Outils pour la rééducation fonctionnelle du membre supérieur pour l’enfant atteint de paralysie cérébrale et troubles afférents

La paralysie cérébrale


La paralysie cérébrale (PC) est la déficience motrice la plus courante chez l’enfant. Elle touche 17 millions de personnes dans le monde, et 125 000 en France. Ses formes d’atteintes motrices sont multiples, elles peuvent être spastiques dyskinétiques, ataxiques ou mixtes et toucher d’un hémicorps au corps complet (hémiplégie, diplégie, quadriplégie). Ces atteintes motrices peuvent entre autres s’accompagner de troubles des apprentissages et des fonctions exécutives. Ces troubles des habiletés manuelles se retrouvent dans les dyspraxies d'origine neurodéveloppementale qui ont également une prévalence forte puisqu'on estime que 6 % des enfants entre 5 et 11 ans en sont affectés. Ces troubles ont un retentissement sur la réalisation gestuelle et/ou l’organisation visuo-spatiale et perturbent l’action motrice du geste intentionnel. Ces atteintes limitent la fonction et la participation de l’enfant dès son plus jeune âge, et sont responsables de difficultés scolaires, de troubles du comportement, d’inadaptation sociale et émotionnelle, très handicapantes. L’évaluation et la rééducation précoce de ces troubles sont déterminantes pour permettre au jeune enfant de maximiser ses chances de récupération et de compensation des fonctions lésées. En effet, la plasticité cérébrale, qui est plus importante chez l’enfant, permet la compensation des fonctions touchées grâce à la capacité de réorganisation du cerveau.

Hypothèses

  • Hypothèses de recherche

    Pour optimiser le neuro-développement des habiletés manuelles, la littérature préconise des évaluations précoces et les plus fonctionnelles possibles et des rééducations scientifiquement validées. Rééducation bi-manuelle intensive, rééducation intensive induite par la contrainte, rééducation basée sur les buts de l’enfant, associées ou non à des prises en charges médicamenteuses et/ou orthétiques sont autant de stratégies rééducatives l’amenant à interagir avec de multiples professionnels (Médecins, Kinésithérapeutes, Ergothérapeutes…). Pour les dyspraxies d'origine neurodéveloppementales l'ergothérapie se concentre sur l'amélioration de la coordination œil-main et la précision des mouvements. La prise en charge multidisciplinaire aide l’enfant à mettre en place des stratégies pour corriger, contourner et compenser ses difficultés. Dans ce contexte, l’intensité de la rééducation neuro-motrice, la participation de l’enfant et la rééducation à domicile (loi 02/02/2002) sont des facteurs clefs du développement de son autonomie et de sa qualité de vie. Ainsi, l’approche retenue dans le projet pour l’évaluation et la rééducation neuromotrice des habiletés manuelles d’enfants atteints de paralysie cérébrale avec ou sans dyspraxies s’appuie sur deux principales hypothèses :

  • Des informations telles que la performance métrologique ou le maximum écologique sont très importantes notamment pour prodiguer ou adapter certains traitements en fonction des progrès de l’enfant, comme par ex. déterminer les doses et les zones d’injection de la toxine botulique pour réduire la spasticité. L’évaluation des progrès est aujourd’hui majoritairement visuelle et subjective, et s’appuie sur des protocoles de mesures qui sont non transparents pour l’enfant et complexes à mettre en œuvre. Ils sont de plus coûteux en exploration. Enfin, la plupart des bilans fonctionnels ont de grandes difficultés à évaluer la motricité spontanée de l’enfant. Ainsi, la réalité de l’intégration motrice spontanée de son membre supérieur peut être surestimée. Une évaluation continue dans un contexte écologique est donc un élément clé pour le suivi des progrès de l’enfant mais également pour l’adaptation du programme de rééducation et des soins associés.

  • les enfants présentent des tableaux cliniques nombreux et il n’existe pas de schéma thérapeutique type. Il est donc nécessaire d’adopter un projet thérapeutique personnalisé à leurs spécificités et évolutions (handicap(s), âge, progrès, etc.). Sur ce point, le manque d’intérêt, voire le refus des exercices de rééducation est une problématique récurrente, en particulier chez les très jeunes enfants (moins de 6 ans). Ce problème est renforcé par la situation de souffrance des enfants en situation de handicap qui ont une motricité ou/et une mobilité limitée. La ludification des exercices de rééducation, à travers l’utilisation de jeux et jouets interactifs, permettra de maintenir l’attention et la concentration de l’enfant, et ainsi d'améliorer significativement l’implication de l’enfant dans les activités de rééducation.

Objectifs


Le projet CPlay ambitionne le développement d’outils de rééducation fonctionnelle pour le membre supérieur combinant des objets physiques actifs manipulables par l’enfant et des éléments virtuels en réalité mixte, utilisables à la fois dans l’environnement hospitalier et au domicile (cf. figure 1). En effet, en plus d’être exploitables dans les centres de rééducation sous la supervision des rééducateurs, ces outils visent à être utilisés à domicile avec une approche auto-rééducative afin de prolonger et d’augmenter la fréquence des exercices, et de maintenir ainsi les acquis de la rééducation en centre. Le projet CPlay a pour objectifs : 1) de stimuler l’enfant sur le plan sensoriel, moteur, et cognitif, via un jeu de construction constitué de briques interactives intégrant des capteurs hétérogènes et des actionneurs compacts ; 2) de renforcer l’intérêt et la motivation de l’enfant aux exercices de rééducation fonctionnelle au travers de l’immersion dans un environnement en réalité mixte, avec des exercices ludiques et par l’utilisation de scénarii de jeux diversifiés à la difficulté modulaire ; 3) d’évaluer d’une manière objective et systématique l'évolution à court et long termes en exploitant les données des capteurs afin de caractériser la dynamique du mouvement et les forces de préhension ; 4) de former un profil patient à partir des données hétérogènes collectées afin de mieux prendre en compte les limitations fonctionnelles de l’enfant et de personnaliser le programme de rééducation.

L'objectif du projet est donc de concevoir et réaliser un jeu de construction composé de briques instrumentées et interactives couplé à une interface numérique afin de stimuler la composante cognitive et motrice chez l’enfant. Ces briques élémentaires offriront un environnement de jeu varié au travers d’une large variété de géométries, tailles et couleurs. L’instrumentation des briques élémentaires par des capteurs et des actionneurs permet d’une part de capturer finement la dynamique d’interaction et d’autres part de stimuler d’autres canaux de perception (ex. visuel, tactile). Enfin, outre le fait de favoriser la manipulation dextre, cette variété de pièces physiques permettra de proposer à l’enfant une utilisation sans consigne, la construction de jouets personnalisés par assemblage de ces briques (véhicule, personnage, maison, etc.), ainsi que des scénarii de construction de structures 2D/3D, puzzles, jeux de stabilité, etc.

Cas d'usage

Consortuim

Le projet s’appuie sur un consortium complémentaire et hautement qualifié dans les problématiques traitées. La Fondation Ellen Poidatz apporte des compétences dans le suivi et la rééducation d’enfants atteints de PC et troubles afférents, la conception de solution de rééducation, et permettra l’accès aux utilisateurs finaux (enfants et professionnels). La Fondation Hopale apporte des compétences dans le développement de jeux sérieux pour la rééducation (post-AVC, PC) ainsi que les tests d’utilisabilité avec les enfants dyspraxiques. Le CEA List apporte son expertise dans le domaine du design centré utilisateur et le développement de systèmes mécatroniques (intégration de capteurs, fonctionnalisation des objets, etc.). Le LAGA apporte son expérience dans l’analyse statistique et la modélisation. Le LIASD apporte son expertise dans le traitement des signaux, l’analyse des données et l'intelligence artificielle. Enfin, la société DYNSEO apporte une expérience dans le développement logiciel des jeux, le développement sur les plateformes mobiles, le développement de systèmes d’information, l’intégration logicielle, mais également dans le déploiement de ces solutions à domicile.





Contact

Responsable du projet : Prof. Mehdi Ammi