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HOLOgrams for personalised virtual coaching and motivation in an ageing population with BALANCE disorders

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Faites de l’exercice chez vous avec votre propre coach holographique

Les problèmes d’équilibre affectent fréquemment les personnes âgées, entraînant des chutes et des blessures. Un programme d’exercices spéciaux à domicile, dirigé et suivi par un kinésithérapeute holographique, pourrait être la solution.

Économie numérique
Santé

Certaines personnes, en particulier les personnes âgées, souffrent de vertiges et de pertes d’équilibre, ce qui affecte leur mobilité, leur indépendance et leur confiance en soi et peut peser sur le système de santé lorsque les chutes et autres événements nécessitent une hospitalisation. Selon les recherches, environ un tiers des personnes âgées de plus de 65 ans qui vivent à domicile tombent chaque année. Dans un certain nombre d’études, les programmes personnalisés de rééducation de l’équilibre se sont avérés nettement plus efficaces que les exercices génériques pour résoudre les symptômes. Cependant, il y a une pénurie de kinésithérapeutes et de spécialistes pour aider les patients. «Nous avons donc créé un coach virtuel basé sur la réalité augmentée, un hologramme qui donne des instructions personnalisées à la personne qui fait les exercices et l’aide à se motiver pour continuer et s’améliorer», explique Dimitrios Fotiadis, coordinateur du projet HOLOBALANCE, professeur d’ingénierie biomédicale à l’université de Ioannina, en Grèce, où il dirige l’Unité de technologie médicale et de systèmes d’information intelligents. Un système HOLOBALANCE de la taille d’une valise a été mis au point au cours de ce projet de quatre ans auquel ont participé 13 partenaires d’un consortium de sept pays. Selon Dimitrios Fotiadis, le principal défi technologique consistait à faire en sorte que l’hologramme exécute les exercices avec une précision de 100 % pour que le patient puisse les suivre. Le patient est surveillé et supervisé à distance à l’aide de données provenant de capteurs portables de capture de mouvement, notamment un traceur d’activité, des capteurs IMU pour la tête et le dos qui surveillent la direction et la vitesse du mouvement, et des semelles électroniques. «Nous recueillons les signaux du corps de la personne pour comprendre ce qu’elle fait et nous avons créé un système de notation pour évaluer ses performances. L’hologramme peut comprendre si l’exercice est effectué correctement ou non et donner des instructions sur la façon de mieux s’exercer.»

Un programme personnalisé

Le système utilise un logiciel d’apprentissage automatique pour personnaliser le programme en temps réel, par exemple, si le patient doit aller plus vite ou plus lentement. «En utilisant la méthode de notation, notre système comprend ce que fait la personne, avec une précision de 80 à 90 %, ce qui est très élevé», note-t-il. «Nous pouvons également extraire d’autres facteurs des données, comme le temps de réaction, la fatigue, le stress ou la frustration, afin que le système apprenne et que le coach holographique puisse revenir vers le patient avec de nouvelles instructions: c’est un système d’apprentissage progressif.» Le système surveille également la motivation du patient et sa satisfaction à l’égard de la formation en utilisant l’informatique émotionnelle et la modélisation comportementale.

Tester le système

Une version destinée aux cliniques et aux hôpitaux propose un entraîneur holographique grandeur nature sur l’Holobox. La version portable permet aux gens d’utiliser le coach virtuel sur un téléphone portable. «Une fois qu’il est installé dans un casque de réalité augmentée, il donne l’impression d’être une personne de taille réelle», explique Dimitrios Fotiadis. Le système a été testé sur 80 participants en Allemagne, en Grèce et au Royaume-Uni qui ont utilisé le programme d’exercices pendant huit semaines à raison d’environ 20 minutes par jour. Son efficacité a été comparée à celle d’un groupe de 80 patients qui n’ont pas utilisé le système. Environ 88 % des participants à l’essai ont montré une amélioration cliniquement significative de la démarche et 82 % de l’équilibre. L’impact sur les activités quotidiennes a été mesuré à l’aide de questionnaires demandant si les patients étaient heureux de sortir, s’ils parvenaient à rester indépendants et s’ils pouvaient adopter un mode de vie plus actif et plus sain. «Nous avons atteint un niveau de satisfaction et d’efficacité très avancé. Les patients l’apprécient et comprennent qu’ils tirent profit du système. La peur de tomber a diminué», note Dimitrios Fotiadis. Il ajoute: «Nous avons atteint un taux d’adhésion de 83 %, ce qui est très élevé si l’on considère qu’il s’agissait principalement de personnes âgées et que certaines d’entre elles ne connaissent pas la technologie ou les smartphones.»

Mots‑clés

HOLOBALANCE, hologramme, équilibre, chutes, vertiges, exercice, capteurs, kinésithérapeute, rééducation, apprentissage automatique

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