Pré-traitements des données

Il est la plupart du temps nécessaire, avant de traiter les données, d’effectuer un prétraitement. Cela inclut le remplacement des valeurs manquantes, le lissage et la correction de la ligne de base (valeur initiale).

3.2.1. Remplacement des valeurs manquantes

Quel que soit l’appareil utilisé, la perte de données lors de mesures du diamètre pupillaire est inévitable. La raison principale est le clignement des yeux. En effet, même si certains expérimentateurs imposent à leurs sujets de ne pas cligner des yeux pendant les mesures (ex : Dietz et al., 2011 ; Kuchinke et al., 2011 ; Raisig et al., 2007), cela peut être parfois difficile à réprimer pour certains sujets. D’autres expérimentateurs n’imposent pas au sujet de garder les yeux bien ouverts ce qui entraîne inévitablement des pertes de données. Selon l’appareil utilisé, ces données perdues peuvent se présenter de différentes manières. Pour citer un exemple, avec l’utilisation des appareils Tobii, le logiciel de contrôle Tobii Studio est le plus souvent utilisé. Celui-ci applique la valeur ‘-1’ à chaque mesure échouée. Lorsque les données perdues ne sont pas trop importantes, il est possible de les estimer. La méthode la plus répandue est l’interpolation linéaire (Kuchinke et al., 2007 ; 2011 ; Raisig et al. 2007 ; 2010 ; Dietz et al. 2011 ; Kuchinsky et al., 2013 ; Bradley et al. 2008 ; Borneman et al. 2010 ; Jainta & Baccino, 2010). Parfois les auteurs ne choisissent l’interpolation linéaire que lors d’une perte de données pour les deux yeux. Lors de la perte sur un seul œil, c’est l’autre œil qui est utilisé pour interpolation (Geangu et al., 2011 ; Jackson & Sirois 2009). D’autre fois, la dernière valeur valide est utilisée (Partala & Surakka, 2003). Enfin, lorsqu’il y a trop de valeurs manquantes, les données sont la plupart du temps écartées.

3.2.2. Lissage

Il est fréquent en traitement du signal de lisser les données. Cela permet de supprimer le bruit. Le bruit étant aléatoire, on s'attend à ce qu'il change d'un point à l'autre. Si le signal a des variations lentes devant le pas d'échantillonnage, alors un lissage de la courbe peut permettre de conserver les caractéristiques du signal tout en réduisant le bruit. Souvent, en pupillométrie, les auteurs font le choix d’effectuer ce lissage. Et majoritairement, le lissage choisi est la moyenne mobile avec une fenêtre de temps moyenne de 167ms (Kuchinke et al., 2011 ; Raisig et al., 2007, 2010 ; Kuchinsky et al., 2013 ; Prehn et al., 2011 ; Geangu et al., 2011 ; Jackson & Sirois, 2009).

3.2.3. Correction de la ligne de base

Enfin la dernière étape consiste à corriger la ligne de base. Cela consiste à soustraire à toutes les valeurs, une valeur de référence pour retirer d’une part, la variabilité interindividuelle en terme de taille de pupille mais également un éventuel résidu de réaction. Cela permet de connaître la valeur absolue du

Chapitre 2. La pupillometrie comme mesure objective

77 changement de diamètre pupillaire par rapport à un temps t0 correspondant au début du stimulus. Les corrections de ligne de base choisies par les auteurs varient. Dans la majorité des cas, cette valeur de référence correspond à la moyenne d’une fenêtre de temps plus ou moins grande avant le début du stimulus. Globalement, cette fenêtre varie de 150ms (Raisig et al., 2007) à 1 (Dietz et al., 2011 ; Kuchinsky et al., 2013 ; Partala & Surakka, 2003 ; Höfle et al., 2008 ; Ullwer et al., 2009 ; Geangu et al., 2011) ou 2s (Honma et al., 2012). Il arrive que les auteurs fassent le choix de soustraire la moyenne de l’essai (Jainta & Baccino, 2010). Dans ce cas-là, seule la variabilité interindividuelle en terme de taille de pupille est retirée.

Les principaux pré-traitements utilisés en pupillométrie que nous avons passés en revue dans cette partie sont résumés dans le Tableau 23.

Chapitre 2. La pupillometrie comme mesure objective

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Tableau 23. Liste non exhaustive des différentes tailles de panel (n) et des principaux pré-traitements utilisés en pupillométrie

Ref n Lissage Remplacement des valeurs manquantes ^{Ligne de}

base

Borneman et al.

2010 ^{34 --}

Si perte de données excessive, suppression de l’essai

Si « petits blancs », interpolation linéaire ^{200 ms}

Bradley et al.

2008 ^{27 -- Interpolation linéaire 1 s}

Conway et al. 2008

12

-- Si trop d'artéfacts, suppression de l’essai --

10 20 Dietz et al. 2011 15 -- Interpolation linéaire 1 s 15 Geangu et al. 2011

15 ^{Découpage avec un ratio} fréquence de 12.5 (250ms)

Si donnée manquante sur un œil, utilisation de l’autre œil pour interpolation Si données manquantes sur les deux yeux : interpolation linéaire (3avant / 3après)

1 s 15

Höfle et al.

2008 ^{20 --}

Données manquantes supprimées

Artéfacts également supprimés (valeur de pupille plus grande ou plus petite que M±3SD)

1 s Honma et al.

2012 ^{42 -- -- 2 s}

Jackson & Sirois

2009 ²⁴

Découpage avec un ratio fréquence de 12.5 (250ms)

Si donnée manquante sur un œil, utilisation de l’autre œil pour interpolation Si données manquantes sur les deux yeux, interpolation linéaire (3avant / 3après) ^--

Jainta & Baccino

2010 ^{10 --}

Si perte de données excessive (>=3 « blancs »), suppression de l’essai

1 « blanc » = diamètre pupillaire inférieur à 60% de la taille médiane pendant au moins 50 ms, « blancs » séparés par moins de 100ms agrégés et comptés comme

un « blanc »

si peu de perte de données (< 3 « blancs »), interpolation linéaire

Moyenne de l'essai

Kuchinke et al.

2007 ²⁶

Moyenne mobile sur 7-points (116.67 ms)

Si perte de données excessive, suppression de l’essai

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Ref n Lissage Remplacement des valeurs manquantes ^{Ligne de}

base Kuchinke et al.

2011

19 _{Moyenne mobile sur}

7-points (116.67 ms) ^{Interpolation (lorsqu’elle est possible) 200 ms}

21 Kuchinsky et al.

2013 ¹⁹

Moyenne mobile sur 5-points (83.35 ms)

Interpolation linéaire

Si plus de 50% de données nécessitent une interpolation, suppression de l’essai ^{1000 ms} Laeng & Falkenber

2007 ^{14 -- -- --}

Otero et al. 2011

45 --

Aucun essai perdu grâce à des moyennes sur 50 essais -- 44

--

250 ms (max)

37 --

Partala & Surakka

2003 ^{31 --}

Blancs et artéfacts (brèves augmentation/diminution (au moins 0.375 mm en 20

ms)) supprimés ^{1 s}

Prehn et al.

2011 ³⁰

Moyenne mobile sur 7-points (140 ms)

Si perte de données excessive ou mouvements des yeux, suppression de l’essai

Si peu de perte de données, interpolation linéaire ^{200 ms}

Raisig et al.

2007 ²⁷ Moyenne mobile sur

10-points (200 ms) ^{Interpolation (lorsqu’elle est possible)}

150 ms Raisig et al. 2010 ^{30 200 ms} Ullwer et al. 2009 ^{37 -- -- 1 s} Võ et al. 2008 ^{19 --}

Si observation de grand(s) changement(s) de taille de pupille (jugé comme un

artéfact(s)), suppression de l’essai ^{200 ms}

Wierda et al.

2012 ^{20 --}

Données segmentées (un segment = 4300ms)

Si perte de données dans un segment, suppression du segment ^{200 ms}

MOYENNE 24

169.59 ms (calculée à partir des références qui mentionnent l'utilisation d'une ligne de base)

MEDIANE 21

MAX 45

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