Apport de la réalité virtuelle pour la rééducation fonctionnelle

Virtual reality has grown immensely. Practical applications for the use of this technology encompass many fields in both engineering science and human science. In the field of medicine, one of the newest fields to benefit from the advances in VR technology, virtual reality has become a major new therapeutic tool not only in medicine and surgery but also for the treatment of psychological disorders and rehabilitation for impaired person. Our research presented in this thesis aims at developing utilities to aid in functional rehabilitation using virtual reality technology. The main research question of our work concerns the effect of virtual metaphors in learning and training human gestures for motor rehabilitation. In fact, we have discussed and considered essential issues both in technological and scientific aspects. Indeed, three main issues have been addressed and studied in our work. The first issue concerns human gesture evaluation. We have developed a tool to assess the human motion to help the patient in gesture learning, thus this tool is able to indicate the evolution of patient during the procedure of motor rehabilitation. The second issue has a connection with the usability of a virtual environment for motor rehabilitation. We conducted our work to assess the role of the virtual avatar or virtual human, the most important factor in the kind of second-person and third-person view virtual environment for motor rehabilitation. Thus, significant result of our work allows to evaluate the usability of others virtual factors. The last issue we have addressed involves the improvement the ability to practice independently the virtual environment for motor rehabilitation. Indeed, we developed a tool allowing the patient to retrieve automatically human gesture for training. We have implemented protocols which have demonstrated the pertinence of our hypothesis.La réalité virtuelle est un domaine pluridisciplinaire qui se trouve à la croisée des chemins des sciences de l'ingénieur et des sciences humaines. Dans le domaine de la médecine, la réalité virtuelle s'est imposée comme un nouvel outil thérapeutique non seulement pour la médecine et la chirurgie mais également pour le traitement des troubles psychologiques et de la rééducation des personnes handicapées. Nos travaux de recherche présentés dans ce mémoire ont pour but de développer des techniques d'aide à la rééducation fonctionnelle en utilisant les technologies de la réalité virtuelle. La question de recherche au cœur de nos travaux concerne l'effet des métaphores de représentation sur la réalisation de gestes observés en environnement virtuel. Pour cela, nous avons discuté et considéré des problématiques essentielles à la fois en aspects technologiques et aspects scientifiques. Trois verrous scientifiques et technologiques ont été adressés et étudiés dans nos travaux. Le premier verrou est relatif à l'évaluation des gestes. Nous avons développé un outil permettant d'évaluer les gestes pour aider le patient dans son apprentissage et l'informer de ses progrès dans le processus de rééducation motrice. Le second verrou est relatif à l'évaluation de l'utilisabilité de l'environnement virtuel pour la rééducation motrice. Nous avons réalisé un travail pour évaluer le rôle de l'avatar virtuel, un facteur important de l'environnement virtuel, pour favoriser le processus d'empathie postural est la représentation de l'avatar. Le dernier verrou que nous avons adressé a pour but d'améliorer la capacité du sujet de travailler en autonomie au sein de l'environnement virtuel pour sa rééducation motrice. Pour cela, nous avons réalisé un outil qui permette au sujet de fouiller automatiquement le geste humain pour l'entraînement. Dans ces travaux, nous avons implémenté des protocoles d'évaluation qui ont permis de mettre en évidence la pertinence de nos hypothèses