Le Dr Ruth Van der Looven, médecin réadaptateur pédiatrique, et Lode Sabbe, ergothérapeute en chef, ont construit ensemble le Smart Space[1], une plateforme hospitalière où se rencontrent les soins aux patients, la recherche axée sur la pratique et le développement de nouveaux produits. "Le Smart Space est né de la nécessité de mieux aligner la technologie sur les besoins des patients, notamment dans le cadre de la réadaptation", explique le Dr Van der Looven. "Souvent, les nouveaux développements ne peuvent pas être déployés immédiatement dans la pratique. Pour pouvoir utiliser la robotique, la technologie des capteurs, les applications et le télémonitoring dans le cadre des soins de santé, il faut mettre l'accent sur certains aspects spécifiques", affirme-t-elle.

Nous pouvons apprendre des choses au cerveau avant même que la fonction physique ne se rétablisse. La technologie est un outil idéal pour cela.

"C'est pourquoi nous devons intervenir plus tôt dans la ligne de développement", ajoute Lode Sabbe. "Le scénario idéal est que le producteur et le chercheur suivent un parcours de cocréation, pour passer d'une certaine indication (para)médicale à différents prototypes, et aboutir à des preuves de faisabilité opérationnelles. Pour cela, nous avons besoin de l'industrie, et l'industrie a besoin de nous."

Labo du mouvement

Depuis 2019, l'UZ Gent utilise le GRAIL [2]: un tapis roulant avancé et interactif, qui combine un écran géant de réalité virtuelle avec une analyse des mouvements en temps réel. "Il s'agit d'un laboratoire de mouvement compact", résume la spécialiste en réadaptation. "Je peux faire analyser la démarche du patient, mesurer l'activité musculaire... C'est très utile pour le diagnostic, mais aussi pour l'évaluation d'un traitement, par exemple chez les patients souffrant de lésions de la moelle épinière ou du cerveau, de maladies neurologiques telles que la maladie de Parkinson ou la sclérose en plaques, d'affections musculosquelettiques ou chez les patients ayant subi une amputation, afin de choisir le bon type d'orthèse ou de prothèse. Je peux prendre des décisions éclairées plus rapidement, sur la base de paramètres objectifs."

Le GRAIL est utilisé dans les mêmes groupes pour la rééducation à la marche. L'appareil simule des situations réelles, telles qu'une promenade en forêt sur un terrain accidenté, avec des branches à hauteur des yeux qu'il faut éviter, ou une rue très fréquentée qu'il faut traverser, alors que votre téléphone portable sonne. "Il est essentiel de s'entraîner aux 'doubles tâches' qui consistent à combiner la marche avec d'autres mouvements ou avec des tâches cognitives. La grande difficulté est qu'il faut pouvoir le faire en toute sécurité. Le GRAIL nous permet de déséquilibrer le patient sans risque de chute. L'appareil de rééducation supprime toutes sortes de restrictions et nous fournit des données précises sur le schéma de marche", explique la spécialiste.

D'un point de vue thérapeutique, il y a un avantage supplémentaire, note Lode Sabbe: "Vous pouvez adapter le niveau de difficulté à votre patient et créer des conditions variées qui le mettent au défi. Dans ce cadre fictif riche en stimuli, les patients oublient qu'ils sont observés et mesurés, ce qui leur permet de bouger plus naturellement. Les adultes comme les enfants sont absorbés par cet univers ludique. Les patients sont plus motivés et s'exercent de ce fait plus longtemps et à une intensité plus élevée."

Vient ensuite le volet préventif. "Chez les patients atteints de la maladie de Parkinson, entre autres, nous pouvons identifier le moment où la maladie atteint un stade comportant un risque accru de chute. Une étude est actuellement en cours sur des capteurs pouvant détecter ce risque de chute à un stade précoce, y compris à domicile, et de prédire les épisodes de "freezing". Les données que nous recueillons avec GRAIL et que nous intégrons ensuite dans des algorithmes permettront une telle approche. Cela nous permettra d'intervenir plus tôt et plus efficacement", indique l'ergothérapeute.

Potentiel d'entraînement

Depuis 2024, le centre de réadaptation de quatrième ligne déploie également RYSEN, un système robotique qui permet un entraînement à la marche assisté en 3D, sur une surface de trois mètres sur onze. Le patient porte une sorte de harnais et ne peut donc pas tomber. "Nous pouvons ajuster librement le degré de soutien du système de portée. Dans la salle d'exercices, le patient peut aller dans n'importe quelle direction - le harnais le suit. Nous pouvons également placer des escaliers et des obstacles", explique le Dr Van der Looven. "L'installation augmente considérablement le potentiel d'entraînement. Les patients récupèrent plus vite une possibilité de déplacement en position debout, même si cette fonction physique à proprement parler n'est pas encore rétablie."

La position verticale présente une considérable valeur ajoutée: outre les avantages connus (pour la circulation sanguine, la santé musculaire et osseuse, la prévention des escarres, etc.), elle est en effet particulièrement propice au bien-être émotionnel, psychologique et social du patient. "La possibilité de marcher lui-même confère au patient un sentiment d'autonomie, ce qui présente un grand avantage thérapeutique encore trop souvent sous-estimé", relève la spécialiste. "Grâce au RYSEN, nous protégeons en même temps le dos des kinésithérapeutes traitants."

Toujours dans l'idée d'aider les patients à récupérer un potentiel de déplacement autonome plus rapidement, le centre de rééducation achètera bientôt un exosquelette pour les enfants et les jeunes adultes. Il s'agit d'une 'combinaison robotique' portable et autocontrôlée qui soutient le corps dans ses mouvements. "Cette méthode de rééducation présente de nombreux avantages (physiques et mentaux) avérés, mais le plus important à mes yeux est probablement l'activation du cerveau", soutient Ruth Van der Looven.

Entraîner le cerveau

La paralysie et l'amputation privent le cerveau de certains signaux. "Pour le rétablissement du patient, il est essentiel de commencer à réactiver le cerveau le plus tôt possible et, surtout, d'éviter qu'il ne se réorganise mal", explique le Dr Van der Looven. "La technologie est l'outil idéal pour y parvenir. Nous pouvons simuler des situations, stimuler les signaux afférents et, avec de l'aide, faire fonctionner les patients plus tôt. Nous pouvons apprendre des choses au cerveau avant même que la fonction physique ne se rétablisse."

Le médecin réadaptateur donne également l'exemple de la prothèse de bras après une amputation: "Parfois, nous devons attendre des semaines pour que la plaie cicatrise bien avant de pouvoir poser une emboîture. Ce sont des semaines de rééducation que nous perdons. Actuellement, nous pouvons faire de l'exercice avec des électrodes sur le bras et un programme de RV. Lorsque le patient fait de l'exercice, il voit à travers les lunettes de RV la main qui n'est plus présente - ou la prothèse qui n'est pas encore mise en place. Cela maintient le cerveau en éveil. Nous nous entraînons avant même que le moignon soit stable et que nous puissions ajuster la prothèse. Chez les patients souffrant de lésions de la moelle épinière, nous réalisons d'importants progrès de la même manière avec le RYSEN, ou l'exosquelette, grâce à cette stimulation cérébrale."

Petit et mobile

"Même en soins intensifs, où les patients sont parfois alités pendant des mois, l'entraînement du cerveau avec des lunettes de RV est extrêmement précieux", ajoute Lode Sabbe. "En outre, avec ces lunettes [3], vous pouvez faire travailler vos patients en rééducation dans un atelier culinaire virtuel, distraire un enfant anxieux lors d'une prise de sang, étudier l'anatomie en 3D,..." En tant que manager de l'innovation à l'UZ Gent, l'ergothérapeute sait mieux que quiconque à quoi peut servir la nouvelle technologie. "L'avantage des petites applications mobiles par rapport aux grands équipements de rééducation coûteux est qu'elles sont plus largement applicables, et donc plus réalisables pour les petits centres et les cabinets privés. À l'avenir, peut-être même les patients à domicile pourront-ils s'engager dans la télérééducation", suppose-t-il.

L'imprimante 3D est une autre application à bas seuil souvent utilisée dans le Smart Space. "Beaucoup d'enfants présentent des malformations congénitales de la main. La croissance rapide à cet âge fait en sorte qu'un auxiliaire ne convient parfois que pour quelques mois. Nous imprimons des prothèses et des orthèses provisoires pour compenser la fonction déficiente de la main: un pouce ou un accessoire pour tenir un guidon afin qu'ils puissent apprendre à faire du vélo. C'est une solution peu coûteuse et aisément accessible, ce qui permet de ne pas rater des 'fenêtres' importantes", souligne Ruth Van der Looven. Pour les adultes, l'imprimante 3D permet également de fabriquer toutes sortes d'auxiliaires sur mesure.

"Il y a trop de 'petites' applications pour les évoquer toutes", s'amuse l'ergothérapeute. "Citons encore le mur de jeux interactifs, Lü, sur lequel nous projetons toutes sortes de jeux à l'aide d'un projecteur. Nous apprenons une danse aux patients, nous les laissons taper sur des balles de couleur, jouer au tennis ou aux sports d'équipe. Les enfants adorent cela, mais les adultes aussi sont plus motivés. Les éléments de jeu d'équipe et de compétition les encouragent à faire de l'exercice à une intensité plus élevée et à repousser leurs limites physiques. Là encore, c'est très utile pour la rééducation", conclut-il.

[1] https://www.uzgent.be/smart-space

[2] Gait Realtime Analysis Interactive Lab

[3] Il existe aujourd'hui des lunettes de réalité virtuelle (RV), de réalité augmentée (RA), de réalité mixte (RM) et de réalité étendue (RE).

Objectifs d'apprentissage

La lecture de cet article vous aura familiarisé(e) avec:

?? Le concept général derrière Smart Space ;

?? L'utilisation de GRAIL pour l'analyse du mouvement, en vue de la rééducation à la marche et de la prévention des chutes ;

?? L'utilisation de RYSEN pour l'entraînement à la marche ;

?? L'utilisation de la RV pour permettre une rééducation précoce chez les patients ayant subi une amputation ou une lésion de la moelle épinière ;

?? L'utilisation de l'impression 3D pour fabriquer à peu de frais des prothèses qui suivent la croissance des enfants ;

?? La prise de conscience que le Smart Space offre beaucoup plus de possibilités que ce qui peut être représenté dans le cadre de cet article.

Le Dr Ruth Van der Looven, médecin réadaptateur pédiatrique, et Lode Sabbe, ergothérapeute en chef, ont construit ensemble le Smart Space[1], une plateforme hospitalière où se rencontrent les soins aux patients, la recherche axée sur la pratique et le développement de nouveaux produits. "Le Smart Space est né de la nécessité de mieux aligner la technologie sur les besoins des patients, notamment dans le cadre de la réadaptation", explique le Dr Van der Looven. "Souvent, les nouveaux développements ne peuvent pas être déployés immédiatement dans la pratique. Pour pouvoir utiliser la robotique, la technologie des capteurs, les applications et le télémonitoring dans le cadre des soins de santé, il faut mettre l'accent sur certains aspects spécifiques", affirme-t-elle. "C'est pourquoi nous devons intervenir plus tôt dans la ligne de développement", ajoute Lode Sabbe. "Le scénario idéal est que le producteur et le chercheur suivent un parcours de cocréation, pour passer d'une certaine indication (para)médicale à différents prototypes, et aboutir à des preuves de faisabilité opérationnelles. Pour cela, nous avons besoin de l'industrie, et l'industrie a besoin de nous."Depuis 2019, l'UZ Gent utilise le GRAIL [2]: un tapis roulant avancé et interactif, qui combine un écran géant de réalité virtuelle avec une analyse des mouvements en temps réel. "Il s'agit d'un laboratoire de mouvement compact", résume la spécialiste en réadaptation. "Je peux faire analyser la démarche du patient, mesurer l'activité musculaire... C'est très utile pour le diagnostic, mais aussi pour l'évaluation d'un traitement, par exemple chez les patients souffrant de lésions de la moelle épinière ou du cerveau, de maladies neurologiques telles que la maladie de Parkinson ou la sclérose en plaques, d'affections musculosquelettiques ou chez les patients ayant subi une amputation, afin de choisir le bon type d'orthèse ou de prothèse. Je peux prendre des décisions éclairées plus rapidement, sur la base de paramètres objectifs."Le GRAIL est utilisé dans les mêmes groupes pour la rééducation à la marche. L'appareil simule des situations réelles, telles qu'une promenade en forêt sur un terrain accidenté, avec des branches à hauteur des yeux qu'il faut éviter, ou une rue très fréquentée qu'il faut traverser, alors que votre téléphone portable sonne. "Il est essentiel de s'entraîner aux 'doubles tâches' qui consistent à combiner la marche avec d'autres mouvements ou avec des tâches cognitives. La grande difficulté est qu'il faut pouvoir le faire en toute sécurité. Le GRAIL nous permet de déséquilibrer le patient sans risque de chute. L'appareil de rééducation supprime toutes sortes de restrictions et nous fournit des données précises sur le schéma de marche", explique la spécialiste. D'un point de vue thérapeutique, il y a un avantage supplémentaire, note Lode Sabbe: "Vous pouvez adapter le niveau de difficulté à votre patient et créer des conditions variées qui le mettent au défi. Dans ce cadre fictif riche en stimuli, les patients oublient qu'ils sont observés et mesurés, ce qui leur permet de bouger plus naturellement. Les adultes comme les enfants sont absorbés par cet univers ludique. Les patients sont plus motivés et s'exercent de ce fait plus longtemps et à une intensité plus élevée."Vient ensuite le volet préventif. "Chez les patients atteints de la maladie de Parkinson, entre autres, nous pouvons identifier le moment où la maladie atteint un stade comportant un risque accru de chute. Une étude est actuellement en cours sur des capteurs pouvant détecter ce risque de chute à un stade précoce, y compris à domicile, et de prédire les épisodes de "freezing". Les données que nous recueillons avec GRAIL et que nous intégrons ensuite dans des algorithmes permettront une telle approche. Cela nous permettra d'intervenir plus tôt et plus efficacement", indique l'ergothérapeute. Depuis 2024, le centre de réadaptation de quatrième ligne déploie également RYSEN, un système robotique qui permet un entraînement à la marche assisté en 3D, sur une surface de trois mètres sur onze. Le patient porte une sorte de harnais et ne peut donc pas tomber. "Nous pouvons ajuster librement le degré de soutien du système de portée. Dans la salle d'exercices, le patient peut aller dans n'importe quelle direction - le harnais le suit. Nous pouvons également placer des escaliers et des obstacles", explique le Dr Van der Looven. "L'installation augmente considérablement le potentiel d'entraînement. Les patients récupèrent plus vite une possibilité de déplacement en position debout, même si cette fonction physique à proprement parler n'est pas encore rétablie."La position verticale présente une considérable valeur ajoutée: outre les avantages connus (pour la circulation sanguine, la santé musculaire et osseuse, la prévention des escarres, etc.), elle est en effet particulièrement propice au bien-être émotionnel, psychologique et social du patient. "La possibilité de marcher lui-même confère au patient un sentiment d'autonomie, ce qui présente un grand avantage thérapeutique encore trop souvent sous-estimé", relève la spécialiste. "Grâce au RYSEN, nous protégeons en même temps le dos des kinésithérapeutes traitants."Toujours dans l'idée d'aider les patients à récupérer un potentiel de déplacement autonome plus rapidement, le centre de rééducation achètera bientôt un exosquelette pour les enfants et les jeunes adultes. Il s'agit d'une 'combinaison robotique' portable et autocontrôlée qui soutient le corps dans ses mouvements. "Cette méthode de rééducation présente de nombreux avantages (physiques et mentaux) avérés, mais le plus important à mes yeux est probablement l'activation du cerveau", soutient Ruth Van der Looven. La paralysie et l'amputation privent le cerveau de certains signaux. "Pour le rétablissement du patient, il est essentiel de commencer à réactiver le cerveau le plus tôt possible et, surtout, d'éviter qu'il ne se réorganise mal", explique le Dr Van der Looven. "La technologie est l'outil idéal pour y parvenir. Nous pouvons simuler des situations, stimuler les signaux afférents et, avec de l'aide, faire fonctionner les patients plus tôt. Nous pouvons apprendre des choses au cerveau avant même que la fonction physique ne se rétablisse."Le médecin réadaptateur donne également l'exemple de la prothèse de bras après une amputation: "Parfois, nous devons attendre des semaines pour que la plaie cicatrise bien avant de pouvoir poser une emboîture. Ce sont des semaines de rééducation que nous perdons. Actuellement, nous pouvons faire de l'exercice avec des électrodes sur le bras et un programme de RV. Lorsque le patient fait de l'exercice, il voit à travers les lunettes de RV la main qui n'est plus présente - ou la prothèse qui n'est pas encore mise en place. Cela maintient le cerveau en éveil. Nous nous entraînons avant même que le moignon soit stable et que nous puissions ajuster la prothèse. Chez les patients souffrant de lésions de la moelle épinière, nous réalisons d'importants progrès de la même manière avec le RYSEN, ou l'exosquelette, grâce à cette stimulation cérébrale.""Même en soins intensifs, où les patients sont parfois alités pendant des mois, l'entraînement du cerveau avec des lunettes de RV est extrêmement précieux", ajoute Lode Sabbe. "En outre, avec ces lunettes [3], vous pouvez faire travailler vos patients en rééducation dans un atelier culinaire virtuel, distraire un enfant anxieux lors d'une prise de sang, étudier l'anatomie en 3D,..." En tant que manager de l'innovation à l'UZ Gent, l'ergothérapeute sait mieux que quiconque à quoi peut servir la nouvelle technologie. "L'avantage des petites applications mobiles par rapport aux grands équipements de rééducation coûteux est qu'elles sont plus largement applicables, et donc plus réalisables pour les petits centres et les cabinets privés. À l'avenir, peut-être même les patients à domicile pourront-ils s'engager dans la télérééducation", suppose-t-il. L'imprimante 3D est une autre application à bas seuil souvent utilisée dans le Smart Space. "Beaucoup d'enfants présentent des malformations congénitales de la main. La croissance rapide à cet âge fait en sorte qu'un auxiliaire ne convient parfois que pour quelques mois. Nous imprimons des prothèses et des orthèses provisoires pour compenser la fonction déficiente de la main: un pouce ou un accessoire pour tenir un guidon afin qu'ils puissent apprendre à faire du vélo. C'est une solution peu coûteuse et aisément accessible, ce qui permet de ne pas rater des 'fenêtres' importantes", souligne Ruth Van der Looven. Pour les adultes, l'imprimante 3D permet également de fabriquer toutes sortes d'auxiliaires sur mesure. "Il y a trop de 'petites' applications pour les évoquer toutes", s'amuse l'ergothérapeute. "Citons encore le mur de jeux interactifs, Lü, sur lequel nous projetons toutes sortes de jeux à l'aide d'un projecteur. Nous apprenons une danse aux patients, nous les laissons taper sur des balles de couleur, jouer au tennis ou aux sports d'équipe. Les enfants adorent cela, mais les adultes aussi sont plus motivés. Les éléments de jeu d'équipe et de compétition les encouragent à faire de l'exercice à une intensité plus élevée et à repousser leurs limites physiques. Là encore, c'est très utile pour la rééducation", conclut-il.