Serious games for e-health : an application for training practitioners

Les Jeux Sérieux (Serious Games) sont des jeux vidéo qui sont conçus avec un objectif premier qui n'est pas le divertissement. Les jeux sérieux sont de plus en plus utilisés dans le domaine de la santé en tant qu'outil éducatif dans le cadre de la formation à la médecine, ou pour aider au rétablissement des patients. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la conception d'un jeu sérieux pour la formation des médecins généralistes, en nous intéressant tout particulièrement à l'apprentissage des compétences communicationnelles et interpersonnelles qui jouent un rôle très important dans le métier de médecin, et qui sont assez peu présentes dans les programmes des cursus de formation. Nous nous intéressons en particulier aux méthodologies de conception d'un tel jeu qui doit délivrer un contenu utilitaire tout en équilibrant apprentissage et divertissement. Afin de mener ce travail, nous présentons dans la première partie de la thèse une analyse des méthodes existantes de conception de jeux sérieux en étudiant en particulier les mécanismes permettant de motiver le joueur ainsi que les principaux design patterns de conception. Nous expliquons en quoi les jeux sérieux nécessitent une architecture particulière dont la principale caractéristique est de séparer clairement les concepts nécessaires à l'apprentissage de ceux liés à l'aspect ludique. Nous proposons ensuite une modélisation de la consultation médicale qui en plus de rendre compte du processus métier auquel elle correspond, permet de représenter les différents éléments nécessaires à l'implémentation algorithmique d'un moteur de dialogue entre un joueur et un patient virtuel. Cette modélisation utilise les ontologies pour décrire les connaissances impliquées et nous montrons comment un scénario de consultation médicale peut se décrire en termes d'instances de ces ontologies. Ces ontologies incluent quatre niveaux qui décrivent le profil du patient, le résultat de consultation, le scénario et la phrase. Cette description est accessible aux experts formateurs qui disposent donc d'un outil leur permettant de définir les objectifs pédagogiques que le joueur-apprenant doit atteindre au cours de la simulation. Ces analyses sont enfin appliquées au cas de la consultation médicale et nous décrivons l'architecture d'un jeu que nous avons conçu appelé AgileDoctor. Ce jeu a pour objectif de permettre à un apprenant de jouer le rôle d'un médecin qui mène des consultations médicales en accueillant des patients aux profils divers.Serious games are games designed for a primary purpose other than pure entertainment. More and more, serious games are developed and used in the health area as educational tools dedicated to medical knowledge training, or helping with the recovery of the patients. Communication and interpersonal skills for general practitioners in medical consultation play an important role in providing high-quality health care and establishment of good doctor-patient relationship. However, specific trainings on communication skills for doctors and medical school students are often overlooked. Comparing to traditional training approaches by using role-playing and standardized patients, an educational tool in form of a game can maximize the variety of scenario, reduce the limitation and enhance learner's motivation. For the above purposes, in this thesis we are interested in the design of a serious game for training general practitioners, in particular on communication skills learning. We are particularly interested in design methodologies of such a game, which is able to deliver a utility content while balancing learning and entertainment. To conduct this work, firstly we present an analysis of existing methods of serious games design by studying the mechanisms to motivate the player as well as the main design patterns. We explain how serious games require a special architecture in the design phase whose main characteristic is to clearly separate the concepts necessary for learning to those associated with the fun aspect. We then propose a model of medical consultation based on our analyses of identification of key concepts in the medical consultation process. This model is used to represent the different elements required for algorithmic implementation of a dialogue engine between a doctor and a patient. Our modeling uses ontologies to describe involved domain knowledge and show how a medical consultation scenario can be described in terms of instances of these ontologies. The proposed ontologies include four levels which describe the patient's profile, the result of consultation, the scenario and the phrase respectively. This description is available to the trainers and domain experts by using the authoring tool thus allows them to define the educational objectives for the player-learner during the simulation process. Finally these models are implemented and applied to the case of medical consultation. We represent the architecture of a serious game that we've designed called AgileDoctor. This game aims to enable a learner to play the role of a doctor who conducts medical consultations facing the patients of various profiles