Contributions à l’utilisation de la réalité virtuelle pour la thérapie des troubles du comportement alimentaire

Contributions to the use of virtual reality for eating disorders therapy

• Auteur / Autrice : Florian Ramousse
• Direction : Guillaume Lavoué, Catherine Massoubre, Aurélia Gay, Clémentine Didier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 19/06/2024
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIRIS - Laboratoire d'Informatique en Image et Systèmes d'information (Rhône ; 2003-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guillaume Lavoué, Catherine Massoubre, Aurélia Gay, Clémentine Didier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réalité virtuelle en médecine

Troubles du comportement alimentaire

Mots clés libres

Réalité virtuelle

Craving alimentaire

Thérapie d’exposition

Modèles 3D

Qualité graphique

Virtual reality

Food craving

Exposure therapy

3D models

Graphic quality

Résumé

L’utilisation des technologies immersives destinées à des fins thérapeutiques est pratiquée depuis plusieurs années. Si ces techniques furent d’abord appliquées aux troubles phobiques, elles se sont peu à peu étendues vers d’autres pathologies telles que la schizophrénie et les troubles alimentaires. Les travaux existants concernant l’utilisation de la réalité virtuelle (RV ) pour le traitement de troubles alimentaires se concentrent sur deux problématiques : (1) la correction de la distorsion de la représentation que le patient se fait de lui-même et pour laquelle la RV l’aide à corriger cette représentation erronée via l’incarnation ou la visualisation d’un avatar ; (2) l’utilisation de l’environnement avec des éléments déclencheurs de la pathologie (ex., nourriture) dans le but de mieux caractériser les symptômes et de réaliser une thérapie d’exposition aux signaux. Le premier objectif de la thèse est de proposer et d’évaluer un environnement immersif induisant les condition de craving alimentaire (besoin irrépressible de consommation d’un produit associé à une recherche compulsive), le tout chez les personnes atteintes de bulimia nervosa ou d’hyperphagie boulimique, comparativement à des personnes saines appariées. Le développement de cet environnement repose sur un travail de design collaboratif, dans lequel l’utilisation d’un environnement immersif avec un scénario scripté et semi-guidé, avec des stimuli multi-modaux, constitue un élément novateur. La caractérisation de l’environnement s’effectue sur l’actuelle mesure de référence du craving alimentaire en RV soit une auto-évaluation par échelle verbale simple dont nous étudions les variations durant l’exploration du scénario avant et après chaque pièce virtuelle d’exposition, ainsi que son association à l’anxiété induite par l’exploration aux mêmes moments. De plus, certains paramètres physiologiques ayant pu être associés au craving des troubles addictifs sont mesurés aux différents moments d’évaluation (variabilité de fré- quence cardiaque (variations des intervalles entre chaque battement de coeur) et activité électrodermale (activité bioélectrique cutanée physiologique)). Enfin, nous utilisons également des méthodes de phénotypage, basées sur des questionnaires d’auto-évaluation, qui visent à mettre en évidence des dimensions comportementales et émotionnelles qui peuvent être des facteurs propices au déclenchement des crises. Par ailleurs, dans le cadre des études sur l’envie de manger, la qualité visuelle apparaît comme un paramètre majeur qu’il faut contrôler afin de proposer des environnements iv adaptés aux contraintes d’expérience utilisateur ainsi qu’aux contraintes techniques. Le second objectif de la thèse est d’étudier comment la qualité visuelle des stimuli alimentaires influence le désir de manger dans un environnement en réalité virtuelle. Cette évaluation s’effectue sur des personnes non pathologiques, avec des visuels alimentaires de qualité graphique variable et classés au préalable selon une métrique entraînée sur un apprentissage profond capable de délivrer un score moyen de qualité graphique.

The use of immersive technologies for therapeutic purposes has been practiced for several years. While these techniques were initially applied to phobic disorders, they have gradually expanded to other disorders such as anxiety, schizophrenia and eating disorders. Existing research on the use of virtual reality (VR) for the treatment of eating disorders focuses on two issues : (1) correcting the distortion of the patient’s self-representation, where VR helps correct this erroneous representation through embodiment or visualization of an avatar (2) using the environment with triggering elements of the pathology (e.g., food) to better characterize symptoms and conduct exposure therapy to these cues. The first objective of the thesis is to propose and evaluate an immersive environment inducing conditions of food craving (irresistible urge to consume a product associated with compulsive seeking) in individuals with bulimia nervosa or binge-eating disorder, compared to matched healthy subjects. The development of this environment is based on collaborative design work, in which the use of multi-modal stimuli is an innovative element. The characterization of the environment is based on the current reference measure of food craving in VR, which is a self-assessment using a simple verbal scale. We study variations during the exploration of the scenario before and after each virtual exposure, as well as its association with anxiety induced by the exploration at the same moments. Additionally, certain physiological parameters previously associated with cravings in addictive disorders are measured at different evaluation points (heart rate variability and electrodermal activity). Finally, we also use phenotyping methods based on self-assessment questionnaires to highlight behavioral and emotional dimensions that may contribute to triggering episodes. Moreover, in the context of studies on the desire to eat, visual quality emerges as a major parameter that needs to be controlled to offer environments suitable for user experience constraints and technical limitations. The second objective of the thesis is to study how the visual quality of food stimuli influences the desire to eat in a virtual reality environment. This evaluation is performed on non-pathological individuals, with food visuals of varying graphic quality, pre-classified according to a deep learning-trained metric capable of delivering an average graphic quality score.