TACHES DE COMPLEXITE CROISSANTE CHEZ DES SUJETS EXPERTS
3. Réponses au questionnaire
Les réponses au questionnaire mettent en évidence un effet principal de la condition au niveau de la satisfaction et de la confiance pour toutes les tâches9 (graphique 6). Au niveau de la satisfaction, les sujets sont plus satisfaits de leur performance avec le robot en vision 3D que dans les deux autres conditions. Au niveau de la confiance, les sujets se sentent plus sûrs d’eux avec le système robotique en 3D qu’avec le robot en 2D pour les tâches 1 (chiffres et lettres, p<0.05) et 2 (parcours d’anneaux, p<0.05) et qu’en laparoscopie classique et avec le robot en 2D pour les tâches 3 (cercle, p<0.05) et 4 (nœud, p<0.05). Nous n’obtenons pas d’effet de la condition dans l’évaluation de la difficulté.
Au niveau de l’expertise, nos résultats montrent que les chirurgiens experts en robotique sont significativement plus satisfaits de leur performance dans les tâches 1 et 4 que les autres sujets (p<0.05). Les chirurgiens experts sont également plus sûrs d’eux que les sujets novices, particulièrement les experts en laparoscopie dans les tâches 2, 3 et 4 (p<0.005). Les experts expriment également moins de difficultés que les novices pour les tâches 1 et 4 (p<0.05).
9 Pour la satisfaction : chiffres et lettres : F=4.74, p<0.05 ; parcours d’anneaux : F=6.46, p<0.05 ; cercle : F=5.32, p<0.05 ; nœud : F=6.36, p<0.05.
Pour la confiance : chiffres et lettres : F=13.46, p<0.005 ; parcours d’anneaux : F=15.84, p<0.001 ; cercle : F=7.64, p<0.05 ; nœud : F=12.47, p<0.005.
ETUDE 2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Lap 2D 3D Lap 2D 3D Lap 2D 3D
Satisfaction Confiance Difficulté
Conditions
Score novice
explap exprob
Graphique 6 : Score total aux sentiments de satisfaction, confiance et difficulté en fonction de l’expertise et de la condition expérimentale
4 DISCUSSION
4.1 Phase de familiarisation
Nos résultats mettent à nouveau en évidence un effet plancher lors de la réalisation de la tâche simple (voir étude 1). Ce dernier est particulièrement visible dans les performances des chirurgiens, et cela quels que soient leur type d’expertise et la condition expérimentale : tous montrent des performances similaires avec le robot en 2D, 3D et en laparoscopie classique. Si les performances des sujets novices restent plus lentes que celles des experts lors de l’utilisation du robot, cette différence d’expertise n’apparaît pas en laparoscopie classique : dans cette condition, les sujets novices présentent des résultats similaires à ceux des experts. Cette absence de différence entre experts et novices en laparoscopie classique témoigne du manque de sensibilité de cette tâche lorsqu’elle est réalisée en laparoscopie classique, ce qui n’est pas le cas avec le système robotique. Elle semble en effet ne requérir aucune compétence préalable lorsqu’elle est réalisée par laparoscopie classique, contrairement à sa réalisation avec le système robotique. En outre, nos résultats précisent que la compétence préalable nécessaire pour l’obtention d’une meilleure performance avec le système robotique ne relève pas d’une expertise spécifique avec ce système mais d’une expertise générale en laparoscopie (puisque les chirurgiens experts en laparoscopie et en robotique ne présentent pas de différence).
Par rapport à l’étude précédente, cette étape confirme certaines données ou tendances
ETUDE 2
informations supplémentaires liées à l’expertise. Ainsi, si dans la première étude, les courbes de la laparoscopie classique et du robot ne se rejoignaient pas au bout des dix essais, nous montrons dans cette seconde étude que chez des sujets experts, les courbes de toutes les conditions se superposent. Dans l’étude précédente, nous mettions en évidence la taille du champ et le déplacement fréquent de la caméra pour expliquer la différence persistante entre le robot (2D et 3D) et la laparoscopie classique. Cette seconde étude qui prend en considération la performance d’experts nous montre que l’expertise peut réduire (et même supprimer) l’effet de ces deux facteurs, qui ont toutefois une influence considérable sur la performance de sujets novices.
4.2 Tâches de complexité croissante
Cette seconde partie confirme les résultats et les tendances observées lors de la première étude avec des sujets novices. En outre, la comparaison avec la performance de sujets experts nous procure de nouvelles informations sur la façon dont sont traitées les images en 2D et 3D et nous renseigne sur les limites10 des mécanismes perceptifs humains dans un contexte naturel avec des sujets sains.
Ainsi, si nous observons de manière générale une différence entre les conditions chez les sujets novices, cette différence est nettement mois apparente dans la performance des sujets experts, particulièrement chez les chirurgiens experts en laparoscopie. Les sujets novices obtiennent de meilleures performances avec le robot en 3D qu’avec le robot en 2D (tâches 1 et 2) et la laparoscopie classique (tâches 1, 2 et 4). A l’inverse, les chirurgiens experts en laparoscopie montrent des performances similaires dans les trois conditions lors de la réalisation de toutes les tâches (excepté pour la troisième tâche dans laquelle leur performance est meilleure avec le robot en vision 3D que dans les autres conditions). Les chirurgiens experts en robotique quant à eux obtiennent de meilleures performances avec le robot en vision 3D que dans les deux autres conditions pour la majorité des tâches (1, 2 et 4). L’ensemble de ces résultats témoigne d’une sensibilité différente aux aspects perceptifs (2D-3D) et instrumentaux (laparoscopie et système robotique) en fonction, non seulement du niveau d’expertise, mais également du type d’expertise.
10 Dans ce cas-ci, limites supérieures puisque nous avons analysé la performance de sujets experts, à l’inverse des études qui examinent les limites inférieures chez des patients présentant des déficits. Ces deux approches ont le même objectif (comprendre le fonctionnement humain) mais elles tentent de l’atteindre par des constatations opposées : une à partir de la détérioration (sélective) des performances et l’autre à partir de l’amélioration considérable de la performance.
ETUDE 2
Sur le plan perceptif, nous montrons que les performances des sujets novices (tâches 1 et 2) et des chirurgiens experts en robotique (tâches 1, 2 et 4) sont sensibles à la différence 2D-3D tandis que les chirurgiens experts en laparoscopie y semblent moins sensibles. Ces résultats enrichissent considérablement le débat sur le traitement de l’information visuelle en 2D et 3D. Tout d’abord, l’absence de différence entre le 2D et le 3D chez les chirurgiens experts en laparoscopie témoigne de la mise en œuvre de mécanismes qui leur permettent de compenser la perte de profondeur binoculaire en vision 2D. De fait, les chirurgiens experts en laparoscopie pratiquent quotidiennement des opérations à partir d’images bidimensionnelles et ont donc appris à utiliser de façon efficace les indices de profondeur monoculaires pour guider leur action. Plusieurs études ont en effet montré que ces indices étaient sensibles aux phénomènes d’apprentissage (Marotta et al., 1998). Ces indices sont traditionnellement qualifiés de
« cognitifs » dans le sens où ils sont traités par des processus conscients, lents et coûteux en ressources de traitement par opposition aux indices binoculaires qui ont des bases plus physiologiques et relèvent de traitements plus automatiques, rapides et inconscients (Greenwald et al., 2005; Mazyn et al., 2004 ; Bruce et al., 2003 ; Rock , 2001). Avec la pratique, il semblerait que les indices monoculaires soient intégrés en temps réel à l’action et soient traités plus rapidement et inconsciemment chez les chirurgiens experts, tandis que la performance des sujets novices en 2D serait, au contraire, caractérisée par un traitement quasi conscient des indices monoculaires pour guider leur action (par exemple, l’utilisation presque explicite de l’indice de recouvrement).
Par ailleurs, la sensibilité à la différence entre la vision 2D et 3D, mise en évidence chez les experts en robotique, ne correspond pas exactement à celle des sujets novices : contrairement à ces derniers, les chirurgiens experts en robotique ont également mis en place des mécanismes de compensation en vision 2D (puisque ceux-ci obtiennent des performances similaires à celles des chirurgiens experts en laparoscopie quand ils sont en 2D, quelle que soit la technique) mais leur expertise avec le système robotique leur permet de mieux exploiter l’information visuelle en 3D et d’améliorer ainsi leur performance dans cette condition par rapport à celle des chirurgiens experts en laparoscopie classique. De fait, la seule différence qui existe entre les chirurgiens experts en robotique et les experts en laparoscopie est observée lors de l’utilisation du système robotique en vision 3D, mais pas dans les autres conditions.
Si l’on se place maintenant sur le plan instrumental, nos résultats mettent en évidence que les performances des sujets novices sont, de manière générale, moins bonnes en laparoscopie classique qu’avec le système robotique. Chez les chirurgiens au contraire,
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sujets novices sont particulièrement en difficulté lors de la manipulation des instruments de laparoscopie, la performance des chirurgiens experts semble quant à elle plus perturbée par l’utilisation du robot en vision 2D que par la laparoscopie classique, dont ils sont experts dans le maniement. Ces résultats sont également reproduits au niveau de l’évaluation subjective : les chirurgiens experts (particulièrement ceux experts en laparoscopie) se sentent plus sûrs d’eux et moins en difficulté en laparoscopie classique qu’avec le robot en vision 2D.
5 CONCLUSIONS
Nos résultats montrent que les meilleures performances des sujets experts s’expliquent aussi bien sur un plan perceptif (meilleur traitement de l’information visuelle en 2D) que sur un plan instrumental (meilleure maîtrise de la laparoscopie). En outre, nous montrons que la performance des chirurgiens experts en robotique n’est pas identique à celle des chirurgiens experts en laparoscopie : ceux-ci semblent moins sensibles à l’apport du 3D procuré par le système robotique. Enfin, l’ensemble de nos résultats apporte des éléments qui expliquent les contradictions, relevées dans la littérature chirurgicale, concernant l’impact des images en 2D et 3D : certaines études qui examinaient les performances de sujets novices montraient des différences de performance entre la vision 2D et 3D (Hubens et al., 2003 ; Taffinder et al., 1999) tandis que d’autres qui étudiaient la performance de chirurgiens confirmés n’obtenaient pas ces différences (Hanna et al., 1998, 1997 ; Chan et al., 1997 ; Crosthwaite et al., 1995). Ces contradictions trouvent une explication dans nos résultats qui montrent que les chirurgiens habitués à traiter des images en 2D sont devenus moins sensibles à l’apport procuré par la vision 3D que des sujets novices.
Notre étude présente certaines limites. La plus importante est la petite taille de notre échantillon d’experts en robotique (n=4). La chirurgie robotique étant une toute nouvelle technologie, il ne nous a pas été possible d’observer la performance d’un plus grand nombre d’experts en robotique. Cette limite reflète un inconvénient majeur des recherches réalisées dans des environnements naturels, qui sont dépendantes de la réalité du terrain.