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Lors d’un exercice de simulation pour l’ablation d’une tumeur cérébrale, les algorithmes améliorent les résultats et l’apprentissage technique

La pandémie de COVID-19 a imposé des limites à la formation médicale, mais elle a aussi ouvert des possibilités. Dans plusieurs domaines, l’apprentissage à distance a fait des pas de géants. Une nouvelle étude démontre qu’un système de tutorat fondé sur l’intelligence artificielle (IA) en distanciel obtient des résultats supérieurs à ceux des formateurs spécialisés.

Le Centre de simulation neurochirurgicale et d’apprentissage de l’intelligence artificielle du Neuro (Institut-Hôpital neurologique de Montréal) a recruté soixante-dix étudiants en médecine pour réaliser l’ablation virtuelle d’une tumeur cérébrale sur un simulateur neurochirurgical. Après une répartition aléatoire, un des groupes d’étudiants a reçu des directives et un retour d’information de la part d’un tuteur IA, l’autre groupe suivait un instructeur expert à distance, et le groupe témoin n’a reçu aucune consigne.

Un assistant opérationnel virtuel (AOV) basé sur un algorithme d’apprentissage automatique enseignait une technique chirurgicale efficace et sécuritaire tout en fournissant des commentaires personnalisés. Pendant ce temps, un système intelligent de surveillance continue de l’expertise (ICEMS) à apprentissage profond et un groupe d’experts évaluaient les résultats obtenus par les étudiants.

Dans l’autre groupe, des instructeurs à distance ont suivi les simulations chirurgicales en direct en formulant des commentaires sur les performances des étudiants.

Selon les constatations des chercheurs, les étudiants qui ont reçu des instructions et un retour d’information par AOV ont acquis des techniques chirurgicales 2,6 fois plus vite et ont obtenu des résultats supérieurs de 36 % à ceux qui étaient formés par des instructeurs à distance. Alors que les chercheurs s’attendaient à ce que les participant à la formation par AOV ressentent plus de stress et d’émotions négatives, ils n’ont constaté aucune différence significative entre les deux groupes.

L’issue d’une intervention sur le cerveau pour le patient dépend grandement de la compétence du chirurgien. L’AOV semble un moyen efficace de parfaire l’exécution pour les neurochirurgiens et d’améliorer la sécurité des patients tout en allégeant la charge des instructeurs.

« Les tuteurs à intelligence artificielle comme l’AOV sont appelés à devenir un outil précieux pour la formation de la prochaine génération de neurochirurgiens », déclare le D^r Rolando Del Maestro, auteur en chef de l’étude. « L’AOV a considérablement accéléré l’acquisition d’une expertise tout en créant un milieu d’apprentissage remarquable. Les études en cours explorent les modalités d’une collaboration optimale entre les instructeurs et les tuteurs intelligents alimentés par l’IA en vue d’améliorer la maîtrise des compétences neurochirurgicales. »

Les systèmes de tutorat intelligent disposent d’une multiplicité de plateformes de simulation qui offrent des possibilités presque illimitées de pratique répétitive sans les contraintes imposées par le besoin d’une supervision », explique Ali Fazlollahi, auteur principal de l’étude. « La poursuite de la recherche, la mise au point et la diffusion des systèmes de tutorat intelligents nous permettront d’être mieux préparés pour les évolutions constantes à l’avenir.

, publiée dans le Journal of the American Medical Association (JAMA Network Open) le 22 février 2022, a été financée par la Fondation Franco Di Giovanni, le Collège royal des médecins et chirurgiens du Canada et une subvention de recherche de la Fondation canadienne des tumeurs cérébrales, ainsi que par Le Neuro. Le D^r Jason Harley du département de chirurgie de l’Université ¿´Æ¬ÊÓƵ dirigeait l’évaluation cognitive.

Le Neuro

L’Institut-hôpital neurologique de Montréal – Le Neuro – est une destination bilingue de renommée mondiale en recherche sur le cerveau et en soins neurologiques de pointe. Depuis sa fondation en 1934 par le célèbre neurochirurgien Dr Wilder Penfield, Le Neuro est devenu le plus grand centre clinique et de recherche spécialisé en neurosciences au Canada, et l’un des plus grands au monde. L’intégration harmonieuse de la recherche, des soins aux patients et de la formation des plus grands spécialistes du monde contribue à faire du Neuro un centre d’excellence unique pour l’avancement des connaissances sur les troubles du système nerveux et leur traitement. En 2016, Le Neuro est devenu le premier institut au monde à adopter pleinement la philosophie de la science ouverte, en créant l’Institut de science ouverte Tanenbaum. L’Institut neurologique de Montréal est un institut de recherche et d’enseignement de l’Université ¿´Æ¬ÊÓƵ. L’Hôpital neurologique de Montréal s’inscrit dans la mission en neurosciences du Centre universitaire de santé ¿´Æ¬ÊÓƵ.