Cerisic

Implémentation d’un test médical dans un environnement 3D virtuel et réalisation d’une application d’enregistrement de données
Stage Ingénieur Industriel 2016-2017

Description

Le projet consiste en deux phases distinctes. D’une part, la réalisation d’une application informatique d’enregistrement de données (reliées à la cinématique de la main) et d’autre part, l’implémentation d’un test médical existant en une application virtuelle en 3D sur ordinateur. Les deux applications s’inscrivent dans un contexte médical et concernent la kinésithérapie et l’ergothérapie.

 Le but de la première application est de pouvoir disposer d’un outil de récolte et de stockage de données qui permette une utilisation et une exploitation ultérieure des plus aisées possible. Le but de la deuxième application est le même que la première avec un aspect additionnel : ne pas seulement disposer d’un outil de récolte et de stockage de données mais aussi d’un outil d’analyse et d’aide au diagnostic dans les milieux médicaux cités plus haut. Le milieu et le contexte restent spécifiques mais s’inscrivant dans une mouvance nouvelle pour aider patient et praticien.

Figure 1 : Purdue Pegboard

Figure 1 : Purdue Pegboard

La problématique de ce travail de fin d’études est liée à l’utilisation de la réalité virtuelle dans la réalisation de tests cliniques visant à évaluer la dextérité manuelle d’un patient. La dextérité digitale fine (c’est la combinaison de la précision et de la rapidité des mouvements des mains) est souvent évaluée chez les enfants et adultes IMC par le Purdue Pegboard Test (voir Figure 1).

Cela se fait au travers de plusieurs exercices de coordination. Le patient doit prendre les tigettes et les placer dans les trous. Il doit en mettre le plus possible en 30 secondes et en partant du haut vers le bas. Il ne peut prendre qu’une tige à la fois et ne peut pas s’aider de l’autre main pour le test. Il y a trois tests : un avec la main dominante, non-dominante et les deux mains.

 L’Infirmité Motrice Cérébrale, ou IMC, regroupe des troubles moteurs dû à des lésions cérébrales ayant eu lieu avant, pendant ou après la naissance. Ces troubles, présents dans 0.2% des naissances, sont permanents et limitent le développement du mouvement et de la posture. Ces lésions sont non évolutives mais les conséquences peuvent évoluer.

 L’apport de la réalité virtuelle serait d’une part de rendre plus attractif un test clinique efficace mais peu ludique, particulièrement chez les enfants qui peuvent se décourager rapidement lorsque la tâche est difficile. D’autre part, la réalité virtuelle permettra d’étudier plus précisément la cinématique de la main et des doigts lors de ce test clinique. Cela permettra aussi d’avoir accès à la stratégie déployée par le patient pour prendre et déplacer les tigettes jusque dans les trous.

 Leap motion

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Figure 2 : Vizualizer Leap Motion

 La transcription des mouvements de la main nécessaire à la réalisation des deux applications utilise une caméra 3D spécifique reliée à l’ordinateur via USB : le Leap Motion (voir Figure 3). Ce capteur de faible coût a été conçu spécifiquement pour la reconnaissance tridimensionnelle de repères anatomiques situés sur les mains et les avant-bras mais n’est appliqué à l’heure actuelle qu’à des fins ludiques ou bureautiques.

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Figure 3 : Leap Motion

DataTrackLM et VirtualPPT

Les applications développées ont été baptisées DataTrackLM (voir Figure 4) et VirtualPPT (voir Figure 5). La première étant celle pour enregistrer des données et la seconde étant la version virtuelle du Purdue Pegboard Test. DataTrackLM peut être utilisée conjointement avec le Purdue Pegboard Test afin de récolter les données relatives au test. La réalisation des deux applications a nécessité de la programmation (Visual Studio, C#) d’une part et de la conception 3D (Unity3D, Blender) d’autre part.

Figure 4 : capture d'écran de DataTrackLM

Figure 4 : capture d’écran de DataTrackLM

Figure 5 : capture d'écran de VirtualPPT version 2

Figure 5 : capture d’écran de VirtualPPT version 2