Soins en action : le plus grand programme mondial de centres d’analyse du mouvement

Bob Underwood (animateur) :Bienvenue à « En première ligne avec la pédiatrie » de Shriners Children's, où nous explorons les meilleures pratiques en soins pédiatriques. Je suis votre animateur, le Dr Bob Underwood, et je suis accompagné de Ross Chafetz, physiothérapeute et docteur en physiothérapie, directeur des Centres d'analyse du mouvement chez Shriners Children's et directeur du Centre d'analyse du mouvement de Shriners Children's Philadelphie. Aujourd'hui, nous allons parler des Centres d'analyse du mouvement (CAM), de leur fonctionnement, de leur importance et de la façon dont ils transforment la prise en charge des enfants atteints de troubles moteurs. Bienvenue à « En première ligne avec la pédiatrie ».
Ross Chafetz, PT :Bonjour. Merci de m'accueillir cet après-midi.

Animateur :Avec plaisir. Comment définiriez-vous le rôle d'un CAM moderne ? En quoi cela diffère-t-il des observations de la marche ou des évaluations vidéo traditionnelles en clinique ?
Ross Chafetz, PT :Traditionnellement, lorsqu’un médecin ou un kinésithérapeute voulait observer la marche d’un enfant, il le faisait simplement marcher dans un couloir, prenait des notes et disait : « Tiens, cet enfant semble plier le genou, on va faire une estimation. Peut-être 10 ou 20 degrés. « Avant, on demandait aux enfants de mettre de la craie sous leurs pieds et de marcher pour mesurer la longueur de leurs pas. Mais aujourd'hui, grâce à la technologie, on obtient des mesures précises et on quantifie le mouvement. Au lieu d'estimer la démarche, on met des marqueurs sur les enfants, ce qui nous permet de mesurer exactement la position des os dans l'espace, par rapport à la pièce et les uns par rapport aux autres. Et à partir de là, on peut obtenir une quantification très précise de leurs mouvements. Et c'est vraiment l'utilisation optimale de la technologie.

Animateur :Oui. Non, c'est vraiment incroyable. L'hôpital pour enfants Shriners pratique cette méthode depuis plus de 40 ans. Pouvez-vous nous raconter ses origines ? Quel était le problème clinique que les premiers centres cherchaient à résoudre, et comment la méthodologie a-t-elle évolué depuis les premiers laboratoires jusqu'à ce que vous utilisez aujourd'hui ?
Ross Chafetz, PT :C'est assez incroyable de voir comment la technologie a évolué au fil des ans. Au début du XXe siècle, on utilisait des ampoules et des appareils photo à longue exposition pour mesurer la marche des enfants. Aujourd'hui, on utilise la technologie infrarouge. Nous enveloppons le corps de petits morceaux de plastique et y collons des étiquettes qui réfléchissent la lumière infrarouge, ce qui nous permet de déterminer avec précision la position de chaque os et de chaque segment corporel dans l'espace. C'est la même technologie qu'à Hollywood. On peut dire que c'est le point de rencontre entre la santé et le cinéma. Quand vous regardez Iron Man, Star Wars, Le Pôle Express ou Avatar, c'est le même procédé qu'avec les acteurs. Ils portent des combinaisons avec des marqueurs réfléchissants, mais nous, on utilise des morceaux de plastique qu'on colle aux enfants. Cela nous permet de quantifier précisément leur position dans l'espace. Il y a 40 ans, on prenait des photos et on mesurait tout sur papier. Analyser la démarche d'un seul enfant prenait sept heures. Maintenant, on a réduit le temps à deux ou trois heures avec l'enfant et une heure de traitement. Tout repose donc sur la puissance de calcul et l'utilisation de cette nouvelle technologie pour optimiser chaque mouvement d'un enfant et comprendre ses schémas moteurs.

Animateur :Oui. Parlons donc de l'instrumentation utilisée dans le MacVisit actuel. On y trouve des caméras Vicon, une plateforme de force et un électromyogramme de surface. Comment ces flux de données sont-ils combinés pour permettre à un chirurgien ou à un médecin de médecine physique et de réadaptation d'agir concrètement ?
Ross Chafetz, PT :Excellente question. On a tendance à se concentrer sur l'aspect spectaculaire, à savoir l'infrarouge, mais vous avez raison. En réalité, on utilise plusieurs technologies qui ont évolué au fil des ans. Nous utilisons des marqueurs et l'infrarouge, que nous combinons avec des plateformes de force intégrées au sol. Ces systèmes coûtent 100 000 $. Notre objectif est d'étudier l'influence de la gravité sur les mouvements de l'enfant. Vous savez, où sont les forces de réaction au sol, où sont les moments qui s'exercent sur l'articulation ? Qu'est-ce qui fait que l'enfant s'affaisse ou se redresse ? On utilise ces données en combinaison avec l'EMG. L'EMG est une autre technologie. C'est comme à l'hôpital, quand on examine votre cœur pour observer ses impulsions électriques : on utilise un ECG. Mais nous, on l'utilise pour les impulsions électriques des muscles des jambes. Nous combinons donc l'activité musculaire des jambes avec les données des plateformes de force, avec la cinématique (ou le mouvement) obtenue par infrarouge, et nous intégrons tout cela dans un rapport qui synthétise ce que nous pensons qu'il se passe chez l'enfant. Ensuite, on analyse ces informations en réunion de groupe. Et c'est important : on ne fait pas que rédiger un rapport et le remettre au patient. Nous rencontrons le médecin, le physiothérapeute et l'ingénieur, et nous examinons en détail tous les résultats jusqu'à déterminer la meilleure prise en charge pour cet enfant. C'est assez unique au Sh-Shrine : nous avons cette technologie, contrairement à beaucoup d'hôpitaux, et nous consacrons autant de temps à chaque enfant.Animateur : C'est… c'est incroyable ! L'analyse du mouvement éclaire la prise de décision pour un large éventail de pathologies, comme la paralysie cérébrale, la scoliose, les blessures sportives, etc. Dans quels domaines les données influencent-elles le plus les décisions de nos jours, et dans quels domaines demeurent-elles plutôt complémentaires ?Ross Chafetz, physiothérapeute : En fait, je dirais que la décision finale revient au chirurgien, au médecin et au médecin de médecine physique et de réadaptation. Ce sont eux qui décident, un peu comme pour une radiographie ou une IRM. Une radiographie ou une IRM ne détermine pas le type d'intervention chirurgicale à pratiquer, mais elles renseignent le chirurgien sur les interventions possibles et l'approche à privilégier. C'est précisément le rôle de l'analyse du mouvement : guider le médecin dans sa prise de décision. Vous soulevez des points très intéressants, notamment concernant la marche chez l'enfant. Le Shrine a développé une analyse sportive approfondie, qui étudie l'alignement biomécanique pour des mouvements sains, dans l'espoir d'améliorer la mobilité, ou, après une reconstruction du LCA, de déterminer les meilleurs traitements de rééducation. Nous analysons également les mouvements du bras et les lésions du plexus brachial chez les enfants paralysés du bras, afin d'évaluer comment ils peuvent atteindre leur bouche ou se coiffer. Ainsi, nous ne nous limitons pas à l'analyse de la marche, mais nous étudions de nombreuses autres pathologies. On applique cette technologie partout où c'est possible pour améliorer la vie de nos enfants.

Animateur : Oui, absolument fascinant. Du point de vue du clinicien, quels sont les critères d'orientation vers un spécialiste en analyse du mouvement (MAC) ? Quand un chirurgien orthopédiste, un podiatre ou un neurologue devrait-il se dire : « Cet enfant a besoin d'une analyse du mouvement » ? Et à quoi doivent-ils s'attendre de votre rapport ?
Ross Chafetz, PT :C'est une excellente question, qu'on nous pose très souvent. Personnellement, je suis peut-être partial, mais je pense que presque tous les enfants présentant un trouble de la marche, même inexpliqué, devraient être référés à un spécialiste. Il y a deux raisons à cela : d’une part, on ne comprend pas toujours l’origine du trouble (raideur musculaire ou osseuse, faiblesse musculaire, forces de réaction au sol, etc.) ; d'autre part, en pédiatrie, on observe le développement sur la durée. Donc, pour avoir une base de référence concernant leur démarche à cinq ans, il est important d'observer comment ils marchent. Ainsi, lorsqu'ils reviennent à sept ou huit ans, on peut savoir si leur état progresse ou s'aggrave. Ou, malgré leur excellente mémoire, les médecins ne se souviennent pas toujours précisément de l'apparence de l'enfant à cinq ans. C'est pourquoi nous créons des graphiques. Lorsqu'on vous demande ce que nous fournissons aux patients, nous leur donnons des données chiffrées et des graphiques, en leur indiquant : « L'enfant a progressé d'un tel pourcentage, ou a régressé d'un tel pourcentage. » Finalement, après l'examen préopératoire, ou s'ils subissent une intervention chirurgicale, on évalue leur état : y a-t-il eu une amélioration ? L'opération a-t-elle été efficace ? Une autre intervention est-elle nécessaire ? Pour le suivi au fil du temps et l'analyse des résultats, c'est primordial.

Animateur : Oui, absolument. Pourriez-vous nous donner un exemple où les résultats de l'examen MAC ont permis de modifier significativement un plan chirurgical ou un parcours de réadaptation, d'une manière qui n'aurait pas été possible par la seule observation ?
Ross Chafetz, PT :Excellente question. Et encore une fois, je suis partial sur ce point, et je pense que pour chaque enfant que nous voyons, nous finissons par influencer ses soins, car les chirurgiens ont souvent une liste de cinq interventions chirurgicales possibles pour cet enfant en particulier. Et ce qu'on peut faire, c'est les aider à réduire cette liste à une ou deux interventions vraiment pertinentes. Mais l'autre aspect, c'est qu'on ne se contente pas de déterminer, ou d'aider à déterminer, l'intervention chirurgicale ; nous aidons aussi souvent le médecin à identifier les cas où une intervention n'est pas nécessaire. Par exemple, certaines recherches montrent que l'analyse de la marche indique au médecin quand ne pas opérer, ou opter pour une intervention moins invasive, ou encore quand effectuer plusieurs interventions en une seule fois. Donc, on influence non seulement leurs décisions, mais aussi leurs choix.

Animateur :Tout à fait. Oh, et c'est vraiment important, parce que la chirurgie n'est pas toujours la solution. Donc, vous et Shriners Children's gérez maintenant 14 centres, ce qui en fait le plus grand réseau d'analyse du mouvement pédiatrique au monde. Quels avantages cliniques et scientifiques cette ampleur permet-elle d'obtenir, avantages qu'un laboratoire indépendant ne peut tout simplement pas reproduire ?
Ross Chafetz, PT : Eh bien, c'est assez incroyable ce que Shriners a accompli et la vision de nous rassembler. Auparavant, on travaillait en vase clos, même si on avait tous d'excellentes institutions. Le niveau de communication et de collaboration n'est pas ce qu'il est aujourd'hui. Actuellement, nous avons probablement 10 ingénieurs et physiothérapeutes titulaires d'un doctorat, probablement huit ou neuf ingénieurs titulaires d'une maîtrise et 22 docteurs en physiothérapie. Et on travaille tous dans le même département. Aucun autre département n'a autant de docteurs et de titulaires d'un doctorat qui travaillent ensemble. Et même s'il n'y en a peut-être que cinq ou deux sur un site, nous communiquons de manière transversale et nous nous entraidons. Et grâce à la standardisation, on s'évalue et on s'améliore mutuellement. En nous réunissant, nous avons permis à chaque enfant que nous suivons, de différentes manières, de bénéficier de la richesse et de l'expertise de 40 ans d'expérience. C'est vraiment remarquable.

Animateur : C'est tout à fait remarquable. En 2025, l'hôpital Shriners Children's a intégré numériquement ses 14 laboratoires et a publié le modèle de marche Shriners Children's dans la revue Gait and Posture. Pouvez-vous nous parler du défi méthodologique que représente la standardisation dans tous ces centres ?
Ross Chafetz, PT : Oui. Et c'est incroyable qu'ils aient réussi à collaborer. J'aimerais remercier sincèrement nos ingénieurs. Sur chaque site, les méthodes de travail variaient. Chacun avait sa propre opinion sur ce qui était le mieux, et il n'existe pas toujours de méthode unique. Mais pour vraiment combiner nos données et les examiner de manière holistique, nous voulions les standardiser. Nous nous sommes donc réunis pendant deux ans, je crois toutes les deux semaines, et nous avons passé en revue le tronc, le bassin, la cuisse, la jambe, en nous demandant : « Mathématiquement, comment allons-nous établir ces relations ? Quels calculs allons-nous utiliser ? Et comment allons-nous saisir, extraire et traiter les données ? » Ça a pris des années et ça s'appuie sur le travail d'autres personnes dans d'autres institutions. Mais après des années de réunions, de compromis et de collaboration, nous avons pu standardiser et publier un modèle qui est utilisé non seulement dans nos 14 laboratoires, mais aussi en dehors du Shrine. Nous l'avons rendu public et des gens à l'extérieur du Shrine l'utilisent maintenant parce qu'ils savent qu'il a été développé par le Shrine.

Animateur : Oui. Les Shriners font tellement de choses dans l'ensemble de l'industrie, surtout en pédiatrie. Ce ne sont pas seulement les hôpitaux Shriners Children's qui bénéficient de ces efforts, et je trouve cela absolument phénoménal. Maintenant que les données sont unifiées et partagées entre tous les sites du MAC, quelles questions de recherche deviennent possibles, ce qui était impossible auparavant, tant pour les cohortes de patients atteints de maladies rares que pour le suivi longitudinal des résultats ?
Ross Chafetz, PT :Eh bien, je pense que vous avez mis le doigt sur deux points essentiels : il y a ces enfants atteints de maladies rares, dont on ne compte peut-être que dix cas dans tout le pays, ou peut-être entre 10 et 150. Et s’ils sont suivis dans différents établissements, les médecins risquent de ne pas comprendre ou de ne pas être au courant de l’évolution de leur situation. En faisant collaborer tous ces réseaux et ces enfants, ou les médecins, il est possible d'étudier ces enfants et ces affections rares, de les regrouper et d'identifier les approches efficaces pour différents sous-groupes afin de déterminer les prochaines étapes de leur prise en charge. Par ailleurs, avec 14 laboratoires et des données couvrant 30 à 40 ans, nous disposons probablement, rien que depuis 2010, de 70 000 consultations. Parmi celles-ci, 35 000 ont fait l'objet d'analyses de la marche. Parmi ces dernières, 15 000 enfants sont atteints de paralysie cérébrale, et ce n'est que la moitié de nos données, une fois consolidées. Nous pouvons donc maintenant utiliser l'apprentissage machine et l'intelligence artificielle pour analyser en profondeur les résultats obtenus auprès des enfants dans le passé. Alors, si vous avez devant vous aujourd'hui un enfant atteint de paralysie cérébrale, disons un enfant de 14 ans, accroupi, présentant toutes sortes de caractéristiques différentes, on peut prendre nos 30 000 enfants et se demander : « Quels enfants ressemblent à celui qui est devant moi ? Qu'avons-nous fait pour eux dans le passé ? Et quels ont été les résultats ? » Grâce à l'apprentissage machine et à l'intelligence artificielle, on peut maintenant obtenir une liste des interventions chirurgicales réalisées dans le passé et de celles qui ont été couronnées de succès. Cela nous permet d'appliquer notre expérience à chaque enfant que nous voyons. C'est un nouveau domaine de recherche qu'on explore avec l'intelligence artificielle, et c'est tout simplement stupéfiant ce qu'on va pouvoir faire avec notre base de données pédiatriques. C'est vraiment…

Animateur : Oui. Les modèles de données à grande échelle transforment radicalement le secteur de la santé actuellement, et c'est un excellent exemple. Pour développer un peu, pourriez-vous me parler des laboratoires d'analyse de mouvement portables que le programme a développés pour les déplacements internationaux, et des opportunités de sensibilisation qu'ils ont offertes ?
Ross Chafetz, PT :C'est un autre domaine passionnant, et je suis très fier du rôle de pionnier joué par le Shrine dans ce domaine. Auparavant, nous évoquions la méthode consistant à placer des marqueurs réfléchissants sur les enfants et à les faire marcher ; ça prenait une à deux heures, voire trois. Maintenant, au lieu de placer des marqueurs, on laisse l'ordinateur deviner leur emplacement, et la précision de ces prédictions s'améliore constamment. Donc, au lieu d'envoyer 20 enfants à Philadelphie pour une analyse de la marche, puis de les renvoyer chez eux pour qu'ils déterminent leurs interventions chirurgicales, on amène trois thérapeutes – enfin, deux thérapeutes et un ingénieur. Prenons l'exemple de Porto Rico. Nous examinons 20 enfants en une journée, et les évaluations durent environ 30 à 45 minutes. On obtient alors une grande partie des mêmes informations, pas encore toutes. Il faudra encore quelques années avant que les plateformes de force et les EMG soient opérationnelles, mais nous sommes sur le point de pouvoir tout faire grâce à un équipement d'une valeur d'un demi-million de dollars, avec seulement quelques caméras installées à distance à Porto Rico. Vous savez, nous sommes une entreprise très internationale, et notre objectif est de pouvoir utiliser notre technologie et la rendre accessible à tous, partout où nous allons.

Animateur :Oui. Oh, c'est super, ce genre d'engagement. C'est tout simplement incroyable. Vraiment. Alors, pour l'avenir, où voulez-vous que se situe le domaine de l'analyse du mouvement clinique pédiatrique dans 10 ans ? Et quel rôle voyez-vous pour l'hôpital Shriners Children's pour y parvenir ?
Ross Chafetz, PT :Eh bien, à mon avis, on est vraiment à la pointe. Bien sûr, je ne suis pas objectif, mais selon moi, nous sommes des précurseurs en matière d'IA et d'analyse des résultats chirurgicaux et des approches thérapeutiques. Et cette technologie sans marqueurs, qui permet de prendre des photos à distance… Vous savez, dans 10 ans, j'espère qu'un parent pourra filmer son enfant avec un simple iPhone : il pourra se déplacer dans la pièce, s'approcher, s'éloigner, peut-être en diagonale, puis nous envoyer une vidéo contenant toutes ces informations. Nous pourrons ainsi obtenir une bonne estimation, un bon point de départ pour la prise en charge du patient, le traitement à suivre et quantifier précisément ses mouvements. Ça pourrait remplacer la capture de mouvement avec des marqueurs, ou pas, je ne sais pas. Mais c'est vraiment excitant d'en être rendu au point où on découvre ce qu'on peut faire et qu'on repousse les limites de nos capacités.Animateur : Merci de vous joindre à nous aujourd'hui. C'était un moment formidable et très instructif. Pour plus d'informations, notamment sur l'ensemble des disciplines de soins, veuillez consulter le site shrinerschildrens.org. Pour écouter d'autres épisodes de « Pediatric Front Lines », abonnez-vous sur votre plateforme de balados habituelle.