Évaluation de la validité des capteurs pour le suivi du mouvement chez les enfants/jeunes ayant des capacités neuromotrices diverses (MOCAP)

Des problèmes dans le développement prénatal du cerveau ou une lésion cérébrale pendant la petite enfance peuvent provoquer une paralysie cérébrale (PC), un trouble non progressif associé à une altération du mouvement, de la posture et de l'équilibre. La PC est le handicap moteur le plus courant chez les enfants, touchant deux à trois enfants pour 1000 naissances.

Bien que la PC soit un handicap permanent, une ergothérapie et une kinésithérapie peuvent être mises en œuvre pour aider à améliorer la fonction motrice ou gérer les symptômes au fil du temps. Cependant, l'accès à ces thérapies peut être limité par des contraintes financières, temporelles et géographiques. Cela motive l'intérêt pour les programmes de rééducation à domicile. Plusieurs études ont évalué la possibilité d'utiliser des jeux vidéo actifs (JVA) pour compléter les interventions de rééducation conventionnelles en personne et augmenter la motivation des enfants. L'utilisateur interagit avec l'environnement dans le JVA via différentes interfaces de suivi des mouvements, allant de simples unités de mesure inertielles (par exemple, la manette Wii) à des capteurs de profondeur 3D (par exemple, Microsoft Kinect). D'après une méta-analyse menée par Ren et al., il a été constaté que les JVA améliorent la fonction motrice globale des enfants atteints de PC.

Compte tenu des objectifs de rééducation et des capacités individuelles de chaque enfant, les JVA sont plus efficaces lorsqu'ils peuvent être calibrés pour cibler des segments corporels spécifiques pour le développement des compétences motrices. Idéalement, les JVA s'adapteraient aux performances physiques de l'enfant de la même manière qu'un thérapeute observe les progrès d'un patient et ajuste l'intensité et la fréquence de l'exercice. Les données collectées à partir de systèmes technologiques, comme un système de suivi de mouvement optoélectronique, ont le potentiel de suivre les changements dans les capacités de mouvement pour soutenir le suivi des progrès. Les systèmes de capture de mouvement optoélectronique de référence (par exemple, Vicon, Motion Analysis) sont trop coûteux pour un usage domestique, mais il existe des produits commerciaux à faible coût qui sont pratiques pour une utilisation à domicile (par exemple, Microsoft Kinect, Orbbec Persee). Bien que les capacités de suivi des mouvements de ces appareils soient suffisantes pour soutenir le jeu, on ne sait pas avec quelle précision ils suivent les mouvements (i) pendant le jeu et (ii) pour les enfants ayant des compétences et des schémas moteurs variés. Cette information est pertinente pour valider l'utilisation du suivi de mouvement optoélectronique à faible coût pour (i) fournir un retour de haute qualité et soutenir la pratique des exercices de thérapie (par exemple, dans quelle mesure ces systèmes peuvent-ils reconnaître et fournir un retour sur les exercices de la même manière qu'un thérapeute le ferait?) et (2) suivre les changements dans les performances motrices (c'est-à-dire, dans quelle mesure ces systèmes peuvent-ils être utilisés pour quantifier et suivre avec précision les changements dans les compétences motrices?).

Pour augmenter l'accessibilité pour une plus grande population d'enfants atteints de PC, une série de jeux vidéo interactifs ont été créés au Possibility Engineering and Research Lab (PEARL), qui suit les exercices de rééducation et les intègre dans le jeu. Les jeux vidéo, Bootle Blast (BB) et Bootle Boot Camp (BC), utilisent un capteur de profondeur 3D, l'Orbbec Persee+. Bootle Blast a été testé avec succès par 4 enfants atteints de PC sur 12 semaines dans leurs maisons et utilisé dans les cliniques du Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital depuis 2017. À ce jour, le suivi corporel a été principalement utilisé pour soutenir les interactions des enfants dans les jeux. Sa précision pour suivre les exercices de thérapie, son potentiel à fournir un retour de haute qualité et sa validité pour quantifier les qualités du mouvement (par exemple, l'amplitude de la portée, la fluidité du mouvement, la trajectoire du mouvement) restent à établir.

L'objectif général de cette étude est d'établir l'utilité clinique et la précision des systèmes de capture de mouvement sans marqueur (par exemple, l'Orbbec Persee+/Astra 2, le LiDAR d'Apple, les caméras 2D + logiciel de suivi corporel) pour suivre les exercices de thérapie et les mouvements pendant le jeu.