XIV CONGRES AMIK BORDEAUX 28 et 29 Septembre Les ateliers

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1 XIV CONGRES AMIK BORDEAUX 28 et 29 Septembre 2012 Les ateliers *ATELIER F SYSTÈME ADIBASPOSTURE : MESURE DE LA POSTURE EN 3D AVEC MULTICAPTEURS KINÉTECT Système ADIBAS posture: mesure de la posture en 3D avec multicapteur Kinect Juan Ramón Revilla, José Ramírez Moreno M.K. Mézièristes, Professeurs à l Université de Catalogne, Présidents de l AMIF et formateurs Mézières - Barcelone Correspondance: [email protected] / mezieres.com Le Logiciel pour l évaluation posturale sur 3D ADiBAS, présenté à ce Congrès est le fruit de 15 ans d'expérience sur l'étude du mesurage de l'examen physique global. L'objectif est de pouvoir évaluer les changements posturaux d'une manière valide et fiable, en permettant la communication des bénéfices d une rééducation posturale à travers la Méthode Mézières dans les domaines des sciences, de la santé et du sport et comme "gold standard" pour la recherche.

2 Existe t il une relation entre altération posturale et pathologie? Les recherches publiées rattachent les altérations posturales à diverses pathologies ou syndromes douloureux. Des études ont été faites pour définir la normalité des formes corporelles (1 3). Ainsi, ont été étudié, la corrélation entre différents segments corporels, spécialement entre le bassin et les courbes vertébrales sur le plan sagittal (4 9), la relation entre l altération morphostatique et la pathologie. C est dans le domaine de l étude des troubles musculo squelettiques que l on peut trouver le plus grand nombre de publications qui relient une altération de la posture et de pathologie. Les révisions systématiques et les guides de pratique clinique sur des topiques très étudiés et prévalentes, comme le dysfonctionnement crâne mandibulaire et la douleur lombaire chronique, par exemple, constatent que les interventions qui cherchent à améliorer la posture et le système propioceptif, comme les groupes d'école de dos ou les exercices envisageant la rééducation et l amélioration de la posture, sont des interventions qui ont un degré d'évidence moyen. Cette évidence est plus importante que d'autres interventions habituelles dans les systèmes de santé comme les techniques d'électrothérapie (10, 11). Il existe un certain degré d'évidence qui relie l altération posturale et la pathologie, bien que la relation de cause à effet soit difficile à prouver et requière des recherches futures plus robustes, ainsi que des méthodes diagnostiques fiables qui permettent de quantifier les variables à mesurer avec précision (10, 12). Comment mesurer la posture de nos patients? L'évaluation de la posture globale pose un problème conceptuel mais aussi une difficulté méthodologique : peut on la quantifier et la classer? Peut on parler de critères de normalité? Quelles sont les variables corporelles les plus importantes? Existe t il un système de mesure clinique valide, fiable, économique et facilement applicable pour un kinésithérapeute? Les méthodes utilisées pour mesurer la posture sont nombreuses. Quelques unes sont très simples mais peu précises, comme par exemple l'évaluation visuelle en relation à un fil à plomb (13). Les autres très complexes mais peu utiles dans la pratique clinique quotidienne à cause de leur prix, leur taille ou des facteurs associés de risque, comme dans le cas des systèmes multi

3 appareils très chers ou de certains tests radiologiques qui soumettent le patient aux radiations. L'utilisation de photographies numériques pour l'évaluation posturale est une pratique de plus en plus habituelle chez les professionnels de santé et dans l'activité physique, par sa simplicité, son prix modéré et sa fiabilité (2). Des études sur la validité et la fiabilité des dispositifs avec images assistées par ordinateur sont apparues. (14,15). Qu'est le système ADiBAS? ADiBAS est un logiciel dont le dessin est le fruit d'une collaboration entre des ingénieurs informatiques appartenant au Département de Mathématiques Appliquées de l'université de Barcelone (UB) et des kinésithérapeutes, appartenant au domaine clinique et enseignants des entreprises Centre de Fisioteràpia KineMez et Institut de Fisioteràpia Global Mézières. Le dispositif software ADiBAS pour l évaluation de la posture utilise l appareil capteur Kinect pour le captage d'images et a besoin d'un PC avec une configuration standard. Les premières recherches sur la validité de ce nouveau hardware qui permet de capter la posture et le mouvement ont été récemment publiées (16, 17). Ce dispositif est né pour la console de Xbox360, mais actuellement la version libre est commercialisée pour PC. Il se compose d'un hardware développé par l'entreprise PrimeSense et un software qui est la propriété de Microsoft. Il utilise un système de scanner sur 3D dénommé la "Lumière de codage" qui utilise une variante de la reconstruction 3D basé sur des images. Le dispositif dispose d un appareil de vidéo RGB et deux capteurs infrarouges de profondeur. Grâce à la possibilité de capter la profondeur de champ d'objets ou de personnes sans la nécessité d'utiliser aucun autre dispositif pour interagir avec l'interface, cette technologie présente des avantages par rapport à d'autres systèmes équivalents. On a commencé à publier des études qui utilisent Kinect dans le domaine de la détection et de l'évaluation corporelle (18 20) et dans la réhabilitation. Quels avantages présente t il par rapport à d'autres systèmes de mesure? Toute méthode de mesure doit chercher l'exactitude maximale, c'est à dire l'erreur minimale de mesure et doit avoir un minimum de risque et de gêne pour les patients examinés. En même temps, son application doit tenir compte

4 des coûts économiques et, par conséquent, l'efficacité du système. Le software permet d'extraire des données de manière automatique après avoir cliqué sur l'image obtenue, en économisant du temps au professionnel dans ses évaluations. Son prix modique, son innocuité et sa rapidité d'utilisation, facilitent la répétition des mesures tout au long d'un traitement. Ce type d'évaluations peut servir comme contrôle des changements posturaux. Par exemple, elles peuvent mettre en garde de l'évolution négative d'une courbure vertébrale, dans le cas d'une scoliose ou d'une hypercyphose dorsale et elles peuvent justifier de réaliser une preuve plus spécifique (bien que plus coûteuse et non inoffensive), comme une radiologie. Dans ce sens, l'actuelle tendance de la médecine basée sur l'évidence envisage la nécessité de diminuer la prescription de preuves complémentaires coûteuses pour les systèmes de santé, d'efficacité douteuse et avec de possible effets secondaires pour les patients (12, 24). développement de l'atelier pratique A l atelier, les assistants ont été répartis en 4 groupes de travail. Chaque groupe a reçu une feuille avec un plan postural : antérieur, postérieur, profil et flexion antérieure. Chaque groupe a discuté en commun et a débattu sur le choix des angles variables ou des distances les plus intéressantes à mesurer pour chaque plan. Ensuite on a réalisé la capture des images de chaque plan sur un volontaire et sur ces images on a réalisé certaines mesures proposées par chaque groupe. Le système permet, sans la nécessité de placer des marqueurs sur la peau du patient, de connaître les données numériques des variables à étudier, tout simplement en faisant "un clic" sur l'image capturée. On a montré, sur une image préalablement capturée et mesurée, un protocole de mesure standard, avec différentes mesures angulaires et de distance. Le système permet de corriger la distorsion par rapport à l'horizontale, de réaliser et de garder de nouveaux protocoles, ainsi que d exporter les données numériques d a n s un fichier Excel en facilitant la compilation de l'information (Fig.1 5). Des futures lignes de recherche Les recherches futures viseront à valider l'instrument de mesure dans son application clinique à travers une étude comparative par rapport à un patron d'or (système multi appareil 3D et étude radiologique), dans la mesure de variables posturales. On va également proposer l'étude comparative de fiabilité relative entre le dispositif software ADiBAS et les softwares existants d'usage courant qui utilisent la photogrammétrie comme méthode de captage

5 d'images. L avancée suivante, dans la planification de la validation, sera l'étude de plusieurs individus diagnostiqués avec un trouble musculo squelettique concret et l étude de l'existence ou non d altérations morpho statiques, par rapport aux critères de normalité, considérées comme facteur de risque dans l'étio pathogénie de ce trouble. Bibliographie (1) Dunk NM, Chung YY, Compton DS, Callaghan JP. The reliability of quantifying upright standing postures as a baseline diagnostic clinical tool. J Manipulative Physiol Ther Feb;27(2): (2) Dunk NM, Lalonde J, Callaghan JP. Implications for the use of postural analysis as a clinical diagnostic tool: reliability of quantifying upright standing spinal postures from photographic images. J Manipulative Physiol Ther Jul Aug; 28(6): (3) Gelb DE, Lenke LG, Bridwell KH, Blanke K, McEnery KW. An analysis of sagittal spinal alignment in 100 asymptomatic middle and older aged volunteers. Spine (Phila Pa 1976).1995 Jun 15; 20(12): (4) Legaye J, Duval Beaupere G. Gravitational forces and sagittal shape of the spine. Clinical estimation of their relations. Int Orthop Dec; 32(6): (5) Boulay C, Tardieu C, Hecquet J, Benaim C, Mouilleseaux B, Marty C, et al. Sagittal alignment of spine and pelvis regulated by pelvic incidence: standard values and prediction of lordosis. Eur Spine J Apr; 15(4): (6) Duval Beaupere G, Schmidt C, Cosson P. A Barycentremetric study of the sagittal shape of spine and pelvis: the conditions required for an economic standing position. Ann Biomed Eng. 1992; 20(4): (7) Legaye J, Duval Beaupere G, Hecquet J, Marty C. Pelvic incidence: a fundamental pelvic parameter for three dimensional regulation of spinal sagittal curves. Eur Spine J. 1998; 7(2): (8) Mac Thiong JM, Roussouly P, Berthonnaud E, Guigui P. Sagittal parameters of global spinal balance: normative values from a prospective cohort of seven hundred nine Caucasian asymptomatic adults. Spine (Phila Pa 1976) Oct 15;35(22):E (9) Roussouly P, Gollogly S, Berthonnaud E, Dimnet J. Classification of the normal variation in the sagittal alignment of the human lumbar spine and pelvis in the standing position. Spine (Phila Pa 1976) Feb 1; 30(3): (10) Airaksinen O, Brox JI, Cedraschi C, Hildebrandt J, Klaber Moffett J, Kovacs F, et al. Chapter 4. European guidelines for the management of chronic nonspecific low back pain. Eur Spine J Mar;1 5 Suppl 2:S (11) List T, Axelsson S. Management of TMD: evidence from systematic reviews and metaanalyses. J Oral Rehabil May; 37(6): (12) Balagué F, Mannion AF, Pellise F, Cedraschi C. Non specific low back pain. Lancet Feb 4; 379(9814): (13) Zheng X, Chaudhari R, Wu C, Mehbod AA, Transfeldt EE, Winter RB. Repeatability test of

6 C7 plumb line and gravity line on asymptomatic volunteers using an optical measurement technique. Spine (Phila Pa 1976) Aug 15; 35(18):E (14) Normand MC, Harrison DE, Cailliet R, Black P, Harrison DD, Holland B. Reliability and measurement error of the BioTonix video posture evaluation system. Part I: Inanimate objects. J Manipulative Physiol Ther May; 25(4): (15) Normand MC, Descarreaux M, Harrison DD, Harrison DE, Perron DL, Ferrantelli JR, et al. Three dimensional evaluation of posture in standing with the PosturePrint: an intra and inter examiner reliability study. Chiropr Osteopat Sep 24; 15: 15. (16) Bo AP, Hayashibe M, Poignet P. Joint angle estimation in rehabilitation with inertial sensors and its integration with Kinect. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc Aug; 2011: (17) Dutta, T. Evaluation of the Kinect sensor for 3 D kinematic measurement in the workplace. Appl.Ergon Jul; 43(4): (18) Tong J, Zhou J, Liu L, Pan Z, Yan H. Scanning 3D Full Human Bodies Using Kinects. IEEE Trans Vis Comput Graph Apr; 18(4): (19) Dutta T. Evaluation of the Kinect sensor for 3 D kinematic measurement in the workplace. Appl Ergon Jul; 43(4): (20) Stone EE, Skubic M. Passive in home measurement of stride to stride gait variability comparing vision and Kinect sensing. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2011; 2011: (21) Bo AP, Hayashibe M, Poignet P. Joint angle estimation in rehabilitation with inertial sensors and its integration with Kinect. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2011; 2011: (22) Chang YJ, Chen SF, Huang JD. A Kinect based system for physical rehabilitation: a pilot study for young adults with motor disabilities. Res Dev Disabil Nov Dec; 32(6): (23) Lange B, Chang CY, Suma E, Newman B, Rizzo AS, Bolas M. Development and evaluation of low cost game based balance rehabilitation tool using the Microsoft Kinect sensor. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2011; 2011: (24) Serrano Aguilar P, Kovacs FM, Cabrera Hernandez JM, Ramos Goni JM, Garcia Perez L. Avoidable costs of physical treatments for chronic back, neck and shoulder pain within the Spanish National Health Service: a cross sectional study. BMC Musculoskelet Disord Dec 21; 12:287

7 Figures Figure 1. Interface du logiciel

8 Figure 2. Mesure des distances par rapport à l'axe vertical. Figure 3. Test de pencher en avant. Mesure d angles de genoux et hanche. Mesure de distance au sol.

9 Figure 4. Vue dorsale. A) Marqueurs placés sur les épines des vertèbres dorsales. B) Représentation en 3D pour mesurer la flexion et l'extension vertébrale.