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Thèse Année : 2023

Assessments and Applications of Information Communication Technologies in Autism Spectrum Disorder Treatment

Évaluations et applications de la communication de l'information Technologies dans la prise en charge des Troubles du Spectre Autistique

Résumé

Information and Communication Technologies (ICTs) have the potential to impact the field of Neurodevelopmental Disorders (NDD) care. Over the last decade, there has been a significant increase in the use of technological rehabilitation tools, such as serious games/Apps, socially assistive robots, video modeling, along with augmentative and alternative communication devices to enhance therapeutic and educational interventions for individuals with NDD. Digital tools have provided new opportunities to improve social and communication skills, cognitive functioning, and overall quality of life for individuals with Autism Spectrum Disorder (ASD). ASD is a NDD characterized by persistent deficits in social interactions and communication. These tools can offer new approaches for the evaluation and implementation of ASD treatments and help improve our understanding of underlying factors contributing to these disorders. The growing number of studies evaluating digital tools in therapy and education has arisen the imperative need to examine their design features and research methods to accurately determine their effectiveness. The objective of this thesis was to explore a multidisciplinary approach to ASD rehabilitation including two types of questions involving clinical and Artificial Intelligence (AI) perspectives based on ICT design and efficacy.To begin we explored how therapeutic tools from ICTs are conceived in terms of design. Through a DELPHI study, we developed the first ICT Design Inventory (DICTI) to evaluate the quality of the design of four main ICTs: robots, augmentative alternative communication devices (AAC), video modeling (VM), and serious games (SG). We also conducted a systematic meta-review of ICTs applied to NDD care to examine the evolution of ICTs design and study methodology implications over the last few decades.Secondly, we evaluated clinical ICT devices developed by our team at the Institute of Intelligent Systems and Robotics (ISIR). On the one hand, we conducted an exploratory study to examine the feasibility and usability of the robotic interface Rehabilitation Robotic Companion for Children and Caregivers (R2C3) in a social skills group for autistic children. We applied the DICTI to evaluate the quality of the robot's interface to propose a more suitable version for future implementations. On the other hand, we finalized the protocol of a randomized controlled trial evaluating e-GOLIAH, a serious game for autistic children, assessed through DICTI, aiming to improve their social skills, including joint attention and imitation.This thesis demonstrates that ICTs can have a significant impact to treating and understanding ASD. Moreover, it aims to make a valuable contribution to the health engineering field by providing an inventory for assessing the design quality of ICTs and proposing two therapeutic technological tools implemented in ASD care.
Les Technologies de l'Information et de la Communication (TIC) ont le potentiel d'avoir un impact significatif dans le domaine des Troubles Neurodéveloppementaux (TND). Au cours de la dernière décennie, il y a eu une augmentation significative de l'utilisation d'outils de réhabilitation technologique, tels que robots sociaux, la communication augmentative et alternative, la modélisation vidéo et les jeux sérieux pour améliorer les interventions thérapeutiques et éducatives pour les personnes atteintes de TND. Ces avancées ont offert de nouvelles opportunités pour améliorer les compétences sociales et de communication, le fonctionnement cognitif, et la qualité de vie globale des personnes souffrant du Trouble du Spectre de l'Autisme (TSA). Le TSA est un TND caractérisé par des déficits persistants dans les interactions sociales et la communication. Ces outils peuvent offrir de nouvelles approches pour l'évaluation et la mise en œuvre des traitements pour le TSA et contribuent à améliorer notre compréhension des facteurs sous-jacents contribuant à ces troubles. L'objectif de cette thèse était d'explorer une approche multidisciplinaire pour la réadaptation du TSA, y compris deux types de questions impliquant des perspectives cliniques et d'Intelligence Artificielle (IA). Dans un premier temps, nous avons exploré la manière dont les outils thérapeutiques issus des TIC sont conçus en termes de design, et grâce à une étude DELPHI, nous avons développé le premier Inventaire de Conception de TIC (DICTI) pour évaluer la qualité de la conception des quatre principales TIC : les robots, les dispositifs de communication augmentative alternative, la modélisation vidéo et les jeux sérieux/apps. Nous avons aussi procédé à une méta-revue des TIC appliquées aux soins des TND pour examiner de manière qualitative si l'évolution de la conception des TIC et de la méthodologie de recherche avait progressé au cours des vingt dernières années. Dans un deuxième temps, nous avons évalué les dispositifs de soins TIC développés par l'équipe de l'Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique (ISIR). D'une part, nous avons mené une étude exploratoire pour examiner la faisabilité de l'interface robotique Rehabilitation Robotic Companion for Children and Caregivers dans un groupe de compétences sociales pour les enfants autistes. Nous avons utilisé DICTI pour évaluer la qualité de l'interface du robot et proposer une version plus adaptée pour les futures mises en œuvre. D'autre part, nous avons finalisé le protocole d'un essai contrôlé randomisé évaluant e-GOLIAH, un jeu sérieux pour les enfants autistes, visant à améliorer leurs compétences sociales, y compris l'attention conjointe et l'imitation, puis nous avons évalué le design grâce à DICTI. Essentiellement, cette thèse démontre que les TIC peuvent avoir un impact significatif sur notre approche de traitement et de la compréhension de l’autisme. De plus, elle vise à apporter une contribution dans le domaine en présentant un inventaire pour évaluer la qualité de conception des TIC et en proposant deux outils technologiques thérapeutiques mis en œuvre dans la prise en charge des TSA.
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BETTENCOURT_Carlotta_these_2023.pdf (21.59 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04457209 , version 1 (14-02-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04457209 , version 1

Citer

Carlotta Bettencourt. Assessments and Applications of Information Communication Technologies in Autism Spectrum Disorder Treatment. Cognitive Sciences. Sorbonne Université, 2023. English. ⟨NNT : 2023SORUS349⟩. ⟨tel-04457209⟩
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