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Outils connectés en orthopédie : mesure de la marche, fiabilité des données et raisonnement clinique
- Dr Cédric Gubelmann
- Mesure objective de la marche et de l’activité physique par capteurs inertiels
- Variabilité de la marche comme paramètre prédictif de morbidité
- Fiabilité et reproductibilité des données issues des dispositifs grand public
- Place de l’intelligence artificielle et de la robotique en orthopédie
- Éthique médicale et esprit critique face aux données connectées
- Mesure de la marche par solution multicapteurs validée du membre inférieur
- Évaluation fonctionnelle objective avant et après chirurgie prothétique
- Suivi instrumenté de la prise en charge de l’hallux limitus fonctionnel (HLF)
- Analyse accélérométrique de l’activité physique en population
- Objectiver la marche par des capteurs validés plutôt que par l’impression clinique seule
- Considérer les dispositifs grand public comme des boîtes noires de fiabilité incertaine
- Exiger une validation indépendante, externe et non sponsorisée avant tout usage clinique
- Intégrer les données apportées par le patient sans laisser l’outil supplanter le jugement
Brochure d'information médicale
Découvrez notre brochure d’information à destination des patients.
Dr Cédric Gubelmann, lunch meetings, 2024
La généralisation des objets connectés modifie la consultation orthopédique, le patient se présentant désormais avec ses propres données issues de montres et d’applications. Au sein de cet écosystème, les capteurs inertiels dédiés à la mesure de la marche et de l’activité physique constituent le développement le plus prometteur pour le suivi objectif en orthopédie. Cette mise au point destinée au médecin référent distingue ce qui relève de la recherche validée de ce qui relève de la promesse marketing, et précise la place des paramètres de marche, dont la variabilité, comme indicateurs prédictifs de morbidité. Elle rappelle surtout la prudence requise face à la fiabilité des données et la nécessité de préserver l’esprit critique du clinicien.
Un phénomène d'ampleur qui s'invite dans la consultation
La digitalisation de la médecine remonte à une quinzaine d’années, et la pandémie de Covid-19 en a été un accélérateur plutôt qu’un frein, comme l’illustre l’essor de la télémédecine. Cette dernière augmente l’accès aux soins, mais pose la question de la qualité de la prise en charge rendue à distance. À ce mouvement s’ajoutent les lunettes de réalité virtuelle et augmentée, la robotique chirurgicale et l’intelligence artificielle, dont l’apport potentiel à la planification d’une arthroplastie commence à être documenté. Une étude récente suggère ainsi une réduction de trente à quarante pour cent des erreurs imputables à l’ingénierie prothétique lorsque l’intelligence artificielle est mobilisée.
Au-delà de ces dispositifs, le phénomène concerne désormais directement le box de consultation, puisque ce sont les patients eux-mêmes qui apportent leurs montres connectées et leurs smartphones. L’ampleur de la diffusion ne se discute plus : en 2021, il s’est vendu en Suisse deux fois plus de montres connectées que de montres traditionnelles. Le premier usage recherché par le consommateur n’est ni la navigation ni la messagerie, mais le suivi de l’activité physique. Le médecin référent est de fait confronté à ces données, qu’il y soit favorable ou non, et doit savoir quoi en faire.
Les capteurs de marche, axe central de l'apport en orthopédie
L’intérêt clinique principal des outils connectés en orthopédie tient à la mesure objective et quantitative de la marche et de l’activité physique, déclinable selon plusieurs référentiels corporels puisque les capteurs peuvent être positionnés en de multiples sites. Jusqu’ici, l’évaluation post-opératoire restait relativement sommaire. Une méta-analyse mesurant par accéléromètre l’activité physique après arthroplastie de hanche ou de genou montre l’absence d’augmentation significative à trois à six mois, une reprise entre six et neuf mois, et une activité nettement supérieure à douze mois au regard du niveau préopératoire. Ces données moyennées restent logiques, mais le clinicien demeure face à un patient singulier, ce qui justifie une instrumentation plus fine pour personnaliser la prise en charge.
La recherche et le développement sont très actifs dans ce domaine. Une solution tout-en-un intégrant accéléromètre, gyroscope, baromètre et magnétomètre se fixe directement à la chaussure et reste utilisable hors laboratoire, lors de la course par exemple. Elle restitue des paramètres directement exploitables en clinique : vitesse de marche, variabilité de la marche, angles de déroulé du pied. La variabilité de la marche mérite une attention particulière, car elle constitue un paramètre prédictif de morbidité très fort, donnée qui dépasse le simple comptage de pas et confère à ces capteurs une valeur pronostique réelle.
Une solution multicapteurs validée pour le membre inférieur
Le développement s’est poursuivi vers une solution à sept capteurs validée par vidéo en collaboration avec l’Université de Genève. Le dispositif répartit deux capteurs au pied, deux au mollet, deux aux cuisses et un dernier au niveau du sacrum. Cette disposition permet de mesurer les angles de l’ensemble du membre inférieur, hanche, genou et cheville, lors d’une marche sur une dizaine de mètres. La validation sur plusieurs participants garantit la robustesse de la mesure, à la différence des dispositifs isolés dont la signification reste incertaine.
Cette instrumentation ouvre une application clinique pour l’hallux limitus fonctionnel, désigné par le sigle HLF, diagnostic déjà largement discuté dans le cadre de Medicol. L’enjeu est de mesurer objectivement, avant et après l’intervention, ce qui se passe dans le plan sagittal, là où siège le blocage. Le protocole observationnel envisagé prévoit le recrutement de plus de deux cents patients, ambition considérable qui reste à ce stade non randomisée et non contrôlée. Le protocole a été soumis à la commission d’éthique, avec un premier retour positif, le recrutement étant prévu dès cette année.
De la mesure individuelle à l'épidémiologie de l'activité physique
Les outils connectés ont déjà été déployés à large échelle à Lausanne, dans le cadre d’une étude de médecine interne au Centre hospitalier universitaire vaudois. Des milliers de participants ont porté un bracelet de mesure pendant quatorze jours, non pas un dispositif grand public, mais un appareil de recherche capable de collecter les données brutes d’accélération. Le travail s’est révélé ardu, car il a fallu filtrer les bruits, moyenner les signaux et en extraire des paramètres pertinents au plan clinique. La représentation par « barcoding », codage couleur corrélé à l’intensité de l’activité physique, permet de distinguer immédiatement un sujet sédentaire d’un sujet actif et de mettre en évidence des profils temporels individuels.
L’analyse a également porté sur la répartition spatiale de l’activité au sein de la ville, par clustering. Certains quartiers concentrent une nette sédentarité, tandis que d’autres présentent une activité physique élevée. L’environnement construit s’avère déterminant : les zones piétonnes et cyclables, mais aussi, de manière plus inattendue, les zones commerçantes et la desserte par les transports publics, sont associées à une mobilité accrue des habitants. Ces données illustrent le potentiel des capteurs en santé publique, au-delà du suivi individuel du patient.
Fiabilité et pertinence : le piège des boîtes noires
La règle générale impose la plus grande prudence devant les dispositifs grand public apportés par les patients. Une montre de consommation courante reste une boîte noire, tant pour la collecte du signal que pour le traitement des données et les paramètres restitués. Une étude ayant comparé plus de neuf bracelets, dont des modèles répandus, chez les mêmes sujets réalisant la même activité, met en évidence des écarts d’un ordre de grandeur de deux sur les paramètres d’activité physique. Une même personne, pour un effort identique, se verra donc attribuer des résultats radicalement différents selon la marque, ce qui disqualifie ces chiffres comme base de décision.
La difficulté ne disparaît pas avec un appareil de recherche. À partir des mêmes données brutes, la comparaison entre des algorithmes académiques développés avec le Medical Research Council de Cambridge et ceux du fabricant aboutit, pour une seule journée, à des différences supérieures à deux heures d’activité physique. Le traitement du signal pèse donc autant que le capteur lui-même. À cette incertitude méthodologique s’ajoute la question des conflits d’intérêts : les dispositifs promettant de mesurer les pressions du plateau tibial lors de la pose d’une prothèse ne s’appuient que sur de rares études intégralement sponsorisées par le fabricant, sans donnée réellement indépendante.
Éthique, esprit critique et critères de validité
L’intégration de ces outils renvoie aux principes fondamentaux de l’éthique médicale : autonomie du patient, bienfaisance, non-malfaisance et justice dans l’accès aux soins. La question décisive reste de savoir si le dispositif améliore réellement la médecine, rend le patient plus autonome ou ouvre une perspective de recherche utile à la santé publique. À l’inverse, les risques doivent être pesés : fiabilité incertaine des données, pertinence clinique discutable, confidentialité, dépendance technologique croissante, anxiété induite chez le médecin comme chez le patient, et coûts générés. Le discours commercial, qui promet systématiquement moins de complications et davantage de satisfaction, ne saurait tenir lieu de preuve.
Tous les outils connectés ne feront pas la différence, et de loin. Ceux qui apporteront un bénéfice réel partagent trois caractéristiques : une validité établie de manière indépendante et externe, une pertinence avérée pour le clinicien, et une protection effective des données. L’orthopédie recèle un potentiel important, en particulier autour de la mesure de la marche par capteurs médicaux, mais cette perspective demeure au stade de la recherche avant un éventuel transfert au lit du patient. La condition impérative est que ces outils ne perturbent jamais la capacité critique du praticien, sous peine de voir le jugement clinique s’effacer derrière la donnée.
Type de vidéo
Lunch meeting
Thème de l'évènement
Appareil locomoteur: bilans fonctionnels et outils connectés
Intervenants
Dr Cédric Gubelmann
Partie du corps
Maladies
Année
2024
Chirurgie:
Pathologie:
Tendinites; Douleurs chroniques; Troubles liés au matériel
Thèmatique:
Prévention des blessures
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