Thèse Etude de l'Imputabilité de la Charge Cognitive du Chirurgien et de ses Déterminants dans la Survenue d'Évènements Indésirables Peropératoires. H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health École doctorale : Cancérologie : Biologie - Médecine - Santé Laboratoire de recherche : Physiopathogenèse et traitement des maladies du foie Direction de la thèse : Eric VIBERT ORCID 0000000332971947 Début de la thèse : 2026-11-02 Date limite de candidature : 2026-09-01T23:59:59 Cette thèse vise à étudier l'impact de la charge cognitive (CC) du chirurgien sur la survenue d'évènements indésirables peropératoires (EIP) lors de colectomies coelioscopiques pour cancer. La charge cognitive correspond à la quantité de ressources mentales mobilisées pendant une tâche. En chirurgie, elle dépend de facteurs intrinsèques (expérience, fatigue, âge...) et extrinsèques (complexité opératoire, interruptions, environnement). Une CC excessive ou insuffisante pourrait être impliquée dans environ un tiers des EIP, eux-mêmes associés à une augmentation de la morbi-mortalité postopératoire.
L'hypothèse principale est qu'une variation peropératoire de la charge cognitive du chirurgien est associée à une augmentation des EIP. L'objectif principal est donc d'évaluer si la CC du chirurgien est indépendamment liée à la survenue d'EIP au cours d'une chirurgie programmée. Le critère de jugement principal est l'apparition d'un EIP selon la classification ClassIntra v1.0.
Il s'agit d'une étude observationnelle française monocentrique, prospective, classée RIPH3, menée au Centre Hospitalier de Versailles. Elle inclura des chirurgiens digestifs juniors et seniors ainsi que 50 patients opérés d'une colectomie droite ou gauche par voie coelioscopique pour cancer.
La mesure de la charge cognitive reposera sur une approche multimodale combinant :
un questionnaire subjectif (SURG-TLX) rempli avant et après l'intervention ; un Holter ECG enregistrant en continu la fréquence cardiaque et la variabilité cardiaque ; un Holter EEG mesurant l'activité cérébrale au repos puis pendant l'intervention ; des dosages répétés de cortisol salivaire. Un des temps opératoire étudié sera la ligature et la section vasculaire, étape jugée particulièrement complexe.
Les données physiologiques seront synchronisées à un enregistrement audio-vidéo de l'intervention afin d'identifier précisément les interruptions de tâche et les EIP. Les EIP seront détectés soit par déclaration du chirurgien soit après analyse vidéo, avec horodatage systématique.
Les objectifs secondaires sont : identifier les déterminants de la charge cognitive ; étudier le lien entre ces déterminants et les EIP ; analyser l'impact sur la morbi-mortalité postopératoire à J30 et J90 ; développer un modèle prédictif de survenue d'EIP.

L'analyse statistique combinera analyses descriptives, corrélations et régressions multivariées. Les signaux ECG et EEG seront analysés selon différents marqueurs de charge cognitive. Une analyse temporelle explorera les liens dynamiques entre variations physiologiques et survenue des EIP. Enfin, une approche d'apprentissage profond (LSTM, CNN ou Transformer) sera utilisée pour développer un modèle prédictif basé sur les données physiologiques synchronisées.
Les risques liés à l'étude sont minimes, essentiellement limités à un inconfort lié au port des capteurs EEG/ECG. Aucun risque particulier n'est attendu pour les patients. À long terme, cette étude pourrait améliorer la compréhension des mécanismes cognitifs en chirurgie et contribuer au développement d'outils de détection précoce des situations à risque afin de réduire les complications opératoires. La charge cognitive (CC) correspond à l'ensemble des ressources mentales mobilisées lors d'une tâche. En chirurgie, elle dépend de facteurs intrinsèques (expérience, fatigue, expertise) et extrinsèques (complexité opératoire, environnement, interruptions) [1]. Selon la Cognitive Load Theory, une surcharge cognitive peut altérer les capacités d'analyse, d'anticipation et de prise de décision du chirurgien. Plusieurs outils permettent d'évaluer cette charge, soit par des approches subjectives comme les questionnaires [2], soit par des mesures objectives [3]. Parmi elles, l'électroencéphalographie (EEG) apparaît comme l'une des méthodes les plus sensibles pour détecter les variations fines de CC et identifier précocement les situations de surcharge [4]. Malgré l'intérêt croissant pour ce sujet, peu d'études ont combiné simultanément plusieurs outils d'évaluation en conditions opératoires réelles.
La littérature suggère qu'environ un tiers des évènements indésirables peropératoires (EIP) pourrait être lié à une CC excessive ou insuffisante [5]. Les EIP, définis comme tout écart au déroulement opératoire idéal entre l'incision et la fermeture cutanée, sont associés à une augmentation de la morbi-mortalité postopératoire [6]. L'hypothèse de l'étude est donc qu'une variabilité peropératoire de la charge cognitive du chirurgien est associée à une augmentation des EIP.
L'étude repose sur une approche multimodale de mesure de la CC. L'ECG permet d'évaluer l'activité du système nerveux autonome via la fréquence cardiaque et la variabilité de fréquence cardiaque (HRV). Une augmentation de la CC entraîne une baisse des indices parasympathiques tels que la RMSSD et la puissance HF [7]. Les paramètres non linéaires de HRV sont particulièrement performants pour discriminer les niveaux de charge cognitive en temps réel [8], faisant de l'ECG un outil simple, fiable et validé pour le monitorage continu en milieu opératoire [9].
L'EEG constitue le principal outil neurophysiologique de l'étude. Les variations des bandes thêta frontale et alpha postérieure sont reconnues comme des marqueurs robustes de charge cognitive [10]. L'EEG a démontré sa faisabilité en chirurgie réelle, y compris robot-assistée, avec une capacité à distinguer les phases opératoires complexes, les niveaux d'expertise et les situations de stress [11].
Le cortisol salivaire sera utilisé comme biomarqueur complémentaire du stress aigu. Non invasif, il reflète l'activation de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien. Les études montrent une augmentation du cortisol lors des gestes techniquement difficiles et une diminution progressive avec l'expérience chirurgicale [12].
Enfin, l'évaluation subjective reposera sur le questionnaire SURG-TLX, dérivé du NASA-TLX et spécifiquement développé pour la chirurgie [13]. Cet outil analyse six dimensions de la charge cognitive (exigences mentales, physiques, temporelles, complexité, stress et distractions) et présente une bonne corrélation avec les mesures physiologiques objectives. Sa version française a récemment été validée [14].
L'étude inclura des chirurgiens juniors et seniors réalisant des colectomies coelioscopiques pour cancer, intervention fréquente associée à une charge cognitive élevée et à un risque significatif d'EIP, permettant ainsi une analyse fiable des données physiologiques en conditions réelles. Objectif Principal :
Etudier si la charge cognitive du chirurgien est indépendamment associée à la survenue d'évènements indésirables au cours d'une chirurgie programmée.

Critère d'évaluation Principal :
Apparition d'au moins un EIP selon la classification de Classintra v1.0.

La classification ClassIntra 1.0 a fait l'objet d'une validation prospective internationale, portant sur 2520 patients, incluant différents types de chirurgies. Cette étude a démontré une corrélation claire entre la sévérité des événements peropératoires et les complications postopératoires. Un travail spécifique a analysé la reproductibilité dans un sous-groupe de 1270 patients opérés en chirurgie viscérale. La relation entre les grades ClassIntra et la sévérité des complications post-opératoires est restée constante. Plus le grade ClassIntra augmente, plus le risque de complications postopératoires augmente de manière progressive et reproductible.
La classification définit les EI comme tout écart par rapport au déroulement intraopératoire idéal survenant entre l'incision cutanée et la fermeture cutanée. Tout événement lié à la chirurgie et à l'anesthésie pendant l'intervention chirurgicale de référence doit être pris en compte et évalué immédiatement après l'intervention. L'indication chirurgicale et les interventions doivent être conformes
aux directives en vigueur. Pourrons donc être relevés différents types d'EI : chirurgicaux (Lésions d'organes : perforations, plaies
vasculaires, lésions nerveuses ; Hémorragie peropératoire ; Incident technique opératoire : difficulté d'exposition, perte du pneumopéritoine, problème de suture ; Retard ou échec de technique ; Conversion en laparotomie) ; Anesthésiques (Arythmies peropératoires, hypotension ou hypertension sévère, hypoxie / désaturation, bronchospasme ou laryngospasme, problèmes d'intubation, réaction allergique ou anaphylaxie) ; Organisation/logistique (défaillance de matériel : casse d'instrument, dysfonctionnement d'appareil d'énergie, problème de disponibilité d'équipe, erreur dans le matériel implantable) ; Autres (Incidents environnementaux, chute du patient lors du transfert peropératoire...).
Evènements non définis comme des événements indésirables peropératoires : séquelles, échecs thérapeutiques, événements liés à la maladie sous-jacente, site incorrect ou patient incorrect opéré, ou erreurs d'indication.
Au cours de l'étude : Chaque évènement sera gradé selon la classification Classintra 1.0 et sera relevé par un même bservateur-chirurgien lors de l'intervention.
A la fin de chaque intervention, un contrôle avec le chirurgien opérateur et l'anesthésiste sera effectué pour identifier et grader au mieux l'EIP.

Objectifs secondaires et leurs critères d'évaluation :
- identifier les déterminants de la CC peropératoire avec l'analyse des paramètres intrinsèques objectifs (EEG, ECG, cortisol salivaire, données cliniques du chirurgien) et subjectifs (SURG-TLX) du chirurgien et extrinsèques liés aux données du patient et de l'environnement (données cliniques, biologiques, scannographiques...) ;
- Rechercher une association entre les déterminants de la CC et la survenue d'EIP ;
- Etudier l'association de ces données à la morbi-mortalité post-opératoire du patient à J30 et J90 selon la classification Clavien-Dindo.
- Création d'un modèle prédictif de survenue d'EIP Il s'agit d'une étude clinique observationnelle, prospective, descriptive, monocentrique, de catégorie RIPH3, réalisée au Centre Hospitalier de Versailles. L'étude inclura 50 colectomies droites ou gauches programmées pour cancer réalisées par voie coelioscopique sur une période d'inclusion de 15 mois, avec un suivi postopératoire à J30 et J90.
La population étudiée comprendra :
- des chirurgiens digestifs juniors et seniors du service de chirurgie digestive et oncologique, âgés de plus de 18 ans, diplômés, pratiquant la chirurgie coelioscopique et opérateurs principaux de l'intervention ;
- des patients majeurs pris en charge pour un cancer colique nécessitant une colectomie coelioscopique.

Critères d'inclusion :
- Chirurgiens :
1/ Âge 18 ans,
2/ Diplômé, thésé,
3/ Pratiquant l'approche coelioscopique,
4/ Etre le chirurgien principal de l'intervention du début à la fin,
4/ Adhésion au protocole de l'étude.
- Patients :
1/ Âge 18 ans,
2/ Patients nécessitant une colectomie droite ou gauche pour cancer,
3/ Approche coelioscopique,
4/ Affiliation à l'assurance maladie publique française,
5/ Informés.
Critères d'exclusion :
- Chirurgiens :
1/ Antécédents cardiaques,
2/ Prise de médicament ayant un effet sur le système nerveux central ou autonome,
3/ Femme enceinte,
4/ Refus de participation.
- Patients :
1/ Présence de métastases péritonéales mise en évidence lors de l'exploration peropératoire induisant une laparoconversion,
2/ Patients ayant eu plusieurs chirurgies abdominales antérieures majeures par laparotomie compromettant la réalisation d'une coelioscopie,
5/ Patient sous tutelle ou curatelle,
6/ Patient privé de liberté et faisant l'objet d'une mesure de protection,
7/ Refus de participation.

L'objectif principal est d'étudier l'association entre la charge cognitive peropératoire du chirurgien et la survenue d'évènements indésirables peropératoires (EIP), évalués selon la classification ClassIntra v1.0.

La charge cognitive sera évaluée par une approche multimodale combinant :
- des mesures neurophysiologiques objectives : EEG Holter continu, ECG Holter continu et dosage du cortisol salivaire ;
- une mesure subjective par le questionnaire SURG-TLX administré en pré- et postopératoire immédiat.

Un enregistrement basal EEG/ECG et cortisol salivaire sera réalisé au repos avant toute intervention afin de disposer d'une référence individuelle. Durant l'intervention, les signaux EEG et ECG seront enregistrés en continu et synchronisés avec les temps opératoires. Des prélèvements de cortisol salivaire seront effectués avant l'intervention, après le temps opératoire d'intérêt (ligature et section des vaisseaux nourriciers) et en post-opératoire immédiat.
Les facteurs intrinsèques du chirurgien (âge, sexe, expérience, sommeil, consommation tabac/café, activité professionnelle récente) ainsi que les facteurs extrinsèques liés à l'environnement opératoire (interruptions de tâche, bruit, organisation du bloc, composition de l'équipe) seront recueillis prospectivement.
Les interventions feront l'objet d'un enregistrement audio-vidéo synchronisé permettant l'identification et l'horodatage des EIP. Les complications postopératoires seront recueillies à J30 et J90 selon la classification de Clavien-Dindo.

Les analyses statistiques comprendront des analyses descriptives, des comparaisons univariées et des modèles multivariés de régression logistique afin d'étudier l'association entre charge cognitive et EIP. Une analyse temporelle des signaux physiologiques sera également réalisée. Enfin, une approche exploratoire de modélisation prédictive par apprentissage profond (LSTM/CNN/Transformer) sera utilisée pour explorer la prédiction automatisée des EIP à partir des données EEG et ECG synchronisées.

Chirurgien ou interne/jeune chirurgien très motivé par la recherche clinique translationnelle, les facteurs humains en chirurgie et les neurosciences appliquées au bloc opératoire et en chirurgie oncologique. Le candidat devra avoir un intérêt fort pour l'amélioration de la sécurité des soins et l'analyse des déterminants cognitifs de la stratégie chirurgicale.
Le projet nécessite un profil rigoureux, autonome et impliqué, capable de travailler au sein d'équipes multidisciplinaires associant chirurgiens, neuroscientifiques et chercheurs en analyse de données. Une appétence pour la recherche clinique, la méthodologie scientifique, le traitement de données physiologiques (EEG/ECG) et les nouvelles technologies en santé est attendue.
Une motivation importante pour les travaux en conditions réelles au bloc opératoire, l'innovation médicale et le développement de modèles prédictifs en chirurgie sera particulièrement appréciée.