L’avenir de la rééducation des mains et des poignets réside dans les jeux d’arcade amusants

Quand on pense à la réalité virtuelle (VR) et aux jeux vidéo, la première chose qui vient à l’esprit sont les expériences numériques récréatives. Cependant, au cours des dernières années, nous avons constaté un intérêt croissant pour les routines d'entraînement pilotées par un casque VR . Mais les applications vont bien au-delà. Plus tôt cette année, des neuroscientifiques ont détaillé une plateforme qui peut aider à la détection précoce de la maladie d'Alzheimer .

Des programmes thérapeutiques basés sur la réalité virtuelle sont également utilisés pour aider les gens à faire face à la douleur postopératoire. Les médecins déploient des programmes de formation VR pour une expérience d'apprentissage et d'enseignement plus immersive. Le Dr Yasir Naseem, expert en linguistique, a récemment déclaré à Digital Trends que la gamification révolutionnait l'industrie et que cela s'étendait jusqu'à la science médicale.

Le dernier développement de ce type est le fruit d'experts de l'Université Carlos III de Madrid, qui travaillent avec des hôpitaux de Barcelone et de Madrid pour aider les personnes ayant des problèmes de mobilité au niveau des poignets et des mains à l'aide de jeux. L’équipe s’appuie notamment sur le concept des exergames, qui mélangent exercice et jeu vidéo.

À cette fin, l'équipe a développé deux jeux inspirés des jeux d'arcade et un contrôleur spécialisé doté de capteurs capables de mesurer la force de préhension d'un individu et d'analyser également l'ensemble des mouvements de la main et du poignet. La plateforme connectée est ensuite capable d'enregistrer des détails tels que la fatigue et les temps de réaction, tout en créant un profil holistique de leur force.

Jeux et rééducation

Dans le lexique médical, on parle essentiellement de rééducation ciblée sur les mouvements de préhension de la main, de pronation-supination, de flexion-extension et de déviation ulnaire-radiale. Par rapport aux recherches précédentes portant sur l’efficacité des jeux d’exercices, la nouvelle plateforme eJamar contribue à améliorer la force de préhension tout en favorisant la rééducation de la mobilité des membres dans une mesure saine.

Selon l'un des experts à l'origine du projet, seulement 30 minutes d'engagement régulier ont contribué à améliorer de 100 % la force de préhension des patients tout en élargissant l'amplitude des mouvements du poignet. Le potentiel est pourtant immense.

L'équipe note que la plateforme eJamar peut aider à la guérison des blessures et des fractures de la main et, dans un avenir proche, aider également les patients souffrant de problèmes neurologiques tels que la maladie de Parkinson, la sclérose en plaques et les accidents vasculaires cérébraux.

Une autre victoire majeure est que cette approche peut considérablement réduire les problèmes logistiques associés à la prise de rendez-vous, aux déplacements et à l'obtention de l'attention requise dans les centres de santé et les hôpitaux.

En un mot, la téléréadaptation eJamar peut permettre d'économiser des coûts, du temps et de l'accessibilité pour toutes les parties prenantes de l'écosystème national des soins de santé. "Les jeux Peter Jumper et Andromeda sont simples à utiliser et aucune expérience préalable n'est nécessaire pour profiter du jeu", explique Oña Simbaña à Digital Trends.

Comment fonctionne la plateforme eJamar ?

L'élément le plus important de la plateforme eJamar est le contrôleur personnalisé, qui se concentre sur la force de préhension et la capacité d'un individu. "Le système eJamar intègre des capteurs de force, des IMU et un système de contrôle basé sur Arduino pour identifier les mouvements de la main et mesurer la force de la poignée", nous explique Edwin Daniel Oña Simbaña, professeur adjoint au département d'ingénierie des systèmes et d'automatisation (CC) de l'UC3M de l'institut.

Au cœur de la plateforme eJamar se trouve un contrôleur sans fil spécialisé qui gère le mouvement et la force du poignet. Le contrôleur comprend une poignée avec des rainures, qui épousent la forme des doigts tenant fermement un objet, un peu comme une poignée.

Les actionneurs de vibration internes installés à l'intérieur de la manette sans fil fournissent également aux joueurs un retour haptique correspondant à l'action dans le jeu, comme un impact ou des jalons de progression. Le capteur du système de mesure inertielle (IMU) est capable de suivre neuf degrés de liberté le long des trois axes.

Il existe également un bouton-poussoir qui sert de commande d'activation et de désactivation pour les expériences de jeu et qui réveille également le contrôleur du mode veille. Une unité informatique embarquée récupère et enregistre de manière sélective les données de mouvement de la main en fonction du jeu auquel elle est connectée.

L'un des éléments les plus importants du contrôleur eJamar est la jauge de contrainte, capable de mesurer une force de préhension jusqu'à 100 kgf. Pour un confort maximal, un bouton intégré permet d'ajuster la position de la poignée, en fonction de la taille de la main et du niveau de confort de chaque personne.

En ce qui concerne les jeux, le premier d'entre eux est Peter Jumper. Le titre se déroule dans un monde 3D où les joueurs parcourent un paysage urbain tout en évitant les obstacles. En fonction des préférences individuelles, des aspects tels que le niveau de difficulté, le retour haptique, la vitesse et la durée peuvent être ajustés. Avant de plonger dans le jeu, les limites de préhension sont calibrées en fonction de la force qu'une personne peut exercer sur la manette.

Lorsqu'ils jouent au jeu en mode pince, les utilisateurs doivent serrer la pince du contrôleur pour sauter. Le deuxième jeu s'appelle Andromeda, un jeu de tir spatial en 2D dans lequel les joueurs contrôlent un vaisseau spatial et tirent sur les ennemis. et collectez des objets de valeur pendant que vous y êtes.

L'objectif principal de ce jeu est d'aider les utilisateurs à augmenter leur adhérence et à libérer les mouvements du poignet. "Le but de ces fonctions de contrôle du jeu est de reproduire les exercices couramment effectués lors des séances de rééducation de la main et du poignet", indique l'article de recherche publié dans la revue Applied Sciences .

Il est intéressant de noter que la configuration système requise pour exécuter ces jeux est assez modeste et qu’ils fonctionnent sur macOS et Windows. Côté matériel, vous aurez besoin d'un processeur Intel Core i3-2100, de 4 Go de RAM, de 1 Go d'espace de stockage et d'un écran d'une résolution de 1280 x 720 pixels.

Fait intéressant, le contrôleur eJamar est non seulement compatible avec les deux jeux susmentionnés, mais également avec d'autres jeux dépendant du moteur de développement Unity. Lors des tests, les participants ont loué l'ensemble de l'expérience et son exécution accessible.

« Ces traitements sont particulièrement nécessaires aux patients souffrant de troubles neurologiques qui ont du mal à fréquenter les centres médicaux de réadaptation », note le document de recherche.

Pourquoi les jeux sont-ils idéaux pour la rééducation ?

Un élément crucial de l’ensemble de l’exercice réside dans les jeux et dans la manière dont ils offrent un parcours immersif et engageant vers la rééducation, qui peut souvent être éprouvant mentalement et physiquement. Il semble que l'objectif dès le départ était de rendre l'ensemble du processus amusant pour les participants, sans compromettre l'efficacité thérapeutique.

"L'un des défis du développement de jeux sérieux pour la santé est l'engagement. L'utilisation d'un design arcade a été bénéfique pour promouvoir l'engagement des patients et, par conséquent, l'observance du traitement", a déclaré à Digital Trends Oña Simbaña, professeur adjoint au département d'ingénierie des systèmes et d'automatisation (CC) de l'UC3M de l'institut.

Il est intéressant de noter que les deux jeux ne constituent pas seulement une expérience interactive et amusante. En fait, ils enregistrent toutes les données relatives aux mouvements des membres, qui sont ensuite importées dans le profil de santé électronique de chaque patient.

L’idée est fascinante et extrêmement bénéfique, mais elle n’est pas sans défis. Dans ce cas, l’intervention d’un professionnel de santé certifié est cruciale, contrairement à votre consultation habituelle en télésanté avec un médecin par appel vidéo.

« Malgré la conception de nos systèmes axés sur l'auto-administration, l'un des défis auxquels nous sommes confrontés aujourd'hui est l'assistance à distance, car il est nécessaire d'inclure des méthodes qui permettent au thérapeute d'interagir avec le patient en cas de besoin, explique Oña Simbaña.

Passant au domaine de la réalité virtuelle, l’équipe derrière la plateforme eJamar espère exploiter le statut grand public, en particulier le prix demandé plus bas des casques VR, pour développer des outils de rééducation. Les travaux sont déjà en cours, semble-t-il.

Les perspectives d'avenir

À l’avenir, l’équipe souhaite s’appuyer sur les plateformes de réalité augmentée et de réalité virtuelle pour développer sa plateforme de jeux d’exercices pour la réadaptation assistée par le jeu.

"Nos projets en cours sont l'utilisation de la réalité augmentée pour développer des jeux d'exercices permettant d'interagir avec des objets physiques utilisés dans l'évaluation fonctionnelle motrice, couvrant un large éventail de patients potentiels", a déclaré Oña Simbaña à Digital Trends. Les ambitions ne sont pas inconnues.

Meta, par exemple, a étendu ses plates-formes matérielles et logicielles XR internes à de nombreuses institutions universitaires et laboratoires de recherche à travers le monde. En partenariat avec l'Université de l'Iowa, les lunettes intelligentes Project Aria AR sont utilisées pour développer une technologie d'aide auditive dotée de capacités de sensibilisation contextuelle.

Les chercheurs de l'Université de Bristol déploient la plate-forme de lunettes intelligentes pour développer un système de suivi spatial 3D, tandis que les chercheurs de l'Université Carnegie Mellon utilisent le projet Aria pour développer des solutions d'aide à l'orientation pour les malvoyants. À l'IIIT Hyderabad, les chercheurs déploient les lunettes Aria pour construire un système de détection du regard du conducteur.

"Nos projets en cours sont l'utilisation de la réalité augmentée pour développer des jeux d'exercices permettant d'interagir avec des objets physiques utilisés dans l'évaluation fonctionnelle motrice, couvrant un large éventail de patients potentiels", a déclaré Oña Simbaña à Digital Trends.

L'équipe se concentre désormais sur les tests de la plateforme eJamar auprès de personnes vivant avec des conditions neurologiques ou pathologiques afin d'élargir l'acceptation clinique. Ils prévoient également davantage de jeux d'exercices pour répondre aux besoins spécifiques des personnes en quête de réadaptation.

Jusqu’à présent, les tests ont été menés en milieu clinique et ont donné des résultats « très encourageants ». Jusqu’à présent, le système a reçu l’approbation des médecins et des prestataires de services de santé, et les tests effectués auprès des patients ont donné des résultats positifs.