Découvrez comment les biocapteurs optimisent les performances des professionnels de santé. Lors de simulations d’urgence, des lunettes d’oculométrie permettent de quantifier les schémas de regard des responsables, tandis que des études d’ergonomie ont recours à des cartes thermiques pour détecter les erreurs de conception. L’analyse par éléments finis (FEA) facilite la détection précoce de la démence liée à la maladie de Parkinson et identifie les facteurs émotionnels à l’origine de l’inertie thérapeutique. Cette approche multimodale transpose la recherche en santé dans des contextes naturels, améliorant ainsi la précision des diagnostics et les résultats pour les patients.
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La pandémie de COVID-19 a une nouvelle fois démontré à quel point les professionnels de santé sont indispensables au bien-être de la société. Nous prenons conscience des risques liés à leur métier et de la difficulté qu’ils ont à donner le meilleur d’eux-mêmes et à prendre des décisions cruciales dans des situations stressantes.
La situation actuelle a clairement montré qu’il fallait allouer davantage de ressources à la recherche dans le domaine des applications de santé afin d’améliorer les performances des professionnels de santé ainsi que les processus de diagnostic et de traitement. À cette fin, les biocapteurs ont souvent été utilisés pour permettre une recherche multimodale fiable, tant en laboratoire que dans des conditions réelles. Les chercheurs ont eu recours aux biocapteurs pour innover et améliorer les processus de diagnostic.
Cela implique notamment d’étudier les facteurs qui influencent les interactions professionnelles et les performances des professionnels de santé. Vous trouverez ci-dessous quatre exemples d’application inspirants issus de la recherche sur les biocapteurs qui, selon nous, ouvrent la voie à l’avenir de la recherche en matière de soins de santé.
1. Les simulations de soins d’urgence fournissent des informations sur les performances des professionnels de santé grâce à l’analyse de l’oculométrie : les schémas de regard
Cette récente collaboration interdisciplinaire s’est intéressée à la perception de la situation d’un professionnel de santé lors d’une simulation d’urgence (2020). Une équipe de chercheurs de l’université municipale de Yokohama, de l’Institut de technologie de Kyushu et de l’université de Nottingham a collaboré pour analyser le processus décisionnel d’un médecin urgentiste à partir de son comportement visuel, à l’aide de lunettes d’oculométrie et du logiciel iMotions. Cette étude s’inscrit dans le cadre du projet Japan-UK Eyework, qui vise à étudier comment les professionnels de santé en soins d’urgence parviennent à l’intersubjectivité et utilisent l’interaction en situation d’urgence comme une action sociale (1).
La dernière étude menée dans le cadre de ce projet s’est déroulée dans un environnement hospitalier réel, en présence de deux autres médecins et d’un patient fictif simulant une hémorragie cérébrale. Le médecin devait agir comme à l’accoutumée dans cette situation d’urgence imprévue, tandis que les chercheurs observaient en temps réel les données relatives à son regard.
Ils ont constaté que, lorsqu’il formulait des demandes, le chef d’équipe posait plus souvent son regard sur le corps de ses collègues que sur leur visage, et ils ont utilisé ces informations pour quantifier et décrire les interactions au sein de l’équipe soignante. Il s’est avéré que les schémas de regard reflétaient le fonctionnement du leadership au sein de l’équipe médicale, montrant que le chef d’équipe fixait ses collègues de manière répétée avant de leur demander quelque chose, et qu’il les observait également pendant et après l’exécution des tâches.
Cette étude fait figure de pionnière dans la mise en place d’une méthodologie standard utilisant des lunettes d’oculométrie, et éventuellement d’autres biocapteurs, afin de former les professionnels de santé aux comportements à adopter en situation d’urgence et d’améliorer leurs performances. Les technologies de capteurs portables, telles que les lunettes d’oculométrie, permettent d’étudier le comportement des professionnels de santé dans un cadre naturel, ce qui renforce la généralisation des résultats et fournit des enseignements immédiatement applicables aux situations réelles.
2. Les biocapteurs apportent un éclairage supplémentaire sur les essais d’utilisabilité des dispositifs médicaux
Les appareils utilisés dans les hôpitaux sont essentiels pour diagnostiquer et traiter rapidement de nombreuses maladies différentes. Ces appareils peuvent s’avérer assez sophistiqués et complexes pour l’utilisateur. Compte tenu du rythme effréné qui règne dans les hôpitaux, le personnel soignant a besoin d’appareils médicaux dotés d’une conception intuitive et accompagnés d’instructions d’utilisation claires. Des chercheurs en psychologie appliquée de FORCE Technology, au Danemark, se sont penchés sur cette question en étudiant comment améliorer les études d’ergonomie des appareils médicaux à l’aide de lunettes d’oculométrie (2).
Thomas Koester et ses collègues ont émis l’hypothèse que l’oculométrie pouvait offrir un aperçu de la perception de l’utilisateur lorsqu’il interagit avec un dispositif médical. Les méthodes traditionnelles de recherche en expérience utilisateur (UX), telles que les observations vidéo, les entretiens post-utilisation et les enquêtes, ne permettent souvent pas d’atteindre cet objectif, car elles sont sujettes à des biais et à des erreurs.
La méthode utilisée par Koester consistait à demander aux participants d’utiliser un dispositif médical dont la nature n’était pas divulguée (pour des raisons de confidentialité) dans deux scénarios : l’un où l’utilisateur devait déterminer l’état du dispositif (c’est-à-dire s’il était prêt à l’emploi) et l’autre où l’utilisateur devait décider si le dispositif nécessitait ou non une maintenance. Ils ont également comparé ces résultats à ceux d’une observation parallèle menée à l’aide de méthodes ethnographiques traditionnelles d’évaluation de l’ergonomie.
Pour analyser les données d’oculométrie, les chercheurs ont utilisé les fonctionnalités de cartes thermiques et de zones d’intérêt (AOI) du logiciel iMotions.
Carte des regards regroupant les données d’oculométrie de quatre participants. L’image ne représente pas l’appareil réel. Elle est fournie à titre purement illustratif.
L’évaluation finale a montré que les lunettes d’oculométrie fournissaient des résultats plus rapides et plus détaillés, ainsi que des informations supplémentaires. Il est apparu que le groupe ayant utilisé ces lunettes avait pu obtenir au moins cinq informations supplémentaires que l’équipe utilisant la méthode traditionnelle n’avait pas pu recueillir. Par exemple, ils ont remarqué que les documents du modérateur détournaient l’attention de l’utilisateur pendant la communication des informations initiales.
Une autre observation a été qu’aucun des participants n’a remarqué un bouton important de l’appareil. De plus, les chercheurs ont pu constater que les participants ayant déjà utilisé des appareils similaires affichaient des performances moindres.
Grâce à ces informations, il a été possible d’identifier la cause profonde des erreurs commises par les utilisateurs et de comprendre comment leur attention était répartie tout au long des tâches.
En conclusion, les lunettes d’oculométrie et la synchronisation des données en temps réel améliorent considérablement la recherche sur l’ergonomie des dispositifs médicaux, en permettant d’étudier ces dispositifs dans des contextes réels et naturels.
To see how these concepts are applied in practice, explore our Talk to a Research Expert page.
3. Les biocapteurs peuvent mettre en évidence des troubles cognitifs dans la maladie de Parkinson
La maladie de Parkinson (MP) est l’une des affections neurologiques les plus étudiées par les groupes de recherche à l’heure actuelle. Les chercheurs ont constaté que cette maladie s’accompagne d’un trouble du traitement des visages et des émotions. De plus, 40 % des patients qui en sont atteints peuvent également développer une démence (MP-D) (Padovani et al. 2006) (3). Cependant, ce déficit dans le traitement des visages reste mal compris chez les patients atteints de MP-D.
L’Université médicale de Taichung (Taïwan) a mené une étude visant à déterminer comment les troubles de la reconnaissance faciale et de la reconnaissance des émotions sont liés au vieillissement et aux dysfonctionnements cognitifs chez les patients atteints de la maladie de Parkinson avec démence (4). Les chercheurs ont examiné trois aspects essentiels de la capacité de traitement des visages ainsi que les liens entre les évaluations cognitives et neuropsychiatriques et les performances aux tâches, en travaillant avec des patients atteints de la maladie de Parkinson avec démence et un groupe témoin sain.
Les participants ont dû effectuer trois tâches sur ordinateur : identification de la discrimination faciale, reconnaissance des émotions et imitation des expressions faciales, pour lesquelles ils ont utilisé le logiciel iMotions équipé du module d’analyse des expressions faciales fourni en partenariat avec Affectiva. Leurs résultats indiquent que les troubles de la reconnaissance des émotions négatives persistaient du stade de la maladie de Parkinson (PD) au stade de la maladie de Parkinson avec démence (PD-D).
Cette étude a été l’une des premières à explorer trois aspects importants du traitement des visages chez les patients atteints de démence liée à la maladie de Parkinson. Les chercheurs ont mis en évidence des déficits constants, corrélés à l’avancée de l’âge et à un ralentissement des fonctions cognitives. Leurs résultats ont permis de conclure qu’une tâche de discrimination des visages pourrait servir de test potentiel pour la détection précoce de la démence chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson.
4. La recherche sur les biocapteurs peut améliorer les interactions thérapeutiques en analysant les expressions émotionnelles des soignants
Le rôle des émotions dans la prise de décision fait l’objet d’études depuis des décennies. Des études récentes ont montré que ces émotions, associées à l’activation musculaire, constituent le moteur principal de la plupart des décisions importantes que nous prenons chaque jour. Cependant, on dispose de peu d’informations sur la manière dont cette activité des muscles faciaux, et l’expression émotionnelle qui en découle, sont liées aux décisions thérapeutiques que les médecins prennent quotidiennement lors de leurs consultations.
Par ailleurs, il existe un phénomène très courant qui touche les médecins traitant des patients atteints de maladies chroniques, appelé « inertie thérapeutique » (IT) ; il s’agit de l’absence de mise en place ou d’intensification d’un traitement alors qu’il existe des signes clairs d’activité clinique et radiologique de la maladie. Ce phénomène entraîne souvent une détérioration des résultats cliniques et une augmentation des coûts de santé.
C’est pourquoi l’« Unité de neurosciences décisionnelles » de l’Université de Toronto, en collaboration avec l’Université de Zurich, a décidé de mener une étude visant à déterminer comment et quels types d’expressions émotionnelles sont associés aux décisions thérapeutiques dans la prise en charge des patients atteints de sclérose en plaques (SEP).
Pour ce faire, ils ont évalué la relation entre les émotions, les états affectifs et l’inertie thérapeutique (TI) chez les neurologues qui prennent en charge ces patients atteints de sclérose en plaques, au moment où ils prennent leurs décisions thérapeutiques. Plus précisément, l’étude a été menée auprès de neurologues spécialisés dans la sclérose en plaques, à qui l’on a demandé de répondre à diverses questions concernant leur pratique clinique, leur aversion pour l’ambiguïté et la prise en charge de différents cas cliniques simulés (5).
Au cours de l’étude, ils ont enregistré l’activité des muscles faciaux et les expressions émotionnelles associées à l’aide du logiciel iMotions équipé du module AFFDEX d’Affectiva. Ils ont constaté que la moitié des participants faisaient preuve d’une tendance à l’introversion (TI) dans au moins l’un des scénarios présentés. Cela suggère que les paramètres faciaux et les expressions émotionnelles sont liés aux choix des médecins et jouent un rôle partiel dans la médiation de l’effet de l’aversion pour l’ambiguïté sur la TI.
Ils estiment donc que l’identification et la mise en œuvre d’interventions éducatives adaptées dans de telles situations peuvent faciliter la prise de décisions thérapeutiques optimales dans le cadre des maladies chroniques, ce qui se traduirait par de meilleurs résultats pour les patients et une réduction des coûts des soins médicaux.
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Conclusion :
Comme le montrent les études ci-dessus, les outils de biocapteurs et la recherche multimodale peuvent constituer des atouts puissants dans toute une série d’applications médicales. Ces études portant sur la communication dans le domaine de la santé, les tests d’ergonomie des dispositifs, le diagnostic précoce de la maladie de Parkinson et le traitement de la sclérose en plaques peuvent servir de repères et de sources d’inspiration importants pour les futures recherches dans des domaines similaires de la santé et de la performance. Ce ne sont là que quelques exemples parmi de nombreuses études illustrant les avantages potentiels d’une approche multimodale dans les applications médicales.
Auteurs ayant contribué à cet article :
Demet Soyyilmaz & Ariadna Hidalgo Pons
Références
- Nakamura, K., Sakai, T., Abe, T., Saitoh, T., Coffey, F., MacKenzie, A., … & Tsuchiya, K. (2020). Le regard d’un chef d’équipe avant et après avoir formulé des demandes lors d’une simulation de soins d’urgence : une étude de cas réalisée à l’aide de lunettes d’oculométrie. BMJ Simulation and Technology Enhanced Learning, bmjstel-2019.
- Koester, T., Brøsted, J. E., Jakobsen, J. J., Malmros, H. P., & Andreasen, N. K. (juin 2017). L'utilisation de l'oculométrie dans les tests d'utilisabilité des dispositifs médicaux. Dans Actes du Symposium international sur les facteurs humains et l'ergonomie dans les soins de santé (vol. 6, n° 1, p. 192-199). Sage CA : Los Angeles, CA : SAGE Publications.
- Padovani, A., Costanzi, C., Gilberti, N. et Borroni, B. La maladie de Parkinson et la démence. Neurologic Science. 27, 40–43 (2006).
- Ho, M.W., Chien, S.H., Lu, M. et al. Les troubles de la discrimination faciale et de la reconnaissance des émotions sont liés au vieillissement et aux dysfonctionnements cognitifs dans la maladie de Parkinson associée à une démence. Sci Rep 10, 4367 (2020).
- Saposnik, G., Oh, J., Terzaghi, M., Kostyrko, P., Bakdache, F., Montoya, A. et al. (2019). Expressions émotionnelles associées à l'inertie thérapeutique dans la prise en charge de la sclérose en plaques. Multiple Sclerosis And Related Disorders, 34, 17-28.