Ontologie de la rectopexie

Une ontologie a pour objectif de représenter l'ensemble des concepts et des relations d'un domaine d'une manière très formelle an que la représen-tation puisse être à la fois comprise par l'Homme et par la machine. Pour mettre en place cette ontologie, nous avons utilisé le logiciel protégé5 déve-loppé par l'université de Stanford et nous nous sommes servis de l'ontologie OntoSPM [54] comme ontologie de haut niveau. Ainsi, notre travail a consisté à spécialiser OntoSPM an de représenter la rectopexie. Nous avons nommé cette ontologie OntoRectopexy.

An de mieux mettre en avant les ajouts que nous avons eectués, nous présentons en premier lieu OntoSPM.

Presentation d'OntoSPM

OntoSPMs est une ontologie en cours de construction qui a pour objec-tif d'être une ontologie générique, c'est-à-dire qui pose les bases essentielles pour faciliter la construction et l'interopérabilité d'ontologies applicatives dans le domaine des SPMs. OntoSPM s'appuie sur plusieurs ontologies de haut niveau, dont BFO (Basic Formal Ontology) qui est une ontologie qui fournit des principes clés pour la construction et la cohérence des ontolo-gies. Par exemple, OntoSPM dénit les niveaux de granularité (procédure, phase, étapes et activité) comme des sous-concepts du concept process dé-ni dans BFO. OntoSPM dédé-nit aussi de nombreux autres concepts comme les instruments chirurgicaux, leurs fonctions, les structures anatomiques (em-prunté à FMA [69], ontologie spécialisée dans la description de l'anatomie). Mais aussi, les relations entre ces diérents concepts, par exemple des rela-tions d'héritage (une étape est un process), ou de la fonction d'une catégorie d'instrument chirurgical (un `dissecting instrument' hasInstrumentFunction some 'to dissect'). La version d'OntoSPM que nous avons utilisé comportait 261 concepts et 3 134 axiomes (énoncé général considéré comme vrai). OntoRectopexy

Notre travail a consisté à spécialiser OntoSPM en rajoutant les concepts et les relations qui ne sont pas présents dans cette dernière. Par exemple, OntoSPM dénit le concept de phase, mais ce concept est générique et ne

représente pas un type de phase particulière, ainsi, nous avons rajouté l'en-semble des phases que nous avons identiées ( dissection, xation...) et les relations d'héritages les dénissant comme des phases. Il nous a aussi été nécessaire de rajouter l'ensemble des verbes d'action (transmettre énergie, dégoner...), des instruments (agrafeuse Endo-Hernia, agrafeuse Taker...) et des structures anatomique (promontoire, rectum...) qui n'était pas présent dans OntoSPM. Pour l'ajout des structures anatomiques, nous avons ex-trait les concepts de FMA. Une fois l'ensemble de ces concepts créé, nous avons spécié les relations (dénie par OntoSPM) qui les reliaient les uns aux autres. Au nal, OntoRectopexy compte 361 concepts et plus de 3 400 axiomes. Au vu du nombre de concepts et de relations, nous ne pouvons pas tous les présenter ici, nous nous contenterons de deux exemples illustratifs. Le premier mettant en avant les relations entre les phases et les étapes que nous avons mises en place. Le second montrant les relations permettant d'illustrer comment l'ontologie permet de s'assurer qu'un instrument possède le rôle que l'on désire qu'il réalise. Nous avons choisi ces deux exemples, car ils sont les plus représentatifs du travail que nous avons eectué et car ils illustrent bien la capacité de raisonnement que peut apporter l'ontologie.

La gure 2.5 représente les relations entre la phase de dissection et les étapes de cette phase au sein de OntoRectopexy. On observe deux types de relations classiques entre les concepts : les relations d'héritage (en trait plein bleu) et les relations partie de (relation en trait pointillé orange). Ainsi, la dissection est une sous-classe (relation en trait plein bleu) de surgi-cal_procedure_phase qui est une sous-classe de process. De même, prepara-tion_of_the_rectal_xation_site est une sous-classe de surgical_procedure_ step, elle même sous-classe de process. De cette manière, les concepts de dis-section et preparation_of_the _rectal_xation_site partagent les caractéris-tiques dénies par process (concept déni par BFO), c'est-à-dire qu'il s'agit de concepts qui possèdent une durée dont le début et la n peuvent être clai-rement identiés. Les relations partie de mettent en évidence qu'une étape (preparation_of_the_rectal_xation _site) est une des parties d'une phase (dissection), donc le début et la n d'une étape doivent être inclus entre ceux d'une phase. L'ensemble des concepts des étapes et des phases ont été représentés de cette manière.

Figure 2.5  Représentation graphique des relations entre la phase de dis-section et les étapes qui lui sont attachées au sein de OntoRectopexy. Les relations en bleu de type A → B signient que A est une classe mère de B. Les relations en orange de type C → D signient que C est une partie de D. Prenons un autre exemple : le crochet monopolaire a-t-il la fonction de couper ? Grâce à la gure 2.6, nous observons que le crochet monopolaire (monopolar_hook) est un instrument chirurgical (surgical_instrument). Or un instrument chirurgical a au minimum une fonction spécique (relation en jaune pointillé nommée function_of_instrument). Deux des fonctions exis-tantes sont de coaguler et de couper (to_coagulate et to_cut). Ces deux fonctions spéciques sont des fonctions du crochet monopolaire. Ainsi, il est possible d'utiliser le crochet monopolaire pour couper une cible. Cependant, ceci ne sut pas à dire que l'activité est réalisable. Notre travail a consisté à ajouter les concepts d'instruments et de fonctions qui n'étaient pas présents dans OntoSPM et de mettre en place les relations de fonction entre eux.

Cette ontologie n'étant pas mature, certaines relations doivent encore être créées entre les diérents éléments. C'est par exemple le cas an de s'assurer qu'une action peut bien avoir lieu sur une cible, par exemple ce n'est pas possible de couper de l'eau liquide.

Figure 2.6  Représentation graphique des relations déterminant les fonc-tions du crochet monopolaire. Les relafonc-tions en bleu de type A → B signient que A est une classe mère de B. Les relations en jaune de type C → D signient que C à pour fonction D.

Dans cette partie, nous avons présenté le déroulement normal d'une rec-topexie. Cependant, la représentation hiérarchique et l'ontologie ne prennent pas en compte un élément essentiel lors de l'exécution d'une rectopexie, ou d'une chirurgie en générale : la gestion des événements indésirables.