Améliorer l'éducation thérapeutique du patient atteint d'ostéoporose par des interfaces tangibles adaptées.

Offre de thèse

Améliorer l'éducation thérapeutique du patient atteint d'ostéoporose par des interfaces tangibles adaptées.

Date limite de candidature

31-08-2025

Date de début de contrat

01-11-2025

Directeur de thèse

PECCI Isabelle

Encadrement

L'encadrement sera régulier avec des réunions de suivi hebdomadaire. Le travail du doctorant suivra le diagramme de Gant décrit dans le projet THERAPEUTIC. Plusieurs déliverables cadenceront ses recherches. Comme tout doctorant de l'école doctorale IAEM, l'étudiant suivra les modules de formation et son travail sera contrôlé chaque année par un comité de suivi. Intégré au LCOMS dans le thème MINA de l'axe HESA, il participera à l'animation du laboratoire et aux différents exposés organisés en interne tout au long de l'année ainsi qu'aux journées annuelles du laboratoire.

Type de contrat

ANR Financement d'Agences de financement de la recherche

école doctorale

IAEM - INFORMATIQUE - AUTOMATIQUE - ELECTRONIQUE - ELECTROTECHNIQUE - MATHEMATIQUES

équipe

AXE HESA

contexte

L'ostéoporose est une maladie chronique grave [7] caractérisée par une fragilité osseuse. L'Organisation mondiale de la santé l'a déclarée cause prioritaire en 2000. Un tiers des femmes et un cinquième des hommes souffriront d'une fracture ostéoporotique après 50 ans. En Europe, en 2017, on a recensé 2,7 millions de fractures, dont 381 600 en France ; d'ici 2030, le nombre de fractures devrait atteindre 3,3 millions [12]. L'ostéoporose étant une maladie transparente aux symptômes silencieux, elle n'est pas considérée comme une maladie grave par les patients [28], et l'observance du traitement représente un défi thérapeutique [18] (50 % des patients abandonnent après un an). Si l'information semble insuffisante [13], l'approche éducative est une piste intéressante [6] lorsqu'elle est dispensée sur la durée [9]. Le défi réside dans le fait que de nombreux concepts liés à leur maladie et à leur traitement restent obscurs pour les patients. Selon la Haute Autorité Sanitaire française (HAS), des séances d'éducation thérapeutique patient (ETP) sont organisées [14] afin d'établir une alliance thérapeutique entre les patients et les soignants et d'encourager l'adoption de changements de mode de vie en termes d'alimentation, d'activité physique et d'équilibre au sol [23]. L'évaluation de ces programmes souligne l'importance de personnaliser les soins aux patients pour une ETP efficace [22], conduisant à un changement de comportement en matière de santé chez les patients. Comme les séances d'ETP ont lieu à l'hôpital, parfois de manière peu fréquente (une fois tous les six mois), les soignants soulignent la difficulté de maintenir la persévérance des patients dans les changements de comportement requis dans leur vie quotidienne. Ces changements vers des comportements plus sains sont complexes [16]. Les facteurs qui conduisent à ces changements sont multiples et individuels : plusieurs études ont tenté de les modéliser, notamment un modèle de changement de comportement largement utilisé, mais ces modèles théoriques n'ont pas encore fait leurs preuves [21] en raison d'un manque de connaissances détaillées sur les patients. L'ETP pour l'observance thérapeutique (OT) doit être soutenue pour faire face à ces multiples défis, mais les études soutenant l'OT de l'ostéoporose sont encore rares. Bergman-Evans [5] souligne le manque d'éducation précise adaptée aux besoins de chaque patient et le manque d'opportunités pour soutenir l'observance lorsque les patients rentrent chez eux. Dans ce contexte, il semble approprié d'explorer la contribution des technologies innovantes pour faciliter l'appropriation de comportements favorables à la santé par les patients atteints d'ostéoporose. Cependant, conformément à Pinder et al. [21], une question évidente se pose : comment concevoir au mieux une intervention numérique de changement de comportement pour soutenir l'OT ? Des travaux récents [11,25] montrent que l'hybridation physique-numérique grâce aux Interfaces Tangibles Augmentées (ITA) [27] peut favoriser les capacités d'abstraction et de conceptualisation par le biais d'interactions gestuelles et de nouvelles illustrations des concepts abordés. La possibilité de manipuler directement des artefacts tangibles rend les notions complexes directement perceptibles et est largement utilisée dans l'éducation [17]. Cependant, des études montrent un intérêt croissant pour les ITA dans le domaine médical (soins de santé mentale [24], vieillissement actif [29], formation des soignants [8], etc. À notre connaissance, aucune étude n'a utilisé les ITA dans le cadre de l'ETP. Grâce à leur nature hybride basée sur une interaction physique et sociale directe, les ITA devraient permettre de minimiser les problèmes d'acceptation de la technologie [4], ainsi que ceux liés aux obstacles à l'EPT et à l'AT. En outre, l'approche ludique peut renforcer les comportements autodéterminés. Les systèmes gamifiés ont suscité un intérêt croissant dans les domaines de l'éducation et de la santé/du bien-être, en particulier pour renforcer la motivation lors du soutien aux changements de comportement [19], y compris dans certaines études récentes sur les personnes âgées [2,15]. Les recherches actuelles suggèrent que les travaux futurs devraient se concentrer sur l'adaptation de ces systèmes aux attentes, motivations et préférences individuelles des utilisateurs [20], mais aussi sur la prise en compte de la nature dynamique et cyclique de la motivation afin de favoriser un engagement durable à long terme [26]. De plus, certains travaux inspirés par les ITA et la physicalisation des données font leur apparition dans la gamification afin d'assurer la continuité de la motivation dans des environnements hybrides [1], soulevant des défis ouverts en matière d'acquisition de données, de visualisation et d'interaction avec ces artefacts tangibles.

spécialité

Informatique

laboratoire

LCOMS - Laboratoire de Conception, Optimisation et Modélisation des Systèmes

Mots clés

Interfaces tangibles, Conception centrée utilisateur, Interfaces déformables, Éducation thérapeutique

Détail de l'offre

La thèse s'intègre dans le projet interdisciplinaire THERAPEUTIC liant les domaines des Interactions Humain-Machine, de la rhumatologie et de l'Éducation Thérapeutique du Patient (ETP). Son objectif vise la conception et l'évaluation d'une nouvelle génération de supports favorables à l'ETP. THERAPEUTIC a pour but de fournir des méthodes et des outils d'interaction innovants basés sur des Interfaces Tangibles Augmentées (ITA) incitatives. Ces ITA permettront d'une part de favoriser la compréhension de la maladie par les patients en prenant en compte la singularité de chacun ; et d'autre part d'induire les évolutions de comportements voulues dans les ETP. Un des challenges est de concevoir des solutions basées sur un design centré sur deux catégories d'utilisateurs : les patients et l'équipe des professionnels de santé en charge de l'ETP.

Keywords

Tangible interfaces, User-centered design, Shape-changing interfaces, Therapeutic education

Subject details

The thesis is part of the interdisciplinary project THERAPEUTIC linking the fields of Human-Computer Interaction, Rheumatology, and Therapeutic Patient Education (TPE). This project's primary goal is to design and evaluate a new generation of devices that supports TPE. THERAPEUTIC aims to provide innovative interaction methods and tools based on incentivizing and Augmented Tangible Interfaces (ATI). On the one hand, these ATI will make the understanding of the disease more accessible for patients by taking into account the singularity of each one. On the other hand, it will lead patients to change their behaviors in the way needed by the TPE. One of the challenges is to design solutions based on an approach centered on two categories of end-users: the patients and the multidisciplinary team of health professionals in charge of ETP.

Profil du candidat

Le candidat devra avoir de solides base en :
- Compétences en programmation (C, C++, ou autre langage de programmation pour dispositifs embarqués).
- Connaissance des cartes de prototypage (Arduino, Raspberry Pi) et des capteurs associés.
- Expérience sur les protocoles expérimentaux (ou au moins de bonnes connaissances théoriques).
- Intérêt pour la pluridisciplinarité et la recherche.
- Passionné·e par l'innovation en santé et les nouvelles technologies.
- Capacité à analyser et traiter des données avec rigueur.
- Capacité à travailler en équipe, sens de la communication, et autonomie.
- Bonne maîtrise de l'anglais (écrit et oral).

Candidate profile

The candidate must have a solid grounding in :
- Programming skills (C, C++, or other programming language for embedded devices).
- Knowledge of prototyping boards (Arduino, Raspberry Pi) and associated sensors.
- Experience of experimental protocols (or at least good theoretical knowledge).
- Interest in multidisciplinarity and research.
- Passion for innovation in healthcare and new technologies.
- Ability to analyze and process data rigorously.
- Ability to work as part of a team, good communication skills and autonomy.
- Good skill of English (written and spoken).

Référence biblio

1. Maximilian Altmeyer, Donald Degraen, Tobias Sander, Felix Kosmalla, and Antonio Krüger. 2021. Does Physicality Enhance the Meaningfulness of Gamification?Transforming Gamification Elements to their Physical Counterparts. In 33rd Australian Conference on Human-Computer Interaction, 280–292. https://doi.org/10.1145/3520495.3520500
2. Maximilian Altmeyer, Pascal Lessel, and Antonio Krüger. 2018. Investigating Gamification for Seniors Aged 75+. In Proceedings of the 2018 Designing Interactive Systems Conference, 453–458. https://doi.org/10.1145/3196709.3196799
3. P. An, K. Holstein, B. d'Anjou, B. Eggen, and S. Bakker. 2020. The TA Framework: Designing Real-time Teaching Augmentation for K-12 Classrooms. In Proceedings of the 2020 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems, 1–17. DOI
4. Leonardo Angelini, Francesco Carrino, Maurizio Caon, Frédéric Lemaréchal, Nadine Couture, Omar Abou Khaled, and Elena Mugellini. 2016. Testing the tangible interactive window with older adults: Toward an accessible video-communication system to fight social isolation. GeroPsych: The Journal of Gerontopsychology and Geriatric Psychiatry 29, 4: 215–224. DOI
4. Brenda Bergman-Evans. 2006. AIDES to Improving Medication Adherence in Older Adults. Geriatric Nursing 27, 3: 174–182. DOI
5. L. Bessette, K. S. Davison, S. Jean, S. Roy, L. G. Ste-Marie, and J. P. Brown. 2011. The impact of two educational interventions on osteoporosis diagnosis and treatment after fragility fracture: a population-based randomized controlled trial. Osteoporosis International 22, 12: 2963–2972. https://doi.org/10.1007/s00198-011-1533-1
6. D. Bliuc. 2009. Mortality Risk Associated With Low-Trauma Osteoporotic Fracture and Subsequent Fracture in Men and Women. JAMA 301, 5: 513. https://doi.org/10.1001/jama.2009.50
7. D. A. Chacon, E. Velloso, T. Hoang, and K. Wolf. 2019. SpinalLog: Visuo-Haptic Feedback in Musculoskeletal Manipulation Training. In Proceedings of the Thirteenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction, 5–14. DOI
8. J. A. Clowes, N. F. A. Peel, and R Eastell. 2004. The Impact of Monitoring on Adherence and Persistence with Antiresorptive Treatment for Postmenopausal Osteoporosis: A Randomized Controlled Trial. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 89, 3: 1117–1123.
9. KennethP. Fishkin. 2004. A taxonomy for and analysis of tangible interfaces. Personal and Ubiquitous Computing 8, 5. DOI
10. Stéphanie Fleck and Martin Hachet. 2016. Making Tangible the Intangible: Hybridization of the Real and the Virtual to Enhance Learning of Abstract Phenomena. Frontiers in ICT 3. https://doi.org/10.3389/fict.2016.00030
11. for the International Osteoporosis Foundation, Fredrik Borgström, Linda Karlsson, Gustav Ortsäter, Nicolas Norton, Philippe Halbout, Cyrus Cooper, Mattias Lorentzon, Eugene V. McCloskey, Nicholas C. Harvey, Muhamamd K. Javaid, and John A. Kanis. 2020. Fragility fractures in Europe: burden, management and opportunities. Archives of Osteoporosis 15, 1: 59. DOI
12. M. Guilera, M. Fuentes, M. Grifols, J. Ferrer, X. Badia, and OPTIMA study investigators. 2006. Does an educational leaflet improve selfreported adherence to therapy in osteoporosis? The OPTIMA study. Osteoporosis International 17, 5: 664–671. DOI
13. Haute Autorité de santé. 2007. Éducation thérapeutique du patient Comment la proposer et la réaliser ? Retrieved April 26, 2020 Link
14. Dennis L. Kappen, Lennart E. Nacke, Kathrin M. Gerling, and Lia E. Tsotsos. 2016. Design Strategies for Gamified Physical Activity Applications for Older Adults. In 2016 49th Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS), 1309–1318. DOI
15. Chris Keyworth, Tracy Epton, Joanna Goldthorpe, Rachel Calam, and Christopher J. Armitage. 2020. Delivering Opportunistic Behavior Change Interventions: a Systematic Review of Systematic Reviews. Prevention Science 21, 3: 319–331. DOI
16. Yanhong Li, Meng Liang, Julian Preissing, Nadine Bachl, Michelle Melina Dutoit, Thomas Weber, Sven Mayer, and Heinrich Hussmann. 2022. A Meta-Analysis of Tangible Learning Studies from the TEI Conference. In Sixteenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction, 1–17. https://doi.org/10.1145/3490149.3501313
17. J. C. Netelenbos, P. P. Geusens, G. Ypma, and S. J. E. Buijs. 2011. Adherence and profile of non-persistence in patients treated for osteoporosis—a large-scale, long-term retrospective study in The Netherlands. Osteoporosis International 22, 5: 1537–1546. DOI
18. Rita Orji, Lennart E. Nacke, and Chrysanne Di Marco. 2017. Towards Personality-driven Persuasive Health Games and Gamified Systems. In Proceedings of the 2017 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems, 1015–1027. DOI
19. Rita Orji and Karyn Moffatt. 2018. Persuasive technology for health and wellness: State-of-the-art and emerging trends. Health Informatics Journal 24, 1: 66–91. https://doi.org/10.1177/1460458216650979
20. Charlie Pinder, Jo Vermeulen, Benjamin R. Cowan, and Russell Beale. 2018. Digital Behaviour Change Interventions to Break and Form Habits. ACM Transactions on Computer-Human Interaction 25, 3: 1–66. https://doi.org/10.1145/3196830
21. M. Pot-Vaucel, M-P Aubert, P. Guillot, J. Glémarec, J-M Berthelot, B Le Goff, and Y. Maugars. 2016. Randomised study versus control group of customised therapeutic education for patients in follow-up for rheumatoid arthritis. Joint Bone Spine 83, 2: 199–206. DOI
22. Anne-Christine Rat. 2013. Efficacité de l'éducation thérapeutique du patient dans les rhumatismes inflammatoires : quelles preuves ? Revue du Rhumatisme Monographies 80, 3: 170–173. https://doi.org/10.1016/j.monrhu.2013.04.001
23. Pedro Sanches, Axel Janson, Pavel Karpashevich, Camille Nadal, Chengcheng Qu, Claudia Daudén Roquet, Muhammad Umair, Charles Windlin, Gavin Doherty, Kristina Höök, and Corina Sas. 2019. HCI and Affective Health: Taking stock of a decade of studies and charting future research directions. In Proceedings of the 2019 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems, 1–17. DOI
24. B. Schneider and P. Blikstein. 2015. Unraveling Students' Interaction Around a Tangible Interface using Multimodal Learning Analytics.
25. Audrey Serna, Stuart Hallifax, and Élise Lavoué. 2023. Investigating the Effects of Tailored Gamification on Learners' Engagement over Time in a Learning Environment. Proceedings of the ACM on Human-Computer Interaction 7, CHI PLAY: 264–288. DOI
26. Orit Shaer and Eva Hornecker. 2009. Tangible User Interfaces: Past, Present, and Future Directions. Foundations and Trends® in Human–Computer Interaction 3, 1–2: 1–137. https://doi.org/10.1561/1100000026
27. E. S. Siris, S. Gehlbach, J. D. Adachi, S. Boonen, R. D. Chapurlat, J. E. Compston, C. Cooper, P. Delmas, A. Díez-Pérez, F. H. Hooven, A. Z. LaCroix, J. C. Netelenbos, J. Pfeilschifter, M. Rossini, C. Roux, K. G. Saag, P. Sambrook, S. Silverman, N. B. Watts, A. Wyman, and S. L. Greenspan. 2011. Failure to perceive increased risk of fracture in women 55 years and older: the Global Longitudinal Study of
28. Osteoporosis in Women (GLOW). Osteoporosis International 22, 1: 27–35. https://doi.org/10.1007/s00198-010-1211-8
29. C-M Wang and C-S Huang. 2023. Using Digital Technology to Design a Simple Interactive System for Nostalgic Gaming to Promote the Health of Slightly Disabled Elderly People. INTERNATIONAL JOURNAL OF ENVIRONMENTAL RESEARCH AND PUBLIC HEALTH 20. DOI