Un informaticien de l’Université Amherst du Massachusetts aux Etats-Unis développe un système de santé mobile (mHealth), utilisant un capteur portable qui se glisse sur un doigt comme une bague, pour surveiller et encourager les mouvements et l’activité dans le membre supérieur faible des survivants d’un accident vasculaire cérébral.

Sunghoon Ivan Lee, professeur assistant au College of Information and Computer Sciences, a reçu une subvention de 2,4 millions de dollars sur cinq ans des National Institutes of Health (NIH) dans le cadre du programme intitulé « Academic-Industrial Partnerships for Translation of Technologies for Diagnosis and Treatment ».

Chaque année, près de 800 000 personnes aux États-Unis sont victimes d’un accident vasculaire cérébral et 18000 en France. La faiblesse d’un côté du corps, en particulier le bras, est le handicap le plus courant à la suite d’un accident vasculaire cérébral, affectant environ 75% des survivants. Le maintien des fonctions restaurées pendant et après la thérapie de réadaptation dépend de la capacité du patient à continuer à utiliser et à exercer le bras affecté.

« Les patients peuvent s’efforcer de lever leur bras et leur main pour faire les autres exercices en milieu clinique afin d’essayer de revenir à la normale, mais lorsqu’ils rentrent chez eux, ils ont tendance à ne pas utiliser le côté handicapé car ils ont cet autre membre en parfait état », explique M. Lee. « Le problème est que si cela continue, ils vont perdre cette fonctionnalité d’un côté, ce qui peut entraîner des conséquences plus graves, comme la chute ».

Sunghoon Ivan Lee s’est intéressé à la création d’un système mHealth, utilisant de minuscules capteurs portables, pour mesurer combien les personnes ont utilisé leur bras affecté suite à un accident vasculaire cérébral et pour évaluer l’intensité de ces mouvements – « la rigueur et la vigueur avec lesquelles ils se déplacent », explique-t-il.

M. Lee dirigera une équipe interdisciplinaire de chercheurs de renommée mondiale en sciences de la réadaptation – Paolo Bonato et Randi Black-Schaffer de la Harvard Medical School – et en conception mHealth centrée sur l’homme – Eun Kyoung Choe de l’iSchool et du Human-Computer Interaction Lab de l’université du Maryland – ainsi qu’un partenaire technologique, Nathan Ramasarma, fondateur et PDG de Formsense.

Formsense a créé un prototype de capteur annulaire qui a été utilisé dans l’étude pilote de Mr Lee, avec le soutien du Industry Outreach Seed Funding du Center for Personalized Health Monitoring de l’Institute of Applied Life Sciences (IALS) de l’UMass Amherst.

« L’objectif de Formsense est d’améliorer la qualité de vie des gens. Ce fut un rêve devenu réalité de travailler avec le Dr Lee sur la technologie des capteurs pour les victimes d’accidents vasculaires cérébraux et un véritable point d’orgue pour la société », déclare Nathan Ramasarma, dont la société basée à San Diego développe des technologies de capteurs portables qui mesurent objectivement les performances humaines en matière de santé, de forme physique et de sport.

« En tant qu’entreprise axée sur la recherche, Formsense soutient des collaborations précoces et solides dans le milieu universitaire afin de valider ses technologies et d’explorer des solutions commerciales qui peuvent accélérer l’adoption sur le marché ».

Certains capteurs existants portés au poignet sont capables de détecter les mouvements bruts des bras, mais pas le mouvement plus détaillé et nuancé des mains. « Pour mesurer la façon dont les gens utilisent réellement leurs membres, nous devons capturer plus que les mouvements bruts des bras », explique M. Lee. « Les mouvements fins des mains sont également importants ; c’est ainsi que nous interagissons avec le monde. »

Les capteurs inertiels portés par les doigts ont la capacité de fournir des données personnalisées pour encourager l’utilisation du membre affecté. Lors d’une étude pilote interrompue par la pandémie, quatre survivants d’accidents vasculaires cérébraux ont testé le prototype du dispositif et ont donné un retour d’information encourageant, explique M. Lee.

Il va maintenant se concentrer sur la traduction des données afin de créer une visualisation complète qui motivera les patients et informera les cliniciens. « Comment pouvons-nous redonner des informations au patient pour qu’il puisse les utiliser ? Et comment cette vue globale de leurs performances réelles à domicile peut-elle être utilisée dans le cadre clinique ?

L’un des problèmes, selon M. Choe, est que « la conception d’une interface utilisateur qui transmet des informations faciles à comprendre et exploitables à partir de données de capteurs complexes est une tâche non triviale. L’un des principaux objectifs de l’équipe est de développer un système de visualisation qui facilite la pratique d’une thérapie de réadaptation personnalisée et guidée par les données pour les patients et les thérapeutes ».

Au cours de la troisième année de l’étude, Lee commencera à recruter des patients pour une étude plus large en collaborant avec le Spaulding Rehabilitation Hospital de Boston, l’hôpital universitaire du département de médecine physique et de réadaptation de la Harvard Medical School.

« Nous prévoyons de fournir des données sur la trajectoire de guérison des patients – comment ils ont réussi dans le temps – ainsi que sur leurs performances immédiates », déclare Mr Lee. « Nous examinerons comment traduire les résultats en une pratique clinique réelle afin de personnaliser les programmes thérapeutiques des patients pour qu’ils puissent mieux utiliser leurs membres ».

https://www.umass.edu/newsoffice/article/research-will-test-finger-worn-sensor