Mots-Clés
Epidémiologie
Série temporelle
Prédiction
intelligence artificielle
virus
système informé
anticipation épidémique
prévention
shiny
web
application
Description
IdyPath-3.0
Nom du Laboratoire d’accueil : UMR U1311 DYNAMICURE CAEN
Directeur du Laboratoire : Dynamicure : DU Adj. Caen, Olivier Join-Lambert. DU, JC Plantier.
Adresse du laboratoire : Virologie, BBR, CHU de Caen, Av. Côte de Nacre, 14000, CAEN.
Sujet : Dynamique des épidémies de pathogènes, de la détection à la prédiction.
CONTEXTE – Epidemiologie saisonnière des pathogènes respiratoires : Les épidémies humaines, qu’elles soient provoquées par des virus respiratoires endémo-épidémiques ou des virus émergents (SARS-CoV2) dont les crises augmentent en fréquence et en intensité, sont caractérisées par une épidémiologie saisonnière plus ou moins marquée. Le poids sociétal de ces épidémies nous oblige à mieux les connaître et la prédiction de leur survenue est maintenant possible1. La création de systèmes automatisés de surveillances et d’anticipation est un enjeu central de santé publique, pour améliorer la gestion et la prévention des épidémies en population générale, mais aussi pour diminuer la vulnérabilité et renforcer la résilience de nos systèmes de santé, très exposés au risque épidémique (CHU). Pour répondre à ces défis, le CHU de CAEN, grâce au soutien de sa direction et à l’initiative du service de Virologie au sein du département Agent Infectieux, s’est doté d’un système de surveillance en temps réel de la circulation des agents pathogènes.
Le service de virologie du CHU de Caen produit en continu des résultats d’analyse et métadonnées (virologie respiratoire notamment) dont l’analyse statistique révèle la dynamique et l’ampleur des épidémies. L’exploitation par IdyPath 2.0 repose actuellement sur des analyses rétrospectives automatisées à la demande (8 à 14 ans selon le type de données) et en temps réel qui permettent principalement le suivi épidémiologique (statistique et temporel ; actualisation journalière). Le système actuel d’analyse dynamique (IdyPath 2.0) offre un rendu visuel interactif des données (shiny), des statistiques associées et une extraction facilitées des données sources normalisées.
L’objectif du stage, suite à la prise en main de la philosophie du système (> 1000 lignes de code, 5 % SQL, 95 % R), consiste au développement et à l’addition de modules de 1) prédiction temporelle, de 2) micro-geolocalisation et 3) d’analyse de données génétiques associées ; pour permettre aux cliniciens et aux chercheurs d’appréhender en temps réel et le plus précisément possible la survenue des cas sporadiques, des foyers infectieux, des chaînes épidémiques. Le stagiaire devra évaluer l’intérêt des méthodes d’analyse de séries temporelles existantes et de méthodes d’intelligence artificielle pour la prédiction épidémique en discussion avec les encadrants pour développer leur implémentation. Ce projet bénéficie de ressources de calcul et d’infrastructures numériques déjà fonctionnelles. L’interface visuelle existante (détection en temps réel, séries temporelles) sera complétée par des modules de prédiction et d’anticipation. Le caractère prédictible des épidémies permet à un système informé (séries temporelles, probabilités, IA) de proposer un outil important d’aide à la décision et à la prévention (monitoring et information des services en temps réel, hébergement intra-hospitalier, mesures barrières, surveillance patients / soignants / visiteurs / intervenants techniques).
Materiel & Méthodes : Le travail s’appuie sur les bases de données hospitalières, du service de virologie, du CHU et dédiée IdyPath 2.0. Ces bases sont alimentées par les activités du service de manière entièrement automatisée. Le travail sera réalisé en collaboration étroite avec les activités de recherche et hospitalières du service de virologie, les personnes ayant participé au développement de la version actuelle et les collaborateurs modélisateurs extérieurs de stature internationale. Un ordinateur et un bureau personnel seront mis à disposition. Une machine virtuelle est déjà disponible et pour les éventuels besoins de capacité de calcul supplémentaires, l’unité a accès aux serveurs de calcul du CHU et au méso-centre de calcul régional (Austral, CRIANN, centre de calcul intensif hautes-performances régional).
Moyens à disposition et insertion du stagiaire
Ce projet s’insère dans un groupe de recherche sur l’évolution virale (M. Le Gouil) qui accueille 4 thésard-e-s, 2 post-docs, un IR et des étudiants M2. Il s’appuie sur l’expérience historique du service de virologie (A. Vabret) et des encadrants sur l’évolution et l’éco-épidémiologie des virus respiratoires humains et sauvages, ainsi que sur les collaborations et projets nationaux et internationaux du groupe (ANR Epicorem, EU ICRAD MuseCoV, ANR EmerCoV, SeroCOV, FHU ArcheoCoV, Neobiom, PHRCI PremaBiom & ViremiG). L’environnement proposé, local, national et international, permettra à l’étudiant de tisser des liens humains et scientifiques et de valoriser le travail à l’extérieur du laboratoire.
Encadrants:
- Dr.LE GOUIL Meriadeg, meriadeg.legouil@unicaen.fr - Linktree - ORCID - Google Scholar - Coronavirus.fr
- M. LETERRIER Bryce, leterrier-b@chu-caen.fr
Lieu du stage: U1311 INSERM Dynamicure, Virologie, Agents Infectieux, BBR, CHU de CAEN.