Analysis of social health media to assess the quality of life of breast cancer patients

En 2015, le nombre de nouveaux cas de cancer du sein en France s'élève à 54 000. Le taux de survie 5 ans après le diagnostic est de 89 %. Si les traitements modernes permettent de sauver des vies, certains sont difficiles à supporter. De nombreux projets de recherche clinique se sont donc focalisés sur la qualité de vie (QdV) qui fait référence à la perception que les patients ont de leurs maladies et de leurs traitements. La QdV est un critère d'évaluation clinique pertinent pour évaluer les avantages et les inconvénients des traitements que ce soit pour le patient ou pour le système de santé. Dans cette thèse, nous nous intéresserons aux histoires racontées par les patients dans les médias sociaux à propos de leur santé, pour mieux comprendre leur perception de la QdV. Ce nouveau mode de communication est très prisé des patients car associé à une grande liberté du discours due notamment à l'anonymat fourni par ces sites.L’originalité de cette thèse est d’utiliser et d'étendre des méthodes de fouille de données issues des médias sociaux pour la langue Française. Les contributions de ce travail sont les suivantes : (1) construction d’un vocabulaire patient/médecin ; (2) détection des thèmes discutés par les patients; (3) analyse des sentiments des messages postés par les patients et (4) mise en relation des différentes contributions citées.Dans un premier temps, nous avons utilisé les textes des patients pour construire un vocabulaire patient/médecin spécifique au domaine du cancer du sein, en recueillant divers types d'expressions non-expertes liées à la maladie, puis en les liant à des termes biomédicaux utilisés par les professionnels de la santé. Nous avons combiné plusieurs méthodes de la littérature basées sur des approches linguistiques et statistiques. Pour évaluer les relations obtenues, nous utilisons des validations automatiques et manuelles. Nous avons ensuite transformé la ressource construite dans un format lisible par l’être humain et par l’ordinateur en créant une ontologie SKOS, laquelle a été intégrée dans la plateforme BioPortal.Dans un deuxième temps, nous avons utilisé et étendu des méthodes de la littérature afin de détecter les différents thèmes discutés par les patients dans les médias sociaux et de les relier aux dimensions fonctionnelles et symptomatiques des auto-questionnaires de QdV (EORTC QLQ-C30 et EORTC QLQ-BR23). Afin de détecter les thèmes, nous avons appliqué le modèle d’apprentissage non supervisé LDA avec des prétraitements pertinents. Ensuite, nous avons proposé une méthode permettant de calculer automatiquement la similarité entre les thèmes détectés et les items des auto-questionnaires de QdV. Nous avons ainsi déterminé de nouveaux thèmes complémentaires à ceux déjà présents dans les questionnaires. Ce travail a ainsi mis en évidence que les données provenant des forums de santé sont susceptibles d'être utilisées pour mener une étude complémentaire de la QdV.Dans un troisième temps, nous nous sommes focalisés sur l’extraction de sentiments (polarité et émotions). Pour cela, nous avons évalué différentes méthodes et ressources pour la classification de sentiments en Français. Ces expérimentations ont permis de déterminer les caractéristiques utiles dans la classification de sentiments pour différents types de textes, y compris les textes provenant des forums de santé. Finalement, nous avons utilisé les différentes méthodes proposées dans cette thèse pour quantifier les thèmes et les sentiments identifiés dans les médias sociaux de santé.De manière générale, ces travaux ont ouvert des perspectives prometteuses sur diverses tâches d'analyse des médias sociaux pour la langue française et en particulier pour étudier la QdV des patients à partir des forums de santé.In 2015, the number of new cases of breast cancer in France is 54,000.The survival rate after 5 years of cancer diagnosis is 89%.If the modern treatments allow to save lives, some are difficult to bear. Many clinical research projects have therefore focused on quality of life (QoL), which refers to the perception that patients have on their diseases and their treatments.QoL is an evaluation method of alternative clinical criterion for assessing the advantages and disadvantages of treatments for the patient and the health system. In this thesis, we will focus on the patients stories in social media dealing with their health. The aim is to better understand their perception of QoL. This new mode of communication is very popular among patients because it is associated with a great freedom of speech, induced by the anonymity provided by these websites.The originality of this thesis is to use and extend social media mining methods for the French language. The main contributions of this work are: (1) construction of a patient/doctor vocabulary; (2) detection of topics discussed by patients; (3) analysis of the feelings of messages posted by patients and (4) combinaison of the different contributions to quantify patients discourse.Firstly, we used the patient's texts to construct a patient/doctor vocabulary, specific to the field of breast cancer, by collecting various types of non-experts' expressions related to the disease, linking them to the biomedical terms used by health care professionals. We combined several methods of the literature based on linguistic and statistical approaches. To evaluate the relationships, we used automatic and manual validations. Then, we transformed the constructed resource into human-readable format and machine-readable format by creating a SKOS ontology, which is integrated into the BioPortal platform.Secondly, we used and extended literature methods to detect the different topics discussed by patients in social media and to relate them to the functional and symptomatic dimensions of the QoL questionnaires (EORTC QLQ-C30 and EORTC QLQ-BR23). In order to detect the topics discussed by patients, we applied the unsupervised learning LDA model with relevant preprocessing. Then, we applied a customized Jaccard coefficient to automatically compute the similarity distance between the topics detected with LDA and the items in the auto-questionnaires. Thus, we detected new emerging topics from social media that could be used to complete actual QoL questionnaires. This work confirms that social media can be an important source of information for the study of the QoL in the field of cancer.Thirdly, we focused on the extraction of sentiments (polarity and emotions). For this, we evaluated different methods and resources for the classification of feelings in French.These experiments aim to determine useful characteristics in the classification of feelings for different types of texts, including texts from health forums.Finally, we used the different methods proposed in this thesis to quantify the topics and feelings identified in the health social media.In general, this work has opened promising perspectives on various tasks of social media analysis for the French language and in particular the study of the QoL of patients from the health forums