Alves, Camille Marques. "Development of a new methodology for quantitative analysis of rigidity in Parkinson’s disease." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2024. https://docnum.univ-lorraine.fr/ulprive/DDOC_T_2024_0074_MARQUES_ALVES.pdf.
Abstract (sommario):
La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative chronique qui altère principalement la fonction motrice et touche des millions de personnes dans le monde. La rigidité est l'un des principaux symptômes de la MP et est présente chez environ 89 % des patients. Cette rigidité rend difficile le mouvement des membres, affectant la qualité de vie de ces personnes. L'évaluation de la rigidité est d'une grande importance dans la pratique clinique pour surveiller le processus de rééducation. Les méthodes traditionnelles d'évaluation de la rigidité, telles que l'échelle d'évaluation unifiée de la maladie de Parkinson (MDS-UPDRS) de la Movement Disorder Society, présentent des limites qui conduisent à l'exploration de nouvelles approches. Cependant, il n'existe toujours pas de mesures quantitatives standardisées pour cette évaluation. Par conséquent, il existe un grand intérêt pour la mise en œuvre de nouvelles méthodes permettant de quantifier de manière adéquate ce trouble. Les méthodes utilisant l'électromyographie (EMG) et les capteurs d'amplitude articulaire sont très prometteuses. Par conséquent, l'objectif général de cette recherche est de proposer et d'évaluer une méthode d'évaluation quantitative de la rigidité du poignet chez les patients atteints de MP, utilisant des capteurs inertiels et EMG. Dans un premier temps, une revue de la littérature a été menée pour identifier les capteurs les plus adaptés et les plus cohérents à cet effet. Sur la base de cette revue, un protocole expérimental a été développé qui intègre une variété de mouvements, y compris des étirements actifs, passifs lents et passifs rapides, pour capturer différents aspects de la rigidité. Le protocole comprend également une interaction des participants avec RehaBEElitation, un jeu sérieux qui vise à fournir une approche engageante et accessible pour évaluer la rigidité. Pour l'étude, 15 personnes atteintes de MP ont été évaluées, dans les états ON et OFF du médicament, ainsi que 15 personnes en bonne santé, appariées en termes de sexe et d'âge. Les principales conclusions mettent en évidence la vitesse comme un déterminant crucial dans la manifestation de la rigidité chez les individus atteints de MP. Il a été observé que les mouvements passifs rapides étaient les plus efficaces pour provoquer et mettre en évidence la rigidité, tandis que les mouvements passifs lents donnaient des résultats moins significatifs. De plus, la phase 4 de RehaBEElitation est apparue comme un moment fort, s'avérant cruciale pour identifier et évaluer la rigidité. Les caractéristiques estimées à partir des signaux des accéléromètres et des gyroscopes étaient particulièrement remarquables, démontrant une forte corrélation avec l'évaluation MDS-UPDRS et offrant des informations précieuses sur la dynamique du mouvement. En revanche, l'EMG s'est avéré plus efficace pour détecter la rigidité lorsque les mouvements étaient ordonnés, soulignant l'importance de la coordination musculaire dans l'évaluation de la rigidité lors de l'utilisation de cette méthode. Ces résultats mettent en évidence la complexité de la rigidité de la DP et la nécessité d'approches multiformes et sensibles pour son évaluation et sa compréhension. En conclusion, cette étude a développé et mis en œuvre avec succès une nouvelle méthode pour quantifier la rigidité du poignet chez les personnes atteintes de MP. Les résultats ont démontré de fortes corrélations entre les données des capteurs et les évaluations cliniques, indiquant l'efficacité de la méthode développée pour quantifier avec précision la rigidité du poignet dans différents états pathologiques. Ces résultats soulignent le potentiel de l'approche proposée pour améliorer la prise en charge clinique de la MP, offrant des informations précieuses sur les symptômes moteurs et ouvrant la voie à des interventions personnalisées adaptées pour lutter contre la rigidité et améliorer la qualité de vie des patients parkinsoniens<br>Introduction: Parkinson's disease (PD) is a chronic neurodegenerative disorder that predominantly impairs motor function and affects millions of people worldwide. Rigidity is one of the main symptoms of PD and is present in around 89% of patients. This rigidity makes it difficult to move limbs, affecting the quality of life of these people. The assessment of rigidity is of great importance in clinical practice to monitor the rehabilitation process. Traditional methods for assessing rigidity, such as the Movement Disorder Society - Unified Parkinson's Disease Rating Scale (MDS-UPDRS) have limitations, leading to the exploration of novel approaches. However, there are still no standardised quantitative measures for this assessment. Therefore, there is great interest in implementing new methods that can adequately quantify this disorder. Methods that use Electromyography (EMG) and joint amplitude sensors are very promising. Objective: Therefore, the general objective of this research is to propose and evaluate a method for the quantitative assessment of wrist rigidity in patients with PD, using inertial sensors and EMG. Methods: Initially, a literature review was conducted to identify the most suitable and consistent sensors for this purpose. Based on this review, an experimental protocol was developed that incorporates a variety of movements, including active, slow passive, and fast passive stretches, to capture different aspects of rigidity. The protocol also includes participant interaction with the RehaBEElitation, a serious game that aims to provide an engaging and accessible approach to assessing rigidity. For the study, 15 people with PD were evaluated, in the ON and OFF states of the medication and 15 healthy people, matched in sex and age. Results and Discussion: The main findings highlight speed as a crucial determinant in the manifestation of rigidity in individuals with PD. It was observed that fast passive movements were the most effective in causing and highlighting rigidity, while slow passive movements showed less significant results. Furthermore, phase 4 of RehaBEElitation emerged as a highlight, proving to be crucial for identifying and evaluating rigidity. Features estimated from signals of accelerometers and gyroscopes were particularly notable, demonstrating strong correlation with MDS-UPDRS assessment, and offering valuable insights into the movement dynamics. On the other hand, EMG proved to be more effective, in detecting rigidity, when movements were ordered, highlighting the importance of muscular coordination in assessing rigidity when using this method. These findings highlight the complexity of rigidity in PD and the need for multifaceted and sensitive approaches to its assessment and understanding. Conclusion: In conclusion, this study successfully developed and implemented a new method to quantify wrist rigidity in individuals with PD. The results demonstrated strong correlations between sensor data and clinical assessments, indicating the effectiveness of the developed method in accurately quantifying wrist rigidity in different disease states. These findings underscore the potential of the proposed approach to improve the clinical management of PD, offering valuable insights into motor symptoms and paving the way for personalized interventions tailored to address rigidity and improve quality of life for PD patients