Analyse, modélisation et implémentation de stratégies d’assistance

Contexte de la recherche 

Les traumatismes cranio-cérébraux (TCC) sont devenus un problème de santé publique mondial car ils sont considérés comme lŠune des principales causes de décès et dŠinvalidité au plan mondial [2], [3], [4], [5]. Sur une population de 100 000 personnes, les incidents rapportés par an sont dŠenviron 350 au Canada [6], 250 dans lŠUnion Européenne, 100 aux Etats-Unis, 50 en Chine, 350 au Brésil et 300 en Afrique du Sud [7] .

Parmi les principales causes avérées de TCC, on trouve les accidents de la route (45%), les chutes (30%), les accidents de travail (10%), les accidents de sport et loisirs (10%) et les agressions physiques (5%) [8]. Un TCC est classiĄé selon la sévérité du traumatisme vécu [8], [9], [10] selon quŠil est léger, modéré et sévère. Un TCC sévère entraîne un ensemble de conséquences dans la vie de ses personnes, telles que des dysfonctionnements cognitifs, émotionnels et comportementaux (Annexe A). Les personnes soufrant de ces dysfonctionnements sont souvent exposées à des dangers au sein même de leur domicile. Pour cette raison, les TCC sévères devront souvent résider dans un centre dŠhébergement de longue durée, dans le domicile dŠun membre de la famille ou dŠun proche.

Dans cette thèse, nous nous focalisons sur la population TCC sévère qui soufre souvent de dysfonctionnements cognitifs associés aux fonctions exécutives occasionnées par une lésion du lobe frontal [11], [12], [13]. Ces dysfonctionnements peuvent afecter leur indépendance dans la réalisation des AIVQ [14]. De ce fait, de nombreuses personnes ayant subi un TCC sévère nécessitent un besoin dŠassistance constant aĄn dŠinitier, de réaliser ou de compléter leurs AIVQ. Ce besoin dŠassistance impacte considérablement lŠautonomie de la personne atteinte dŠun TCC, mais cela représente également une charge pour les aidants.

Le rôle de l’ergothérapie pour le soutien de personnes atteintes de déficits cognitifs

LŠergothérapie a un rôle essentiel pour favoriser lŠindépendance de personnes atteintes de troubles cognitifs dans la réalisation des AIVQ. Un ergothérapeute pourra chercher les moyens cognitifs appropriés pour permettre à une personne de pallier certains dysfonctionnements cognitifs. Voici une déĄnition permettant de cerner le domaine :

ń LŠergothérapie est lŠart et la science de faciliter la participation à la vie quotidienne, et ce, à travers lŠoccupation ; lŠhabilitation des gens à efectuer les occupations qui favorisent la santé et le bien-être ; et la promotion dŠune société juste et nŠexcluant personne aĄn que tous puissent participer de leur plein potentiel aux activités quotidiennes de la vie ż (Townsend & Polatajko, 2013, p. 441) [15].

La pratique de lŠergothérapie sŠinscrit généralement dans un programme de réadaptation cognitive. En efet, ce programme est constitué de plusieurs séances de réadaptation cognitive pendant lesquelles la personne apprend à utiliser un ensemble dŠinterventions cognitives, ou actions spécialisées sélectionnées par une thérapeute pour faciliter la réalisation dŠune tâche, dans le but de réaliser une AIVQ. Néanmoins, après avoir bénéĄcié de ces séances, la personne atteinte dŠun TCC sévère, et son aidant, devront gérer de manière autonome lŠutilisation des interventions cognitives. Cette gestion est un processus complexe et diicile à administrer, car elle dépend de nombreux paramètres (fatigue, gestion du temps, distracteurs environnementaux, etc.). La gestion de ces interventions cognitives devra prendre en compte lŠapparition de ces paramètres tout au long de la réalisation de lŠAIVQ. Les diicultés les plus fréquentes que nous avons observées chez les TCC sévères sont :

➤ La carence de supervision et dŠexpertise de lŠaidant pour veiller sur la bonne utilisation des interventions cognitives apprises ;
➤ La surprotection des aidants pour empêcher la frustration de la personne atteinte dŠun TCC sévère. Cette surprotection peut se manifester par la réalisation des étapes de lŠAIVQ à la place de la personne ;
➤ Le TCC sévère est gêné par le fait de se faire répéter régulièrement des consignes par lŠaidant ;
➤ LŠabandon de lŠAIVQ pour des raisons émotionnelles telles que la frustration, lŠimpatience, la colère, etc.
➤ Pour pallier ces diicultés, lŠergothérapeute pourrait bénéĄcier des technologies dŠassistance pour le suivi automatique de réalisation des AIVQ au sein du domicile. Ces technologies permettront, par exemple, de reconnaitre les problèmes souvent rencontrés par un TCC lors de lŠexécution des AIVQ, aĄn dŠadapter lŠassistance cognitive.

Pour le suivi de réalisation dŠAIVQ au domicile lŠergothérapie pourrait bénéĄcier avantageusement :

1. Des technologies dŠassistance qui permettent dŠadapter les interventions cognitives au proĄl de TCC sévères et en fonction de résultats de réalisations précédents dŠAIVQ.
2. DŠun guide dŠexécution de lŠAIVQ qui sŠappuie sur des interventions cognitives adaptées au proĄl de la personne et du suivi des actions réalisées en accord avec le guide fourni.
3. DŠassistance cognitive pour prévenir les situations potentielles de danger auxquelles un TCC pourrait être exposé lors de la réalisation dŠune AIVQ.

La solution proposée 

Malgré lŠévolution des technologies dŠassistance, celles-ci ne sont pas complètement adaptées aux diicultés fonctionnelles des personnes ayant subi un TCC sévère [16]. En efet, les variétés dŠincapacités cognitives et de contextes environnementaux rendent lŠassistance automatique très complexe. Nous posons lŠhypothèse que lŠapport de la sensibilité au contexte ( context awareness ) [17], grâce à ses ressources pour adapter lŠassistance en fonction des changements de contexte, ainsi que la déĄnition formelle des problèmes cognitifs de la population TCC, pourrait être une piste favorable à la résolution de cette problématique.

Hypothèse

Les structures logicielles ou modèles développés dans cette thèse seront interprétés par un système de gestion des interactions (Interface Humain – Machine (IHM)) et un système de reconnaissance dŠactivités, aĄn dŠofrir une assistance cognitive contextuelle et adaptée au proĄl dŠune personne atteinte de TCC sévère pour la réalisation des AIVQ.

En ce sens, un projet novateur réalisé en collaboration avec le Centre de Réadaptation Estrie (CRE) dans la ville de Sherbrooke (Canada) a permis de mettre en place lŠinfrastructure dŠun habitat intelligent dans une résidence alternative dédiée aux personnes ayant subi un TCC sévère. Ce projet permet dŠenvisager la création et le déploiement de technologies dŠassistance cognitive innovantes, aĄn de favoriser lŠautonomie des résidents au quotidien et aussi dŠaméliorer leurs conditions de vie. Partant de ce fait, une étude des besoins [18], réalisée dans cette résidence, a permis dŠidentiĄer la préparation de repas comme étant une activité prioritaire à accompagner par une orthèse cognitive.

Notre thèse sŠinscrit dans le cadre du programme conjoint Projet de Recherche Concertée sur la Santé (PRCS) des Instituts de Recherche en Santé du Canada (IRSC) et du Conseil de Recherches en Sciences Naturelles et en Génie du Canada (CRSNG). Le PRCS a été principalement développé au sein du laboratoire Domus de lŠUniversité de Sherbrooke. Ce projet a débuté en avril 2013 et sŠest terminé en mars 2017.

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Table des matières

Introduction 
Contexte de la recherche
Objectif
1 Revue de la littérature
1.1 Cadres théoriques et sources dŠinformation en ergothérapie
1.1.1 Le Traumatisme Cranio-Cérébral (TCC)
1.1.2 Les modèles de tâches en ergothérapie
1.1.3 Les modèles des stratégies dŠassistance en ergothérapie
1.1.4 Les approches cognitives
1.1.5 LŠanalyse des erreurs observées pendant une AIVQ selon diférents cadres conceptuels
1.2 Technologies dŠassistance cognitive
1.3 Les orthèses cognitives
1.4 Cadres théoriques et sources dŠinformation en informatique
1.4.1 Conception logicielle
1.4.2 Représentation des connaissances
1.4.3 Formalisme de planiĄcation
1.4.4 Théorie des actes de langage
1.4.5 Architecture logicielle
2 Méthodologie
2.1 Contexte de la thèse
2.2 Phases de la méthodologie
2.2.1 Phase 1 : Acquisition des connaissances
2.2.2 Phase 2 : Représentation des connaissances
2.2.3 Phase 3 : Implémentation
2.2.4 Phase 4 : Validation
3 Acquisition des connaissances
3.1 Introduction
3.2 Présentation générale de lŠarticle
3.2.1 Objectif
3.2.2 Méthodologie
3.2.3 Résultats
3.2.4 Article 1 : Traumatic Brain Injury Persona : An Interdisciplinary Approach to Designing a Cooking Assistant
4 Représentation des connaissances : modèle d’assistance cognitive
4.1 Introduction
4.2 Présentation générale de lŠarticle
4.2.1 Objectif
4.2.2 Méthodologie
4.2.3 Résultats
4.2.4 Article 2 : A context-aware generic model for cognitive rehabilitation of individuals with cognitive impairment during Instrumental Activities of Daily Living
5 Représentation des connaissances : modèle d’assistance préventive 
5.1 Introduction
5.2 Présentation générale de lŠarticle
5.2.1 Objectif
5.2.2 Méthodologie
5.2.3 Résultats
5.2.4 Article 3 : An ontology model for a context-aware preventive assistance system: reducing exposition of individuals with Traumatic
Brain Injury to dangerous situations during meal preparation
Conclusion

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