L'acquisition des données

Il s'agit de la collecte des données permettant l'utilisation du modèle.

Ces données peuvent aussi être utilisées lors de la validation du modèle.

Cette acquisition est caractérisée par quatre éléments centraux : la granularité

des données recueillies, la source à partir de laquelle elles sont collectées, le

moment où elles sont enregistrées, ainsi que les moyens pour les enregistrer.

1.2.2.1 Granularité d'acquisition

Il s'agit ici du niveau de complexité dans lequel les données sont

enregis-trées. Pour l'acquisition, on retrouve les mêmes niveaux de granularité, que

pour la modélisation : activité, étape, phase et procédure. Dans ce cas, les

données sont labélisées. Cependant, une majorité de la littérature concerne

des données avec un niveau beaucoup plus élémentaire comme les vidéos, des

images, des trajectoires ou encore la présence ou l'absence d'un instrument.

C'est-à-dire des données basées signal. Le tableau 1.13 présente les diérents

niveaux de granularité des données utilisées dans la littérature.

Granularité Exemples

Labellisation

Procédure [46]

Phase [41, 45]

Étape [41]

Activité [27, 28, 41, 42, 50, 56, 57]

Signal ^Vidéo/image

[29, 30, 32, 35, 38, 44, 45, 47,

49, 51, 52, 58]

Trajectoire [34, 37, 38, 40, 43, 48]

Présence/absence d'instrument [31, 33, 36, 44, 45]

Table 1.13 Niveaux de granularité des données (du plus global au plus

précis) dans la littérature.

1.2.2.2 Acteurs à l'origine des données

Chaque acteur intervenant au cours d'une intervention peut être à

l'ori-gine de données. Pour une utilisation particulière, il n'est pas forcément

né-cessaire d'acquérir les données de l'ensemble des acteurs dont le processus

a été modélisé. Le tableau 1.14 présente les diérentes sources de données

utilisées dans la littérature.

Source Exemples

Patient [31, 5153, 58]

Personnel médical [31, 32, 46, 58]

Chirurgien [27, 28, 30, 34, 35, 37, 38, 4143, 4850, 56]

Table 1.14 Acteurs à l'origine des données acquises dans la littérature.

1.2.2.3 Temps chirurgical concerné par l'acquisition des données

Le temps chirurgical pendant lequel les données sont acquises est lui aussi

important, car certaines informations ne peuvent être recueillies qu'à des

instants précis d'une opération. Par exemple, il est impossible de connaître

les résultats à long terme d'une chirurgie avant que celle-ci ne soit nie.

L'acquisition peut concerner des données :

préopératoire : les informations consistent alors en l'état de santé du

pa-tient avant l'opération, sur l'état de fatigue et de stress du personnel

médical ;

intraopératoire : les informations recueillies se concentrent sur le

déroule-ment de l'opération. C'est le plus courant dans la littérature ;

postopératoire : les informations portent sur les résultats à court ou long

terme de la chirurgie ;

périopératoire : les informations recueillies concernent l'ensemble de la

chirurgie, c'est-à-dire autant ce qui se déroule avant, que pendant et

après l'opération.

Le tableau 1.15 présente les diérents cas dans la littérature.

Temps chirurgical Exemples

Préopératoire [5153, 56]

Intraopératoire [2730, 32, 3440, 42, 44, 45, 47, 49, 50, 57, 58]

Postopératoire [41, 43]

Periopératoire [31, 46]

Table 1.15 Temps chirurgicaux concernés par l'acquisition des données

dans la littérature.

1.2.2.4 Moyens d'acquisition

On trouve dans la littérature deux façons d'acquérir les données,

manuel-lement grâce à l'intervention d'un observateur humain, ou automatiquement

grâce à des capteurs.

Acquisition manuelle par observateur

L'acquisition manuelle par observateur peut soit se faire pendant

l'opéra-tion directement dans la salle d'opéral'opéra-tion, soit a posteriori grâce à l'utilisal'opéra-tion

de vidéos. Les deux solutions ont leurs avantages et leurs inconvénients.

L'acquisition a posteriori permet de prendre du recul vis-à-vis de ce qui

s'est déroulé pendant la chirurgie, principalement grâce à la connaissance

du volet postopératoire. La précision d'annotation est aussi meilleure, car le

déroulement opératoire peut être interrompu ou visionné plusieurs fois. Elle

permet aussi, principalement pour les études sur la laparoscopie, de prendre

en compte exactement le champ opératoire vu par le chirurgien pendant

l'intervention. Cependant, une vidéo ne permet pas forcément de prendre en

compte l'ensemble des paramètres. Par exemple, il est très compliqué avec

une vidéo de déterminer l'état émotionnel de l'équipe chirurgicale, ou tout

simplement de prendre en compte ce qui ne se déroule pas dans le champ de

vision de la caméra.

L'acquisition par observateur directement en salle d'opération permet en

partie de compenser les problèmes de l'enregistrement a posteriori, en

don-nant la possibilité à l'observateur d'interpréter l'ensemble des éléments

surve-nant dans le bloc opératoire, en autorisant un repositionnement de

l'observa-teur en cas de champ de vision occlus par un membre de l'équipe chirurgicale.

Cette solution ore aussi la possibilité à l'observateur d'interagir avec le

per-sonnel médical, ce qui peut lui permettre de mieux appréhender les éventuels

événements qu'il rencontre pour la première fois. Cependant, cette solution

présente aussi des désavantages, la marge de manoeuvre de l'observateur

étant contrainte par des préoccupations d'asepsie. L'observateur peut aussi

être distrait par un événement autre que ceux qui l'intéressent, par exemple

un appel téléphonique reçu au bloc. La précision temporelle est aussi moins

bonne, puisqu'il est impossible d'interrompre le déroulement opératoire pour

raner ou corriger l'annotation. De plus, la présence d'une tierce personne

peut altérer la procédure normale.

Les inconvénients principaux de la méthode par observateur, que ce soit a

posteriori ou en direct, sont que celui-ci doit posséder une bonne connaissance

clinique et que l'acquisition des données est soumise à sa subjectivité. De

plus lorsqu'il y a de nombreux acteurs dont on désire prendre en compte les

informations, par exemple l'ensemble du personnel médical, l'enregistrement

est impossible en direct et reste compliqué à partir de vidéos.

Neumuth et al. [42] ont comparé ces deux types d'enregistrements par

observateurs. Bien que les diérences ne soient pas signicatives, ils

recom-mandent l'utilisation de l'enregistrement a posteriori en cas de besoin d'une

bonne précision de la capture des diérents événements. S'il est nécessaire

d'avoir de meilleures exibilité et ecacité, ils recommandent

l'enregistre-ment en direct.

Acquisition automatique par capteurs

Les capteurs permettent d'extraire l'information directement de la salle

opératoire, sans faire appel à la subjectivité personnelle. Dans la littérature,

de nombreux capteurs sont utilisés : des accéléromètres, des systèmes de

monitoring du patient pour obtenir des informations sur les signes vitaux,

des informations provenant directement d'un assistant robotique, etc.

L'inconvénient majeur de ces capteurs réside dans l'altération potentielle

de la procédure chirurgicale pour les utiliser. C'est par exemple le cas pour

les systèmes d'eye-tracking qui nécessitent que le chirurgien porte un casque

soutenant le système, ou bien l'ajout d'un émetteur-récepteur posé en face

du chirurgien.

Le tableau 1.16 présente les diérents moyens d'enregistrement utilisés

dans la littérature.

Moyen d'enregistrement Exemple

Observateurs Direct ^{[27, 28, 42, 50, 58]}

A posteriori ^{[29, 33, 34, 36, 37, 41, 42, 44, 45,}_{47, 49, 5153, 56]}

Capteurs

Accéléromètre [34]

Eye-tracking [37, 38]

Monitoring du patient [46, 58]

RFID [59]

Robot [39, 40, 48]

Table 1.16 Moyens d'enregistrement des données dans la littérature.

1.2.3 Construction des modèles de processus

Dans le document Détection automatique de déviations chirurgicales et identification de comportements chirurgicaux par modélisation et analyse des processus chirurgicaux (Page 51-55)