieux prendre en compte leurs complexités. Cela s’est notamment traduit par l’intégration de similarités sémantiques entre concepts médicaux. Les technologies du Web Sémantique ont également été utilisées pour explorer les résultats obtenus. / Reusing healthcare administrative databases for public health research is relevant and opens new perspectives. In pharmacoepidemiology, it allows to study large scale diseases as well as care consumption for a population. Nevertheless, reusing these information systems that were initially designed for accounting purposes and whose interoperability is limited raises new challenges in terms of representation, integration, exploration and analysis. This thesis deals with the joint use of healthcare administrative databases and biomedical knowledge for the study of patient care trajectories. This includes both (1) exploration and identification through queries of relevant care pathways in voluminous flows, and (2) analysis of retained trajectories. Semantic Web technologies and biomedical ontologies from the Linked Data allowed to identify care trajectories containing a drug interaction or a potential contraindication between a prescribed drug and the patient’s state of health. In addition, we have developed the R queryMed package to enable public health researchers to carry out such studies by overcoming the difficulties of using Semantic Web technologies and ontologies. After identifying potentially interesting trajectories, knowledge from biomedical nomenclatures and ontologies has also enriched existing methods of analysing care trajectories to better take into account the complexity of data. This resulted notably in the integration of semantic similarities between medical concepts. Semantic Web technologies have also been used to explore obtained results.

Pour les patients souffrants d’une maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC), il existe de nombreuses façons de cheminer dans le système de santé québécois. Toutefois, ces trajectoires de soins (TS) ne sont pas bien décrites dans la littérature et leur impact sur la mortalité demeure inconnu. Les objectifs du projet sont d’identifier et de caractériser les TS des patients MPOC, puis d’en évaluer l’association avec la mortalité. Pour ce faire, nous avons créé une cohorte rétrospective de 3352 Québécois, atteints d’une MPOC, ayant répondu à l’Enquête sur la santé des collectivités canadiennes (ESCC) entre 2007 et 2013. Trois banques de données administratives du Québec (RAMQ, MED-ÉCHO et RED/D) ont été jumelées aux données de l’ESCC pour mesurer les TS sur 2 ans, et ce, à l’aide de l’analyse de séquences. Les caractéristiques des patients ont été comparées entre les TS grâce au test du khi-2 et au V-test. Nous avons réalisé des modèles de Cox, bruts et ajustés pour les facteurs confondants, dans le but d’évaluer l’association entre les TS et la mortalité sur un maximum de 5 ans. Suite à l’analyse de séquences, 6 TS ont été identifiées : 1) faible utilisation des services de santé: toutes causes (44,7%); 2) utilisation moyenne des services de santé: toutes causes (27,7%); 3) grande utilisation des services de santé surtout chez l’omnipraticien: causes respiratoires (4,4%); 4) grande utilisation des services de santé surtout chez l’omnipraticien: autres causes que respiratoires (6,5%); 5) grande utilisation des services de santé surtout chez le spécialiste: autres causes que respiratoires (6,3%); 6) grande utilisation des services de santé surtout en soins aigus: toutes causes (10,4%). Les caractéristiques qui ont permis de distinguer l’appartenance des patients à une TS sont l’âge, le statut tabagique et matrimonial, le niveau d’éducation, l’indice de comorbidité et la santé perçue. Les patients des TS 2, 4 et 6 étaient significativement plus à risque de décès que les patients de la TS 1. Ainsi, une meilleure compréhension des TS et de leur association avec la mortalité pourrait aider les décideurs et les cliniciens à mieux identifier les patients à risque et allouer judicieusement les services et les ressources afin d’optimiser la gestion de la MPOC. / Patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) navigate in the healthcare system in different ways. However, those trajectories of care (ToCs) are not well described and their impact on mortality is unknown. Therefore, our research project’s objectives were to identify and characterize the ToCs of COPD patients and to evaluate the association between those ToCs and mortality. To do so, we conducted a retrospective cohort study with 3352 COPD patients living in Quebec, who answered the Canadian Community Health Survey between 2007 and 2013. Three Quebec health administrative databases (RAMQ, MED-ÉCHO and RED/D) were linked to the survey data to measure ToCs over a 2-year period, using sequence analysis. Patients’ characteristics were compared between ToCs with chi-square and V tests. At last, we evaluated the association between ToCs and death over a maximum of 5 years, using Cox models adjusted for potential confounders. Following sequence analysis, 6 ToCs were identified: 1) low use of healthcare services: all causes (44.7%); 2) medium use of healthcare services: all causes (27.7%); 3) high use of healthcare services mainly with general practitioners (GPs): respiratory causes (4.4%); 4) high use of healthcare services mainly with GPs: other causes than respiratory (6.5%); 5) high use of healthcare services mainly with specialists: other causes than respiratory (6.3%) and 6) high use of healthcare services mainly in acute care: all causes (10.4%). Patients’ characteristics that best-described the trajectories’ membership were age, smoking status, marital status, level of education, comorbidity index and, patients’ perceived health. Patients belonging to trajectories 2, 4 and 6 were significantly more at risk of death than patients belonging to the first trajectory. Thus, a better understanding of the ToCs in Quebec and their association with mortality could help policymakers and clinicians for the allocation of care and health resources, thereby promoting least fatal ToCs.

Introduction. L’ostéoporose est une maladie chronique silencieuse jusqu’à la survenue de fractures de fragilisation, qui sont des prédicteurs importants de récurrence de fractures. La prise en charge des fractures de fragilisation au moyen de traitements de prévention secondaire des fractures est sous-optimale dans la population. Dans le but de pallier à cet écart dans les soins, de multiples initiatives de prévention secondaire des fractures ont été étudiées. Ces services ont souvent un niveau d’intervention de faible intensité et/ou un accès à des soins à court terme. Objectifs. Cette thèse comprend quatre volets liés à l’implantation d’un Service de Liaison pour Fractures (FLS) de haute intensité d’intervention ayant un suivi systématique à long terme. Le premier objectif vise à rapporter la performance de l’intervention au moyen d’indicateurs clés. Le second objectif consiste à mesurer l’usage des traitements pour l’ostéoporose dans le FLS. Le troisième objectif est d’identifier les trajectoires de soins par la présence aux visites de suivi systématique dans le FLS. L’objectif final consiste à évaluer le rapport coût-utilité en utilisant des groupes de trajectoires de soins en comparaison à la pratique clinique usuelle. Méthodologie. Un FLS appelé le programme Lucky BoneTM a été approuvé avec un devis d’étude de cohorte prospective et implanté dans deux cliniques externes d’orthopédie en milieu hospitalier. L’intervention était multifacette ; 1) identifier les femmes et les hommes de 40 ans et plus avec une fracture ostéoporotique, 2) investiguer pour la fragilité osseuse, 3) initier un traitement préventif, et 4) intégrer les sujets à un suivi systématique de deux ans. Des données cliniques et administratives ont été collectées pour mesurer l’impact du programme. Le premier volet de cette thèse rapporte la performance du FLS. Un devis de cohorte permettait de mesurer les indicateurs clés de performance (ICPs) ; les taux d’investigation pour la densité minérale osseuse (DMO), d’initiation de traitement, de participation au suivi, et le taux d’incidence de fractures subséquentes. Les changements des valeurs sériques de biomarqueurs osseux et des scores de questionnaires sur la qualité de vie/capacité fonctionnelle/douleur étaient également mesurés au moyen de modèles à effets mixtes. Le second volet de cette thèse mesure les taux de persistance et les niveaux d’adhésion (proportion de jours couverts (PDC) > 80% = bonne adhésion) au traitement sur un et deux ans de suivi. Le troisième volet de cette thèse consiste à identifier les groupes de trajectoires de soins basées sur les fréquences des visites de suivi systématique au moyen de modélisation pour les trajectoires par group-based. Le dernier volet vise à mesurer l’impact économique de ces ii groupes de trajectoires de soins par rapport à un groupe simulé de pratique clinique usuelle, qui était modélisé au moyen d’une analyse coût-utilité et des modèles analytiques de Markov. Résultats. Des 532 participants, 85.7% étaient des femmes et l’âge moyen était de 63±11 ans. Premier volet : Les résultats de la mesure des ICPs étaient les suivants : taux d’investigation de la DMO de près de 86%, taux d’initiation de traitement de > 86%, présence à au moins une visite de suivi pour 83.6% des sujets (22.2% de présence à toutes les visites) sur deux ans, et un taux d’incidence de fractures subséquentes de 2.6 par 100 personnes-années. Les biomarqueurs osseux ont grandement diminué en seulement six mois, suggérant une inhibition de la résorption osseuse par le traitement. Une amélioration significative de la capacité fonctionnelle a été observée dans le temps (14%-64%). Second volet : Les taux de persistance au traitement sur un et deux ans étaient de 66.4% et 55.6%, respectivement. Les proportions de patients avec un PDC > 0.8 sur un et deux ans étaient de 64.2% et 62.5%, respectivement. Troisième volet : Trois groupes de trajectoires de soins ont été prédits et interprétés comme une utilisation élevée (UE, 48.4%), une utilisation intermédiaire (UI, 28.1%) et une utilisation faible (UF, 23.5%). Quatrième volet : Les ratios coût-utilités incrémentaux des groupes UE, UI et UF par rapport à la pratique clinique usuelle étaient de 3,600$, 22,000$ et 74,000$ par année de vie pondérée par la qualité gagnée, respectivement. Conclusions. Un FLS ayant une haute intensité d’intervention et un suivi systématique des patients avec une fracture de fragilisation a entrainé des taux d’investigation et de traitement élevés, un faible taux de récurrence de fractures, mais une participation au suivi qui pourrait être améliorée sur deux ans. Plus de la moitié des participants étaient toujours traités et avaient un usage optimal de ces traitements après deux ans. Près de la moitié des sujets appartenaient à un groupe de trajectoire de soins élevée, ce comportement s’avérant coût-efficace. La principale limite de ce programme de recherche est le manque d’un groupe de contrôle. Un essai pragmatique randomisé contrôlé est à envisager pour supporter ces résultats. Les pistes de recherches futures incluent l’investigation des comportements reliés à l’utilisation des soins chez les patients à haut risque de refracture, et ce, au moyen d’issues qualitatives centrées sur le patient. / Introduction. Osteoporosis is an asymptomatic chronic disease until the development of osteoporosis-related fractures. Furthermore, the occurrence of a previous fragility fracture strongly increases the risk of subsequent fractures. Given the current suboptimal management of fragility fractures in usual clinical practice, several secondary fracture prevention strategies have been studied. However, continuous access to care is typically not central to these interventions as they mostly involve only one visit to a specialized healthcare professional. Objectives. This thesis had four main objectives derived from research questions focusing on the implementation of a high-intensity Fracture Liaison Service (FLS) with a systematic follow-up of two years. The first objective was to measure the performance of the intervention using key indicators. The second objective was to report on the utilization patterns of osteoporosis drugs. The third objective was to identify trajectories of compliance to follow-up care. The last objective was to evaluate the economic impact of trajectory groups of compliance to follow-up care with respect to usual care. Methodology. An FLS intervention called the Lucky BoneTM Program was approved as a prospective cohort study and implemented in two hospital-based outpatient orthopedic clinics. The intervention encompassed four components: 1) the identification of fragility fractures in women and men aged 40 years or older, 2) the investigation for bone fragility, 3) the initiation of treatment, 4) the integration of patients to a two-year systematic follow-up. Both clinical and administrative data were collected prospectively and retrospectively to measure the impact of the intervention. The first component of this thesis reported on the performance of the FLS. A cohort study design allowed for the measuring of key performance indicators (KPIs) such as the rates of bone mineral density (BMD) investigation, treatment initiation, and follow-up participation over two years, as well as the incidence rate of subsequent fragility fractures. A secondary outcome was to longitudinally measure the change in bone biomarker levels and questionnaire scores using mixed-effect models. The second component of this work aimed to measure patterns of osteoporosis drug use with a cohort study design by reporting 1 and 2-year persistence rates and compliance levels (compliance being defined as a proportion of days covered (PDC) > 0.8). The third component of this thesis consisted in the identification of trajectory groups of compliance to follow-up care using group-based trajectory modelling (GBTM). The fourth and final component iv of this thesis was a cost-utility analysis using Markov decision analytic models to evaluate the economic impact of trajectory groups of compliance to follow-up care with respect to a usual care in a simulated cohort. Results. Of the 532 fragility fracture patients that provided informed consent, 85.7% were female and the mean age was 63±11 years. First component: The FLS intervention yielded the following KPIs: BMD results were collected in almost 86% upon ordinance in the FLS, a prescription for anti-osteoporosis therapy was handed to > 86% of participants, 83.6% of subjects attended at least one follow-up visit (22.2% attended all visits) over two years, and the subsequent fracture incidence rate was of 2.6 per 100 person-years. Biomarker levels significantly decreased after six months in the FLS, supporting the inhibition of bone resorption induced by therapy. Questionnaire scores showed significant improvement of functional capacity over time (14%-64%). Second component: The one and two-year persistence rates were 66.4% and 55.6%, respectively. The proportions of patients with a one and two-year PDC > 0.8 were 64.2% and 62.5%, respectively. Third component: Through GBTM, three follow-up compliance trajectory groups were identified and consisted of high followers (HF, 48.4%), intermediate followers (IF, 28.1%) and low followers (LF, 23.5%). Fourth component: The incremental cost-utility ratios of the HF, IF and LF trajectory groups relative to usual care were $3,600, $22,000 and $74,000 per quality-adjusted life year gained, respectively. Conclusions. A high-intensity FLS intervention with a systematic follow-up of fragility fracture patients allowed ongoing access to care over a two-year period. This resulted in high rates of investigation and treatment initiation, a low subsequent fracture rate, but follow-up participation could be improved over two years. More than half of the patients were persistent and compliant to therapy after two years. Almost half the cohort had a high compliance to follow-up care trajectory and this behaviour was found to be very cost-effective compared to usual care. The main limitation of this research program was the lack of a control group to assess effectiveness. A large pragmatic randomized controlled trial is needed to support these results. Further research should focus on understanding behaviours related to compliance to care using patient-centered outcomes, especially considering the high risk of fractures over time.