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La Réalité Augmentée en extérieur comme vecteur d’amélioration de l’autonomie chez des personnes avec une démence de type Alzheimer

2 Janvier 2023


Catégorie : Doctorant


Ce projet de thèse se propose d'explorer le développement et le test de dispositifs de réalité augmentée destinés à des patients souffrant de démence de type Alzheimer. Après une première étude clinique effectuée en environnement semi-écologique, il s'agit de passer à l'étape suivante en résolvant le problème de la géo-localisation / tracking en extérieur et en définissant quelles sont les "bonnes" aides à afficher à quel moment. Une validation avec des patients réels sera à effectuer.

 

La navigation, c’est-à-dire aller d’un point A à un point B, est une activité courante de la vie quotidienne. Elle nécessite des compétences motrices, proprioceptives et perceptuelles mais elle fait aussi appel à de nombreuses fonctions cognitives comme les fonctions exécutives, mnésiques, attentionnelles et visuo-spatiales. Ce sont justement ces fonctions cognitives qui sont altérées chez des personnes souffrant de maladies neuro-dégénératives comme la maladie d’Alzheimer. Au stade de démence, leurs déplacements en dehors de leur domicile puis au sein même de celui-ci se restreignent, causant un sentiment d’insécurité et une anxiété. La désorientation topographique devient alors selon la littérature scientifique la principale cause d’institutionnalisation. Il existe un enjeu fort de qualité de vie à retarder l’institutionnalisation, notamment par la mise à disposition d’aides à la navigation.

Des aides pour aider à la fois la navigation et la mémoire spatiale ont été déjà été testées avec des patients souffrant de désordres neurocognitifs, par exemple à l’aide d’un guidage par téléphone portable via Google Maps mais sans succès à cause de la difficulté de passer d’un repère allocentré à un repère exocentré (double tâche). Des aides ont aussi été proposées dans un contexte de réalité virtuelle : elles peuvent être visuelles, sonores ou multimodales. Cependant, la grande majorité de ces systèmes ont été testés dans des environnements intérieurs et dans des environnements de réalité virtuelle, par nature peu écologiques. Il est donc intéressant de vouloir tester ces dispositifs dans un environnement extérieur réel, afin d’évaluer leur efficacité et leur sécurité d’emploi ainsi que leur acceptation.

A cet égard, la réalité augmentée, souvent définie comme un intermédiaire entre le monde totalement artificiel de la réalité virtuelle et le monde réel dans lequel nous évoluons, permet l’ajout d’information de synthèse dans la perception du monde réel. Elle est souvent perçue, à tort, comme étant uniquement visuelle. Elle a aujourd’hui de nombreuses applications dans le monde médical, mais peu d’études se sont intéressées aux personnes présentant une démence de type Alzheimer. La littérature recense quelques dispositifs proposés par des équipes de recherche mais ceux-ci n’ont pas été évalués avec des patients. Nous avons effectué en Juin 2021 une première étude clinique avec 19 patients équipés de casques de réalité augmentée dans un environnement semi-écologique (Immermove à Ker Lann). Cette étude avait été assortie d’une étude d’acceptabilité auprès des patients et des aidants effectuée avec le Centre de Mémoire de Ressources et Recherche puis d’acceptation auprès des patients ayant testé le dispositif.

Les objectifs de la thèse sont les suivants :

  • Concevoir un système de géo-localisation / tracking en extérieur compatible avec les aides visuelles proposées afin de pouvoir étudier des situations plus écologiques qu'un gymnase instrumenté
  • Les aides testées ont été affichées avec des paramètres choisis empiriquement. Il s'agit donc d'exhiber l'espace des paramètres (couleurs, formes, temps d'affichage, gestion des erreurs) et de déterminer expérimentalement les plus pertinents. La qualité de la localisation devra également être prise en compte. Ces jeux de paramètres nous permettront d'envisager l'adaptation des aides à l'évolution de la maladie.
  • Enfin, les travaux menés seront validés au cours d'études cliniques aves des patients réels

Le projet s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre IMT Atlantique (laboratoire Lab-STICC, campus de Brest), le CHU de Rennes et l’Université de Rennes I (laboratoire IRISA). Elle se déroulera à Brest avec des déplacements à prévoir à Rennes.

La partie médicale s’effectue au sein de l’équipe de Médecine Physique et de Réadaptation (Pr Bonan, Dr Cogné) et de l’équipe de Neurologie du CMRR (Centre Mémoire de Ressource et de Recherche) (Dr Belliard, Dr Salmon, Dr Corvol) du CHU de Rennes qui collaborent depuis de nombreuses années. Ces deux équipes cliniques sont spécialisées dans l’évaluation, la prise en charge et la réadaptation des patients souffrant de troubles cognitifs. Mélanie Cogné est rattachée à l’équipe Hybrid de l’IRISA pour ses travaux de recherche.

La partie plus technologique est pilotée par l’équipe INUIT du Lab-STICC de Brest, spécialisée dans la conception d’interfaces dites « naturelles » au sein desquelles on trouve la réalité augmentée. L’équipe se distingue par ailleurs par ses travaux sur la perception dans les environnements virtuels et augmentés.

La thèse sera dirigée par Guillaume MOREAU, professeur à IMT Atlantique / Lab-STICC et co-encadrée par Dr Mélanie COGNE, Praticien Hospitalier Universitaire au CHU et à l’Université de Rennes 1.

Le CHU de Rennes est le promoteur des études cliniques issues du projet ARIADE et donc de celles qui seront menées pendant la thèse. Ces études cliniques seront menées en conformité avec le Code de la Santé Publique, feront l’objet d’une déclaration sur le site de Clinical Trials, à la CNIL et soumises à l’approbation d’un comité d’éthique.

Financement : ARED Région Bretagne et Institut des Neurosciences Cliniques de Rennes. Note : le financement n'est garanti que pour une thèse démarrant avant le 1er mars 2023 !

Profil recherché

  • Diplôme d’ingénieur ou de master en informatique ou sciences cognitives
  • Capacités de développement informatique (C++ et C#)
  • Expérience ou appétence pour la réalité augmentée, la vision par ordinateur, les IHM

Contacts

  • Guillaume MOREAU : guillaume.moreau@imt-atlantique.fr
  • Mélanie COGNE : melanie.cogne@chu-rennes.fr