Étude d’utilisabilité de capteurs inertiels portables pour jeux d’exercice (WISE) pour l’évaluation des mouvements et l’exercice

Ces dernières années ont vu une augmentation rapide du développement et du déploiement de systèmes de santé numériques utilisant des technologies telles que des capteurs portables et des contrôleurs intégrés pour améliorer l’accès aux diagnostics et traitements médicaux. En raison d’une tendance à l’accélération du nombre de survivants d’un AVC nécessitant une réadaptation, les services de santé du monde entier envisagent des solutions technologiques pour améliorer l’accessibilité à l’évaluation et au traitement, en particulier au cours de la période de quarantaine forcée de l’année dernière en raison du COVID-19.

Certains des défis auxquels ces technologies sont confrontées sont l’acceptation clinique, le coût élevé de l’équipement, la précision et la facilité d’utilisation.

Pour remédier à ces limitations, les chercheurs ont conçu des capteurs inertiels portables pour les jeux exergames (WISE), un système qui comprend un coach virtuel animé pour fournir des instructions, et un modèle-sujet dont les mouvements sont animés par des mesures de capteurs en temps réel du système WISE porté par un sujet. L’article examine la précision et l’utilisabilité du système WISE pour l’évaluation de l’amplitude des mouvements des membres supérieurs (ROM).

Le système utilise cinq modules de capteurs portables fixés sur le haut du corps d’un utilisateur: au-dessus du poignet sur les avant-bras gauche et droit, au-dessus du coude sur les bras gauche et droit et sur le dos. Chaque module de capteur WISE se compose d’un capteur interfacé avec un microcontrôleur soudé à une carte de circuit imprimé, qui est connecté à une batterie lithium-ion. Un cube de stockage et d’étalonnage est conçu et imprimé en 3-D pour héberger les cinq modules du système WISE et étalonner simultanément tous les capteurs avant de les placer sur un sujet. Le microcontrôleur récupère la mesure de l’orientation absolue du capteur et la transmet sans fil à un ordinateur. Les enquêteurs ont utilisé une interface exergame basée sur Unity3D pour animer les données du capteur dans un modèle humain en 3D.

Dix-sept sujets neurologiquement intacts ont été recrutés pour participer à une étude d’utilisabilité du système WISE. Les sujets ont effectué une série d’exercices d’épaule et de coude pour chaque bras, instruits par le coach virtuel animé; La précision des mesures ROM obtenues avec le système WISE a été comparée à celles obtenues avec un système utilisant le système de capture de mouvement sans marqueur Microsoft Kinect (une plate-forme utilisée pour les jeux d’exercice et souvent testée pour les capacités de rééducation). Les résultats suggèrent que le système WISE fonctionne aussi bien que Kinect.

Les chercheurs planifient de futures études avec des populations de patients dans des contextes cliniques et de télé-rééducation.