Capturer l’utilisation représentative des mains à la maison à l’aide d’une vidéo égocentrique chez les personnes atteintes d’une déficience des membres supérieurs

La fonction de la main est un déterminant de l’indépendance et de la qualité de vie dans les populations cliniques présentant des déficiences des membres supérieurs^1,2. La capture de la fonction de la main des personnes ayant une déficience de la main à la maison est essentielle pour évaluer les progrès de leur capacité à effectuer des activités de la vie quotidienne (ADL) pendant et après la réadaptation. La plupart des évaluations cliniques de la fonction de la main sont effectuées dans un environnement clinique ou de laboratoire, plutôt qu’à la maison^3,4. Les évaluations cliniques existantes de la fonction de la main qui cherchent à saisir l’impact sur les ALD à domicile sont des questionnaires et reposent sur des évaluations subjectives autodéclarées^5,6,7. Une évaluation objective visant à évaluer l’impact ultime de la réadaptation sur la fonction de la main à domicile n’est toujours pas disponible.

Au cours des dernières années, de nombreuses technologies portables ont été développées et mises en œuvre pour capturer la fonction des membres supérieurs dans des environnements réels. Les capteurs portables tels que les accéléromètres et les unités de mesure inertielle (IMU) ont été couramment utilisés pour mesurer les mouvements des membres supérieurs dans la vie quotidienne. Cependant, ces dispositifs ne distinguent généralement pas si les époques détectées appartiennent à des mouvements fonctionnels des membres supérieurs^8,9, définis comme des mouvements intentionnels destinés à accomplir une tâche souhaitée. Par exemple, certains capteurs portables sont sensibles à la présence de balancements des membres supérieurs pendant la marche, ce qui n’est pas un mouvement fonctionnel du membre supérieur. De plus, bien que les accéléromètres portés au poignet capturent les mouvements des membres supérieurs, ils ne peuvent pas capturer les détails du fonctionnement de la main dans des environnements réels. Les gants sensorisés permettent de capturer des informations plus détaillées sur les manipulations de la main¹⁰, mais ils peuvent être encombrants pour les personnes dont la fonction et la sensation de la main sont déjà altérées. Des approches portables ont également été proposées pour capturer les mouvements des doigts par magnétométrie ou accéléromètres portés par les doigts^11,12^,13, mais l’interprétation fonctionnelle de ces mouvements reste difficile¹⁴. Ainsi, bien que les dispositifs portables proposés précédemment soient petits et pratiques à utiliser, ils sont insuffisants pour décrire les détails et le contexte fonctionnel de l’utilisation des mains.

Des caméras portables ont été proposées pour combler ces lacunes et capturer les détails du fonctionnement de la main pendant les AVD à la maison pour les applications de neuroréadaptation^{15,16,17,18,19}. L’analyse automatisée de vidéos égocentriques à l’aide de la vision par ordinateur a un potentiel considérable pour quantifier la fonction de la main en contexte, en fournissant des informations à la fois sur les mains elles-mêmes et sur les tâches effectuées dans les ADL réels²⁰. D’autre part, la durée des enregistrements continus est généralement limitée à environ 1 à 1,5 h par des considérations de batterie, de stockage et de confort. Ici, dans le cadre de ces contraintes, nous présentons un protocole de collecte vidéo égocentrique destiné à obtenir des données à la fois représentatives de la vie quotidienne d’un individu et informatives pour l’évaluation du fonctionnement de la main.

L’étude a été approuvée par le Comité d’éthique de la recherche du Réseau universitaire de santé. Le consentement éclairé signé a été obtenu de chaque participant avant l’inscription à l’étude. Un consentement éclairé signé a également été obtenu de tous les soignants ou membres du ménage apparaissant dans des enregistrements vidéo.

1. Vérification de l’applicabilité du protocole à l’individu

NOTE : Ce protocole est destiné à être appliqué aux personnes ayant une fonction de la main altérée mais pas complètement absente (des critères spécifiques peuvent être adaptés à la population et/ou à la question d’intérêt).

1. Demandez aux participants si leurs mains touchées ont un impact sur leur capacité à effectuer des ADL.
   REMARQUE: Il est recommandé de demander aux participants de donner quelques exemples de tâches qu’ils peuvent et ne peuvent pas effectuer indépendamment avec leurs mains affectées.
2. Vérifiez que le score total à l’Évaluation cognitive de Montréal (MoCA) est supérieur à 21, afin d’éviter les difficultés potentielles à comprendre et à suivre les procédures du protocole.

2. Détermination de la routine quotidienne des participants

1. Demandez aux participants de se rappeler leurs routines quotidiennes au cours des deux dernières semaines. Documentez quelles tâches quotidiennes sont effectuées, pendant combien de temps et à peu près à quelle heure.
2. En collaboration avec les participants, sélectionnez 3 créneaux horaires de 1,5 h chacun pendant lesquels enregistrer des vidéos. Sélectionnez des créneaux horaires qui sont répartis sur différents jours de la semaine et qui ont lieu lorsque les ADL impliquant les mains sont généralement effectuées en séquence.
   REMARQUE : Les ADL sélectionnés doivent être représentatifs des activités typiques de chaque participant et être perçus par eux comme significatifs. La planification des périodes d’enregistrement à différents jours vise à accroître la variété des ADL enregistrés et à promouvoir la capture de données utiles et significatives.
   REMARQUE: Les créneaux horaires d’enregistrement sont programmés pour l’efficacité de l’enregistrement, mais les participants doivent comprendre qu’ils ont un contrôle total sur le moment de commencer et d’arrêter les enregistrements.

3. Entente sur les horaires d’enregistrement et le contenu vidéo cible avec les participants

1. Obtenir l’accord de chaque participant sur les horaires d’enregistrement, après avoir discuté de toute préoccupation qu’ils pourraient avoir.
2. Fixez-vous un objectif de 3 h de vidéos sur deux semaines. Informer les participants qu’un nombre insuffisant de vidéos peut entraîner une prolongation de leur période d’enregistrement.

4. Accent mis sur l’importance d’exécuter les ADL naturellement

1. Demandez aux participants de se concentrer sur la capture de routines réalistes, au lieu de spécifier des activités particulières à enregistrer. L’intention de l’instruction est de décourager les participants d’enregistrer artificiellement des activités spécifiques en plus grande quantité que ce qui est typique pour eux.

5. Notification des problèmes potentiels de confidentialité lors des enregistrements à la maison

1. Assurez-vous que les participants comprennent que tous les enregistrements doivent avoir lieu à l’intérieur de leur maison, et non dans des lieux publics, afin d’éviter les problèmes de protection de la vie privée.
2. Donnez quelques exemples qui peuvent soulever des préoccupations en matière de protection de la vie privée, comme le bain, l’habillage et le déshabillage et la vérification des renseignements confidentiels. Rappelez aux participants d’être conscients des miroirs, qui peuvent montrer leur visage dans les enregistrements.
3. Suggérez aux participants d’éviter autant que possible la présence d’autres personnes telles que des membres de la famille ou des soignants dans les vidéos.
   REMARQUE : Dans le contexte des études de recherche, dans les cas où la présence d’autres personnes est inévitable, le consentement éclairé devrait être obtenu de ces personnes.

6. Instructions sur l’appareil photo et la tablette

REMARQUE : Si les participants indiquent au cours du premier contact qu’ils ont besoin de l’aide d’un soignant pour bon nombre de leurs besoins quotidiens, ils sont encouragés à assister également à la visite d’étude et à être formés à l’utilisation de l’équipement, afin qu’ils puissent aider ultérieurement le participant.

1. Montrer comment utiliser une caméra égocentrique (Table des matériaux) aux participants.
   1. Montrez comment allumer et éteindre l’appareil photo.
   2. Montrez comment contrôler les enregistrements (démarrage, pause, arrêt) à l’aide de la caméra.
2. Montrez comment utiliser une tablette (Table des matériaux) avec l’application de caméra préinstallée pour contrôler les enregistrements, le cas échéant.
   REMARQUE: La démonstration comprend le contrôle des enregistrements à partir de l’application de l’appareil photo, ainsi que la relecture et l’édition (par exemple, couper ou supprimer) les vidéos enregistrées. Une télécommande de caméra a d’abord été envisagée(fichiers supplémentaires),mais dans la pratique, elle n’a pas été utilisée car les participants étaient à l’aise avec l’appareil photo ou la tablette pour démarrer et arrêter les enregistrements.
   1. Montrez comment allumer et éteindre la tablette.
   2. Montrez comment connecter la tablette à l’appareil photo via l’application appareil photo.
   3. Montrez comment contrôler les enregistrements à partir de l’application caméra.
   4. Montrez comment examiner les vidéos enregistrées à partir de l’application appareil photo.
   5. Montrez comment découper ou supprimer les vidéos de l’application appareil photo.
3. Montrez comment enfiler et en enfiler la caméra à l’aide d’un bandeau élastique réglable sur la tête du participant.
   REMARQUE : Voir la figure 1.
   
   Graphique 1. Configuration de la caméra portable.  (A) Positionnement de la caméra égocentrique. (B) Angle de vision de la caméra. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
   1. Placez la caméra sur le front du participant. Ajustez le bandeau pour porter l’appareil photo confortablement et régulièrement.
   2. Assurez-vous d’un angle optimal de la caméra par rapport au front.
   3. Demandez aux participants d’enregistrer un court segment de vidéo tout en déplaçant les mains devant eux et en manipulant un objet (par exemple, la tablette).
   4. Examinez la vidéo enregistrée et assurez-vous que les deux mains étaient clairement visibles dans la région centrale de la scène lors des tâches de manipulation.
   5. Pratiquez l’utilisation de l’appareil photo et de la tablette avec les participants et leurs soignants, jusqu’à ce qu’ils démontrent leur compétence.

7. Donner l’équipement

1. Donnez la trousse avec tout l’équipement aux participants pour enregistrer leurs ADL à la maison. En plus de l’appareil photo et de la tablette, le kit comprend des batteries d’appareil photo supplémentaires, des chargeurs de batterie pour l’appareil photo et la tablette, des câbles de charge, un bandeau pour l’appareil photo et un ensemble imprimé de directives pour l’utilisation de l’appareilphoto (voir le matériel supplémentaire ).

8. Dépannage expérimental et suivi

1. Fournir les coordonnées des chercheurs pour aider à résoudre les obstacles lors des enregistrements réels à la maison. Après une semaine, les chercheurs appellent les participants pour documenter les progrès de l’enregistrement et résoudre tout problème technique potentiel.

9. Récupération de l’équipement et des vidéos

1. Réappriez tout l’équipement et les vidéos des participants en personne ou par colis postaux prépayés.
2. Assurez-vous que les participants acceptent de partager toutes les vidéos retournées. Les participants sont encouragés à examiner toutes les vidéos recueillies avant de les retourner à l’équipe de recherche et à supprimer toutes les parties qu’ils ne souhaitent pas partager.
3. Pour les études de recherche, examinez les vidéos retournées et vérifiez si quelqu’un apparaît dans la vidéo sans avoir donné son consentement. Si c’est le cas, envoyez des formulaires de consentement ou appelez les personnes qui apparaissent dans les vidéos pour obtenir leur consentement à l’utilisation des vidéos. Si les individus ne sont pas joignables, les parties des vidéos dans lesquelles elles apparaissent sont supprimées par les chercheurs.

Données démographiques et critères d’inclusion des participants
Un échantillon de 23 participants a été recruté pour ces études : 9 survivants d’AVC (6 hommes, 3 femmes) et 14 personnes atteintes d’ICSc (12 hommes, 2 femmes). Les informations démographiques et cliniques sommaires pour l’échantillon recruté sont présentées dans le tableau 1.

Tableau 1. Informations démographiques et cliniques des participants recrutés.

Les critères d’inclusion mutuelle pour les deux groupes dans ces études étaient les suivants : 1) plus de 18 ans, 2) altération mais non absente de la fonction des mains, 3) absence d’autres maladies neuromusculo-squelettiques affectant les mouvements des membres supérieurs, 4) absence de déformation des articulations des membres supérieurs et 5) absence de douleur lors du déplacement des membres supérieurs. Les critères d’inclusion supplémentaires pour chacun des deux groupes étaient les suivants.

Pour les personnes atteintes de cSCI: 1) niveau neurologique de blessure entre C4 et C8 selon les Normes internationales pour la classification neurologique des lésions de la moelle épinière (ISNCSCI), 2) American Spinal Injury Association Impairment Scale (AIS) grade A-D. 3) Blessures traumatiques ou non traumatiques, 4) Un score moteur unilatéral ISNCSCI des membres supérieurs (UEMS) compris entre 10 et 23 pour au moins un membre.

Pour les personnes ayant subi un AVC : 1) au moins 6 mois après l’AVC, 2) score total au test du bras de recherche-action (ARAT) supérieur à 10, 3) score de l’évaluation cognitive de Montréal (MoCA) supérieur à 21 pour éviter les difficultés potentielles à comprendre et à suivre les procédures de l’étude.

Contenu et durée de la vidéo enregistrée
Les vidéos utilisées pour l’analyse présentée ici provenaient de 22 des 23 participants. Le participant restant (homme avec cSCI) a retourné la caméra sans aucune donnée utilisable après avoir été déconnecté de l’équipe de recherche pendant près de 6 mois, et n’est pas inclus dans le reste de l’analyse. Ainsi, le protocole proposé a été couronné de succès pour 95,7 % des participants. En moyenne, les participants ont enregistré plus de 5 activités. Les activités incluses dans les enregistrements vidéo étaient la préparation des repas, l’alimentation, le lavage de la vaisselle, l’activité physique et le tricot(figure 2). En moyenne, 3,11 ± 0,98 h de vidéo ont été obtenus par participant, après avoir éliminé les segments où d’autres personnes étaient présentes et qui n’avaient pas donné leur consentement ou où les données n’étaient pas utilisables du tout (p. ex., la caméra a été laissée enregistrer sur une table). De plus, la durée moyenne quotidienne d’enregistrement vidéo par participant était de 60 ± 33 min. Trois participants ont reporté les enregistrements pour cause de maladie. La plupart des participants ont enregistré des vidéos en suivant les horaires convenus, mais ils ont déclaré se sentir fatigués et mal à l’aise de porter l’appareil photo pendant plus de 1 h en raison de son poids et de sa chaleur contre le front. Des enregistrements supplémentaires ont été programmés pour atteindre l’objectif de durée vidéo de 3 heures si nécessaire. La durée moyenne d’enregistrement nécessaire pour acquérir 3 heures de vidéo était de 22,3 ± 12,9 d. Les périodes d’enregistrement allaient de 12 à 69 j, en comptant le jour où le participant a reçu la caméra jusqu’au jour où il l’a retournée. Dans 4 cas, la durée des vidéos obtenues était inférieure à l’objectif de 3 heures en raison de problèmes de santé ou de contraintes de planification. Deux participants ont mis plus de 2 mois à enregistrer 2 h de vidéos en raison de responsabilités familiales. Un autre participant a enregistré près de 2 h de vidéos sur deux semaines et a ensuite décidé de rendre l’appareil photo en raison de plans de voyage. Un autre participant a accidentellement supprimé toutes les vidéos enregistrées et, après avoir été programmé pour des enregistrements supplémentaires, n’a pu fournir que 1 heure de vidéo en raison de responsabilités familiales.

En plus des variations de durée, la visibilité des mains a influencé la qualité des vidéos. Certaines activités enregistrées ne montrant pas clairement les mains, comme l’entraînement physique et la recherche d’objets dans des armoires à tête. Les mains n’ont pas été montrées dans 3 ADL de deux participants ayant subi un AVC. En ce qui concerne l’entraînement physique, un participant utilisait un élastique pour les exercices des membres supérieurs et jouait au tennis dans la cour. Les mains dans la vidéo n’étaient pas toujours visibles car les mouvements des bras étaient grands et rapides. Outre les activités nécessitant des mouvements des membres supérieurs avec une large gamme, la plupart des ADL enregistrés ont été effectués dans un espace de travail entre la taille et l’épaule, avec les mains visibles dans les enregistrements.

Graphique 2. Exemples de deux ADL fréquemment enregistrées à partir des vidéos obtenues. (A) Préparation des repas. (B) Lavage de la vaisselle. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure. 

Assistance requise
Six participants sur vingt-deux (27 %) ont eu besoin de l’aide de l’équipe de recherche pendant les périodes d’enregistrement à domicile. En moyenne, chaque appel d’aide a pris 5-10 min. Aucune visite à domicile n’était nécessaire. Les difficultés rencontrées concernaient le changement de batterie, la connexion Bluetooth, la connexion Wi-Fi, la révision et le découpage des vidéos sur la tablette et le contrôle des enregistrements à partir de la tablette. Pour résoudre ces problèmes, les stratégies suivantes ont été adoptées :

Comme le changement des piles peut être difficile pour les personnes ayant une fonction de la main altérée, le chercheur a suggéré d’utiliser le câble de charge pour recharger l’appareil photo. Pour les problèmes techniques liés aux connexions caméra-tablette (par exemple, les problèmes Wi-Fi et Bluetooth) ainsi que pour la révision de vidéos sur la tablette, les chercheurs ont guidé verbalement les participants à travers les procédures étape par étape. Pour les problèmes liés au découpage des vidéos, une assistance a été fournie lorsque les participants ont retourné des vidéos aux chercheurs en personne pour éviter de supprimer involontairement d’autres vidéos enregistrées. Dans le cas où les participants n’étaient pas en mesure d’utiliser la tablette pour démarrer et arrêter les enregistrements, on leur a dit d’utiliser la caméra seule, en cliquant sur le bouton d’enregistrement pour contrôler le démarrage et l’arrêt des enregistrements vidéo.

Préoccupations en matière de protection de la
Conformément aux constatations antérieures21,la plupart des participants et les membres de leur famille n’ont pas signalé de préoccupations en matière de protection de la vie privée au sujet de l’enregistrement des ADL à la maison. Un membre de la famille d’un participant n’a pas voulu être inclus dans la vidéo, et le participant a pu éviter la situation. Au total, un participant a été aidé à découper les vidéos retournées. Des analyses qualitatives des points de vue des participants sur la collecte de vidéos égocentriques à la maison seront rapportées ailleurs, mais les considérations relatives à la protection de la vie privée n’ont pas entraîné d’obstacles à la collecte de données dans ces études. Dans ce protocole, les ADL ont été enregistrées dans des environnements domestiques afin d’éviter les problèmes de confidentialité dans les espaces publics. Outre les participants, 15 spectateurs (y compris des soignants et des membres de la famille) des participants ont été inclus dans les vidéos retournées et ont consenti à leur inclusion dans l’étude. Parmi les 15 spectateurs inclus dans les vidéos, 6 d’entre eux n’étaient pas identifiables car leurs visages n’étaient pas montrés. De plus, environ 20 minutes de vidéos de 2 membres de la famille de participants victimes d’un AVC ont été jetées parce que des parties des vidéos montraient leur visage sans leur consentement.

Matériel supplémentaire. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier. 

Les auteurs n’ont rien à divulguer.