Proposal of statistical tools to improve, through computed tomography, diagnostic and therapeutic strategies : utilization in acute abdominal pain

La douleur abdominale aiguë (DAA) est un problème de santé publique du fait de sa fréquence, du large éventail de pathologies causales et de son enjeu thérapeutique avec une nécessité d'opérer rapidement les patients à risque et de ne pas opérer la plupart des patients. Le retard ou l'insuffisance diagnostique d'une urgence abdominale, qu'elle soit non traumatique (en particulier en cas de strangulation, d'ischémie digestive ou de péritonite) ou traumatique, entrainera une augmentation de la morbi-mortalité. Il est donc primordial que la prise en charge diagnostique et thérapeutique repose sur de l'Evidence-Based Médecine, intégrant une expertise clinique avec les meilleurs examens para-cliniques dont les performances ont été validées par les recherches scientifiques. A ce jour, c'est la tomodensitométrie (TDM) qui s'est imposée comme l'examen complémentaire de référence en cas d'incertitude diagnostique, pour l'exploration d'une DAA. Or, les études publiées sur l'apport du scanner dans les DAA ont un certain nombre de limites : elles ne s'intéressent souvent qu'à une seule pathologie donnée et ne correspondent donc pas à la situation clinique de pathologies non identifiées, elles intègrent rarement des objectifs sur l'impact thérapeutique et présentent, pour la plupart, des faibles niveaux de preuve (niveau I ou II) sur l'échelle à 5 niveaux de la classification des études diagnostiques. Quel que soit le niveau de l'étude, des outils statistiques avancés peuvent être utilisés pour diminuer les biais d'interprétation, pour prendre en compte le degré d'incertitude diagnostique clinique, pour tenir compte de la faible prévalence de certaines pathologies urgentes et pour faciliter le transfert et la généralisation des résultats obtenus à la pratique clinique. L'objectif de cette thèse est donc de présenter des outils statistiques, en analysant les forces et limites des résultats obtenus, afin d'étayer les perspectives d'intégration dans une stratégie de prise en charge clinique. Certains de ces outils statistiques sont déjà connus et largement utilisés en imagerie, d'autres sont développés essentiellement dans les études thérapeutiques et enfin, certains sont totalement innovants.Ainsi, la première partie de cette thèse est consacrée à une mise au point sur la méthodologie de la recherche en imagerie, en exposant ses caractéristiques, ses faiblesses et ses perspectives d'évolution. La deuxième partie est constituée d'une production scientifique de 5 articles, 4 d'entre eux publiés, focalisée sur les urgences abdominales traumatiques et non traumatiques, illustrant à l'aide du développement des analyses statistiques, l'apport du scanner pour améliorer certaines stratégies diagnostiques et thérapeutiques. De cette façon, les méthodes de concordance diagnostique, de régression logistique multivariée, de construction de score diagnostique et de méta-analyse bivariée avec effets aléatoires sont explicitées. Nous avons dans le dernier article proposé une méthode d'analyse statistique innovante basée sur une notion de distance permettant d'intégrer l'incertitude diagnostique représentée par les multiples hypothèses diagnostiques face à une douleur abdominale. Cette approche permet ainsi de mesurer la valeur ajoutée de la TDM à la fois en termes d'exactitude diagnostique et de confiance diagnostique, en se rapprochant de la pratique clinique quotidienne. A l'avenir, ces outils statistiques pourraient être plus largement utilisés dans la recherche diagnostique afin d'améliorer la pertinence scientifique et l'impact clinique, à l'origine d'une meilleure prise en charge des patients, et d'une meilleure utilisation des ressources économiques.Acute abdominal pain (AAP) is a public health problem, given its frequency, the numerous specific causes and the therapeutic impact, with patients at risk requiring urgent surgical care while most patients do not require surgery. Delayed diagnosis or misdiagnosis of an abdominal emergency, whether of non traumatic (such as bowel strangulation, or bowel ischemia, or peritonitis) or traumatic origin, will lead to increased morbidity and mortality. It is thus crucial that diagnostic and therapeutic management relies on Evidence-based Medicine, integrating clinical expertise and paraclinical tests that have been validated through scientific research. To date, computed tomography (CT) has become the reference examination to investigate AAP when diagnosis is uncertain. However, published studies evaluating the value of CT in AAP, have some limits: they often focus on a specific disease, and consequently do not meet the unsorted pathologies encountered in clinical practice, they sparsely include objectives on therapeutic impact, and most show low levels of evidence (level I or II) on the five level diagnostic studies scale. Whatever the study's level, advanced statistical methods can be used to reduce interpretation bias, take into account the clinical diagnostic uncertainty or the low prevalence of some urgent diseases, and to facilitate the transfer and generalisation of results into daily clinical practice.The aim of this work is to present statistical tools, by analysing the results' strengths and limits, in order to illustrate the perspective of integration within a clinical management strategy. Some of these statistical tools are known and largely used in imaging studies, others are essentially developed in therapeutic studies, and some are completely innovative.Thus, the first part of this thesis reports on a review of the methodological aspect of research in the field of medical imaging, showing its characteristics, its weaknesses and its development perspective.The second part is composed of 5 scientific articles - with 4 already published - and focus on traumatic and non traumatic abdominal emergencies, illustrating the value of CT in improving some diagnostic and therapeutic strategies, while detailing the statistical analyses. Hence, statistical methods for diagnostic agreement, multivariate logistic regression, diagnostic scoring-system building and bivariate random-effects meta-analysis are developed. In the last article, we propose a new statistical analysis method, based on a distance concept, allowing integrating the diagnostic uncertainty resulting from multiple diagnosis hypotheses in front of an AAP. This approach allows for investigating the added value of CT both in terms of diagnostic accuracy and diagnostic confidence, while getting close to daily clinical practice.In the future, these statistical tools could be implemented into diagnostic research in order to improve the scientific relevance and clinical impact, allowing for better patients' management, and better economic resource usage

Déterminer des critères cliniques, biologiques et scanographiques prédictifs d'une issue du traitement médical dans le cadre des occlusions digestives sans signes initiaux de gravité

Méthodes: Nous avons relu rétrospectivement 221 scanners de patients admis aux urgences pour ! une occlusion aigue du grêle sur phénomènes adhérentielles. Les critères scanographiques notés furent: présence d'une sonde naso-gastrique, localisation de l'occlusion, distension maximale du grêle, rapport entre le diamètre maximal du grele et l'anse d'aval à la zone de transition, présence ou non d'une distension du gastrique ou jéjunale proximale, apposition antérieure. Toutes ces variables ont été comparées entre les patients qui ont été gérés avec succès : par traitement médical et ceux qui ont eu recours à un traitement chirurgical. Résultats: Basé sur l'analyses multivariée, nous avons montré que quatre paramètres étaient significativement associés à la réussite du traitement médical: la durée des symptômes de moins de 18 heures (p = 0,003), le taux de leucocyte 8600x10 6 / L ou plus (p =0,01), une apposition antérieure (p = 0.01) et le nombre de becs (p = 0.005). Conclusion Nous avons trouvé un nouveau signe: l'apposition antérieure, qui n'a jamais été décrit auparavant et il a été associé très fortement à un succès du traitement médical.Methods: We reviewed retrospectively 221 CT of patients for an adhesive small bowel bowel obstruction (ASBO) diagnosis. The following c1inical and biological findings were Iwted: age, sex, previous visceral surgical history, previous history of ASBO, delay between onset of symptoms and CT realization, delay between CT and a possible surgical treatment, tempe rature, C-reactive protein level, leukocyte blood count and lactate deshydrogenase level. The CT features evaluated in our study were: presence of a nasogastric tube, location of obstruction, maximal bowel distension, ratio between maximal bowel diameter and distal small bowel adjacent to the transitional zone, presence or not of a gastric or proximal jejunal distension, anterior apposition, presence of small bowel feces sign and its length, presence of a beak and number of beaks, presence of a closed loop, C- or Ushaped loops, presence of a whirl sign, parietal thickening, presence of a lack of enhancement of bowel wall, mesenteric infiltration and peri oneal infiltration. Ali these variables were compared between the patients who were successfully managed with medical treatment and those who needed surgery. Ali the variables which raised a p-value < 0.2 in univariate analysis were entered in a multivariate model to gauge their independence. Statistical analyses were performed using Computer software (SAS, version 9.3, SAS Institute Cary, NC) Results: Based on mllitivariate analyses, we showed that four parameters were significantly associated with success of medical management: duration symptom of less than 18 hours (p=0,003), leucocyte count 8600x106/L or more (p=O,OI), an anterior apposition (p=O,OI) and beaks number (p=0,005). Conclusion We showed that many findings could have an impact on the management of the non-emergency ASBO. Patients with a leucocyte blood count higher th an 8600x106/L, with number of beak lower or equal to 1 and symptom duration of less than 18 hours were shown to have successful medical treatment. We found a new sign: anterior a position, which was never described before, and it was associated very strongly with success of the nonoperative management.MONTPELLIER-BU Médecine UPM (341722108) / SudocSudocFranceF

Les urgences traumatiques (bilan lésionnel à l'ère de la tomodensitométrie multicoupes)

MONTPELLIER-BU Médecine UPM (341722108) / SudocMONTPELLIER-BU Médecine (341722104) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocSudocFranceF

Influence des données clinico-biologiques sur la performance du scanner abdomino-pelvien dans le diagnostic des douleurs abdominales aiguës non traumatiques du sujet âgé de plus de 75 ans (étude rétrospective sur 333 patients)

Objectif :Etude de la performance propre du scanner abdomino-pelvien, sans l'apport des données clinico-biologiques, dans le diagnostic des douleurs abdominales aigues du sujet âgé de plus de 75 ans, population à risque dont l'évaluation diagnostique est difficile aux Urgences. Matériel et méthodes :333 patients de plus de 75 ans admis aux Urgences pour des douleurs abdominales aigues explorées par scanner abdomino-pelvien, ont été inclus rétrospectivement. Deux radiologues ont interprété de manière indépendante l'ensemble des scanners, une première fois sans les données clinico-biologiques et une seconde fois avec la connaissance des données avec un intervalle de 4 mois. 17 catégories diagnostiques ont été établies. La performance du scanner est étudiée dans les 2 situations et comparée au diagnostic de référence final établi sur les données chirurgicales, ou sur les courriers de sortie (hospitalisation ou urgence). La concordance inter-observateur et la concordance diagnostique globale du scanner avec le diagnostic final sont calculées par la méthode du kappa. Résultats :La performance diagnostique du scanner est excellente indépendamment de la connaissance des données clinicobiologiques, notamment dans les pathologies chirurgicales. La concordance entre les diagnostics scannographiques sans les données clinico-biologiques et le diagnostic final est excellente (k=0,81) et peu modifiée par leur connaissance (k=O,84). La concordance interobservateur est bonne, avec une reproductibilité améliorée par la connaissance des données complètes (de k=0,77 à 0,84). Conclusion: La connaissance des données clinico-biologiques ne modifie pas la performance du scanner mais elle reste souvent nécessaire car l'indication repose sur desMONTPELLIER-BU Médecine UPM (341722108) / SudocSudocFranceF