Réunion de Printemps 2019 (16 mai 2019)

Intelligence Artificielle et ses applications

Journée scientifique Coordonnée par Mohamed Slimane et Pierre Gaucher (LIFAT/ Université de Tours)

à l’INJS

Programme

10h00 : Pierre Gaucher / Mohamed Slimane : Présentation de la matinée.

10h15: Raghid Samout (Société Worldline)
« La prise en compte du comportement et des émotions d’un utilisateur en situation de handicap pour concevoir un produit accessible. »

Description : Une offre de confort d’accessibilité est proposée par la société Worldline. Un cas pratique autour d’un terminal de paiement accessible aux personnes handicapées.

10h45 : Frédéric Bousefsaf et Alain Pruski (LCOMS /Université de Lorraine),
« Estimation de la fréquence cardiaque par analyse vidéo basée sur un modèle neuronal convolutif. »

Résumé : Près de la moitié des maladies invalidantes sont d’origine respiratoire ou cardiovasculaire. Ces dernières sont désignées première cause de mortalité dans le monde par l’OMS. Les personnes en situation de handicap (en particulier dans le cas d’une déficience motrice) sont plus sujettes à une pression artérielle élevée comparées aux personnes sans handicap et sont donc d’autant plus concernées par les risques cardiovasculaires. Différentes technologies permettent désormais de mesurer signaux physiologiques et fonctions vitales de manière déportée. Les caméras bas coût et les webcams sont, par exemple, des systèmes accessibles qui permettent d’évaluer l’état de l’appareil cardiovasculaire en vue du diagnostic de pathologies relatives au cœur ou aux vaisseaux sanguins.

Nous proposons de présenter les recherches que nous effectuons dans ce domaine. Ces travaux s’appuient sur les techniques modernes d’intelligence artificielle et concernent le développement d’une méthode basée sur les réseaux de neurones convolutifs 3D permettant de mesurer et cartographier la fréquence cardiaque à partir d’une vidéo enregistrée par une caméra standard. La méthode est complètement automatique et ne requiert aucun prétraitement des images. De plus, le réseau de neurones produit une carte de prédiction, c’est-à-dire une prédiction par groupe de pixels. Une procédure particulière d’apprentissage a été développée afin de générer des données synthétiques utilisées pour l’apprentissage du modèle neuronal. Les résultats préliminaires montrent que ce type d’architecture permet d’extraire la fréquence cardiaque à partir de vidéos (contenant des visages dans notre cas) sans qu’aucun prétraitement ne soit nécessaire.

L’estimation déportée de fonctions physiologiques concerne tout autant les personnes saines que malades ou immobilisées, vieillissantes ou en perte d’autonomie ainsi que dépendantes ou en situation de handicap.

11H15 : Jean–Yves Antoine (LIFAT/ Université de Tours),
« Aide à la communication pour personnes handicapées : l’adaptation, la sémantique et la dyslexie  »

Résumé : L’aide à la communication permettent à des personnes lourdement handicapées ayant perdu l’usage de la parole ou un contrôle moteur aisé des membres antérieurs (paralysie cérébrale, locked-in syndrom, maladie de Charcot, tétraplégie…) de communiquer de manière autonome à l’aide d’un clavier virtuel et éventuellement d’une synthèse vocale. Dans ce cas, le message de communication est saisi lettre par lettre sur le clavier virtuel, tâche longue et cognitivement fatigante. Pour faciliter cette communication médiée par l’ordinateur, nous développons des techniques de prédiction de mots qui évitent à l’utilisateur de saisir tous les caractères de ses messages. Ces solutions existent déjà sur les téléphones mobiles : nous verrons que les technologies que nous développons en Traitement Automatique des Langues sont plus ambitieuses, puisqu’elle permettent une forte adaptation à l’utilisateur (son style d’écriture, son vocabulaire propre) et qu’elles sont capables de s’adapter au thème du discours. Nos recherches sont menées en collaboration avec le Centre Mutualiste de Rééducation et Réadaptation Fonctionnelle de Kerpape ainsi qu’avec la Plate-Forme Nouvelles Technologies de l’Hôpital Poincaré de Garches. Ces centres accueillent de nombreux enfants handicapés en apprentissage de la langue ou souffrant de troubles dyslexiques. Nous présenterons également nos travaux en cours sur l’adaptation de la prédiction à des personnes maîtrisant imparfaitement la langue, travaux qui concernent aussi bien les personnes handicapées que le grand public.

11h 45 Sergii Poltareskyi (Société Imascap)
« La réalité mixte au bloc opératoire »

Résumé : La réalité mixte est une nouvelle technologie qui entre rapidement dans le domaine médical et qui pourrait changer radicalement la pratique quotidienne du personnel médical. Dans cette communication, je parlerai de notre vision de l’utilisation de la technologie de réalité mixte dans la pratique orthopédique.

L’éducation des patients et/ou des chirurgiens est un premier axe potentiel où la réalité mixte pourrait être utilisée. Je montrerai rapidement notre prototype actuel et discuterai des avantages de cette approche.

Je parlerai ensuite de l’utilisation de la réalité mixte en salle d’opération. Je discuterai des avantages que les chirurgiens obtiendront en étant capable d’afficher et de modifier la planification de la chirurgie en temps réel lors d’une intervention chirurgicale.

À la fin, je présenterai notre prototype actuel qui permet de guider les gestes chirurgicaux lors d’une intervention chirurgicale. Je parlerai des avantages possibles par rapport aux approches actuelles et des difficultés à résoudre pour mettre ce produit sur le marché.

12h15 Donatello Conte (LIFAT/ Université de Tours)
« Détection et suivi dans les images échographiques pour l’aide à la pratique anesthésiologie »

Résumé : L’anesthésie loco-régionale présente une alternative intéressante à l’anesthésie générale dans de nombreuses interventions chirurgicales. Il réduit l’intensité de la douleur, améliore la mobilité postopératoire et facilite le congé précoce de l’hôpital. Traditionnellement, cette technique est réalisée avec un guidage aveugle de l’aiguille vers le nerf cible. Cette méthode de guidage de l’aiguille augmente le risque de défaillance, de traumatisme nerveux et de toxicité anesthésique locale. Pour réduire ces complications, la tendance actuelle est d’utiliser la technique d’anesthésie régionale guidée par l’imagerie ultrasonore (Ultrasound-Guided Regional Anesthesia UGRA). L’efficacité de l’UGRA a un impact énorme sur la pratique de l’anesthésie régionale.

La localisation et le suivi du nerf dans les images échographiques est l’une des tâches les plus difficiles que l’on peut rencontrer dans la procédure UGRA. Il est donc important de développer des méthodes automatiques de détection et suivi des nerfs efficaces pour aider les praticiens de l’UGRA. Cependant, la détection et le suivi robuste et automatisée des nerfs est difficile en raison du bruit inhérent et des artefacts des ultrasons, et de la variabilité de la structure nerveuse. Pour faire face à un tel problème, nous illustrons des solutions basées sur l’analyse d’images et de vidéos, et sur l’intelligence artificielle.

12h45 Conclusion (suivie du déjeuner)

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