Contribution à l'étude des capacités motrices et cognitives des personnes âgées par traitement de données multivariées

Contribution to the study of the motor and cognitive abilities of the older adults through multivariate data processing

• Auteur / Autrice : Antoine Jamin
• Direction : Anne Humeau-Heurtier, Pierre Abraham, Cédric Annweiler
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques et Sciences et Technologiesde l’Information et de la Communication. Signal, Image, Vision
• Date : Soutenance le 26/11/2020
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes (EA7315)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes / LARIS
• Jury : Président / Présidente : Régine Le Bouquin Jeannès
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre-Yves Guméry, Laurent Arsac
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre-Yves Guméry, Laurent Arsac

Mots clés

Mots clés contrôlés

Troubles de la cognition -- Chez la personne âgée

Diagnostic

Chez la personne âgée

Activité motrice

Double tâche (psychologie)

Réalité virtuelle

Vieillissement de la population

Information, Théorie de l'

Entropie (théorie de l'information)

Mots clés libres

Signaux multivariés

Analyse non linéaire

Multivariate data

Entropy

Information theory

Aging

Virtual reality

Dual-Task

Nonlinear analysis

Résumé

Le vieillissement est un phénomène complexe ; 30% de la population française en 2020 est considérée comme âgée. Le diagnostic en gériatrie devient donc un enjeu majeur pour notre société pour prévenir et guérir les pathologies liées à l’âge. L’évolution des technologies, avec notamment la réalité virtuelle, permet de développer de nouvelles méthodes de diagnostic plus ludiques. Cycléo est un simulateur de vélo, adapté aux personnes âgées, utilisé actuellement de manière récréative dans des établissements pour seniors. Au cours de son utilisation, le vélo enregistre différentes données comportementales. Dans cette thèse, nous souhaitons répondre à la question suivante : est-il possible de transformer cet appareil de loisir en un outil d’aide au diagnostic gériatrique? Pour ce faire, nous avons utilisé différentes méthodes de traitement du signal (entropie, corrélation croisée, entropie croisée, décomposition modale empirique, diagramme de Bland-Altman, ...) sur les données enregistrées par le vélo. Ce travail préliminaire se structure en deux parties. Dans un premier temps, nous avons considéré les données de Cycléo lors d’un usage récréatif afin d’étudier le rôle de différentes conditions d’utilisation et l’influence de l’âge sur nos résultats. Dans un second temps, nous avons intégré Cycléo dans un protocole d’essai clinique. Notre objectif était d’étudier les éventuelles correspondances entre nos résultats et ceux obtenus grâce à l’utilisation du tapis de marche couramment employé dans les diagnostics gériatriques.

Ageing is a complex phenomenon ; 30% of the French population is considered as older adults. The diagnosis in geriatrics is therefore becoming a major issue for our society to prevent and cure age-related pathologies. Technological developments, in particular with virtual reality, offer new opportunities to propose more entertaining diagnostic methods. Cycléo is a bike simulator, adapted to the older adults, currently used for the entertainment in institutions dedicated to older adults. During the ride, the bike records various behavioral data. In this thesis our goal is to answer the following question: Is it possible to transform this recreational device into a diagnosis tool for geriatricians? In our study we used different signal processing methods (entropy, cross-correlation, cross-entropy, empirical mode decomposition, Bland-Altman diagram, ...) on the data recorded by the bike. This preliminary work is divided into two parts. In the first part, we considered the Cycléo data during recreational use to study several use conditions and the role of age on the results. In the second part, we performed dualtask tests with Cycléo, using a clinical trial protocol. Our goal was to study the possible matches between the results obtained using Cycleo and those obtained using a treadmill (gold-standard).