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UTILISATION D’UN JEU SERIEUX POUR FORMER DES COLLEGIENS A

LA REANIMATION CARDIOPULMONAIRE

The use of the serious game Stayingalive® at school improves basic life

support performed by secondary pupils: a randomized controlled study

Mémoire du Diplôme Inter-Universitaire de Pédagogie Médicale

Année 2015/2016

Dr David Hajage

2

Table des matières

Table des matières .......................................................................................................................................... 2

ABSTRACT ........................................................................................................................................................... 3

INTRODUCTION ................................................................................................................................................ 4

MATERIEL ET METHODES ............................................................................................................................. 5

Plan expérimental ....................................................................................................................................... 5

Population...................................................................................................................................................... 5

- Critères d’inclusion .............................................................................................................................................. 5

- Critère de non-inclusion .................................................................................................................................... 5

Randomisation ............................................................................................................................................. 5

Intervention .................................................................................................... Erreur ! Signet non défini.

Evaluation ...................................................................................................................................................... 6

Critères de jugement .................................................................................................................................. 8

Analyses statistiques.................................................................................................................................. 8

RESULTATS ......................................................................................................................................................... 8

Population...................................................................................................................................................... 8

Critère de jugement principal ................................................................................................................ 8

Critères de jugement secondaires ......................................................................................................... 9

DISCUSSION ..................................................................................................................................................... 12

CONCLUSION ................................................................................................................................................... 12

REFERENCES ................................................................................................................................................... 13

3

ABSTRACT

Introduction

First aid and cardiopulmonary resuscitation training have received widespread promotion

throughout the world. France has promoted a decree establishing the mandatory teaching of

basic life support to all French secondary pupils (Décret n° 2006-41 du 11 janvier 2006). Large-

scale feasibility of such a training, retraining and assessment remains a big challenge. We

conducted a study to evaluate the training efficacy of a serious game designed for

cardiopulmonary resuscitation and applied to secondary school students.

Material and methods

Students of 6th and 7th grades from Paris Region were randomized (1:1) to one of the 2 groups

using a computerized system. Randomization was stratified by classroom. In the Control group,

children received a 30-min teaching on nutritional wellbeing. In the Interventional group,

children played a serious game reproducing real-life cardiac arrest situation (3D real-time

simulation software, Stayingalive®, iLUMENS-Dassault Systemes) without any adult

intervention. Two months later, each student was observed and evaluated by 2 assessors

blinded to the study group during a cardiopulmonary resuscitation session using mini manikins

MiniAnnePlus® (Laerdal Medical). The assessment scale included 15 items divided into 4

categories (cardiac arrest recognition, call for help, chest compression and use of defibrillator).

Primary endpoint was the total score obtained by each student. Secondary endpoints included

performance for each item.

Results

A total of 97 children were included in the analysis (Interventional group n=50, Control group

n=47). Median total score was significantly higher in the Interventional group (7 [6-9] vs 6 [5-8],

p=0.02, Figure). In this group, children performed better on the following items: chest

compression rate (10/50 (21%) vs 2/47 (4%), p=0.01), non-stop chest compression (8/50

(17%) vs 2/47 (4%), p=0.04), search for a defibrillator (18/50 (38%) vs 3/47 (6%), p=0.0001),

placement of electrodes (44/50 (94%) vs 36/47 (72%), p=0.005), and defibrillator activation

(35/50 (74%) vs 27/47 (54%), p=0.04).

Conclusion

A 30-minute experience with a cardiopulmonary resuscitation serious game without any adult

intervention improves basic life support performed by secondary school students. It may be

further improved by adult supervision, repeated use, and gamification using leaderboards.

These results are promising to implement on a larger scale such serious games to improve

knowledge and skills of children.

Keywords: Computer Simulation-Heart Massage-Education

4

INTRODUCTION

La mort subite de l’adulte est responsable de près de 50 000 décès par an en France. L’initiation et la

qualité de la réanimation cardio-pulmonaire (RCP) par les témoins de la mort subite font partie des

facteurs pronostiques déterminants (1). Chaque minute passée en l’absence de massage diminue de

10% la survie de ces patients. Les recommandations internationales soulignent d’ailleurs

l’importance de ce premier maillon de la « chaine de survie » (appeler-masser-défibriller-acheminer

vers les centres de secours)(2). Ces mêmes recommandations proposent que tous les citoyens soient

formés à la RCP et que cette formation soit évaluée. Dans plusieurs pays, il a été observé qu’une

augmentation du nombre de réanimation cardio-pulmonaire par les témoins était associée à une

meilleure survie des patients victimes d’arrêt cardiaque extrahospitalier(3–5). En région parisienne,

la mort subite survient en présence d’un témoin dans 80% des cas, mais la réanimation n’est débutée

que dans 45% des cas (6).

Afin d’améliorer la formation de la population générale aux gestes d’urgence, l’organisation

Mondiale de la Santé a soutenu la déclaration du Conseil Européen de Réanimation « Kids Save

Lives », qui souligne l’importance de l’apprentissage de la réanimation cardio-pulmonaire à l’école

dans le monde entier (7). Dans le même esprit, un décret récent du ministère de l’éducation

nationale, de l’enseignement supérieur et de la recherche (Décret n° 2006-41 du 11 janvier 2006) a

institué une formation aux premiers secours intégrée aux programmes d’enseignement scolaire

(collèges et lycées). Il a été montré que les enfants sont capables de réaliser un massage cardiaque

efficace vers l’âge de 11-13ans, selon la corpulence et leur poids. Ils sont par ailleurs tout à fait

capables de donner l’alerte et d’utiliser un défibrillateur automatique externe (DAE) (8,9).

Il existe plusieurs méthodes de formation à la RCP et à l’utilisation du DAE, dont la plus répandue est

l’enseignement sur mannequins. Il a été montré la faisabilité de l’apprentissage par ce support à

grande échelle au sein d’établissements scolaires (10).

Dans un premier travail, nous avons montré qu’un enseignement d’une heure sur mini-mannequins

permettait d’améliorer de façon significative la connaissance de jeunes collégiens (cf mémoire de

Pédagogie Médicale de S. Gaudry année 2014/2015).

Le développement de serious games comme outils d’apprentissage a permis de mettre à notre

disposition de nouveaux outils de formation dans de nombreux domaines médicaux (11). Plusieurs

de ces « jeux » ont ainsi été créés pour la formation des étudiants, médicaux ou non, à la

réanimation en cas d’arrêt cardiaque. Cette méthode d’apprentissage, très appréciée des collégiens

et lycéens (12) mais peu évaluée, présente comme avantage majeur de pouvoir être mise en place

simplement dans tous les collèges disposant d’une salle informatique et sans la présence d’un

formateur (médecin ou secouriste).

5

Le jeu Stayingalive ® (ILUMENS – Dassault Systèmes) est un serious game développé pour la grand

public qui permet de se former à la RCP grâce à 2 scénarios de difficulté croissante.

Nous avons mené une étude prospective randomisée pour tester l’efficacité d’une formation à la RCP

à l’aide du logiciel Stayingalive ®. L’évaluation des connaissances acquises par les élèves a été

réalisée lors d’une mise en situation sur mini-mannequins MiniAnne Plus ® (Laerdal).

MATERIEL ET METHODES

Plan expérimental

Nous avons mené une étude prospective, controlée, randomisée, ouverte avec évaluation en aveugle

du critère de jugement (méthodologie PROBE : Prospective Randomized Open blinded Endpoint),

monocentrique dans un collège des Hauts de Seine au cours de l’année scolaire 2015/2016.

Population

- Critères d’inclusion

. Etre scolarisé dans le collège choisi

. Etre scolarisé en 6ème ou 5ème.

- Critère de non-inclusion

. Incapacité physique ou mentale à participer à la formation et/ou à l’évaluation (y compris absence

de l’élève le jour de la formation et/ou de l’évaluation, quelle qu’en soit la raison)

. Refus de participation à l’étude (enfant ou son représentant légal)

Randomisation

Tous les élèves de 6ème et 5ème du collège choisi ont été randomisés (1 :1) dans le groupe intervention

ou dans le groupe contrôle, la liste ayant été préalablement générée à l’aide du logiciel R. La

randomisation était stratifiée par niveau (6ème ou 5ème).

Formation

Les collégiens randomisés dans le groupe intervention ont eu un accès libre pendant une demi-heure

au logiciel de simulation 3D-temps réel Stayingalive® (ILUMENS-Dassault systèmes), qui reproduit

des situations de mort subite. Ils utilisaient les ordinateurs de la salle informatique du collège, sous la

surveillance d’un adulte (DH) qui ne prodiguait aucune aide pour l’apprentissage. Le logiciel

6

Stayingalive® est un "jeu sérieux" créé il y a quelques années et mis à la disposition du grand public

sur un site internet dédié. Il propose deux niveaux de complexité croissante, situés dans des univers

différents. Le premier niveau se situe dans un bureau et le deuxième niveau dans un stade de

football. Le joueur se retrouve en immersion dans l'environnement, avec lequel il peut interagir. Il est

guidé dans les différentes étapes de la prise en charge: appel à l'aide et des secours, massage

cardiaque, utilisation du défibrillateur. Tout au long de l'expérience, il bénéficie d'un "retour" de la

part du logiciel sur ses actions. A la fin, le temps de jeu (indicateur de performance) est donné. Les

élèves ne savaient pas que les compétences acquises lors de cette première phase d’intervention

seraient évaluées par la suite.

Les collégiens randomisés dans le groupe contrôle ont reçu une formation de 30 minutes sur des

conseils diététiques.

Evaluation

Deux mois plus tard, tous ces collégiens ont été évalués lors d’une session de simulation mise en

place au collège. Chaque collégien a participé individuellement à une simulation mettant en scène

une mort subite dans un lieu public, grâce à un mini-mannequin MiniAnnePlus® (Laerdal medical).

La première partie de cette session consistait en un briefing ayant pour but d’expliquer au collégien

le principe de la simulation (agir comme il le ferait dans la vraie vie, etc…) et de lui exposer le

contexte (effondrement d’une personne devant lui dans un lieu public en présence d’un témoin).

La deuxième partie consistait en la simulation proprement dite. Le collégien était introduit dans une

pièce dans laquelle se trouvait un mini-mannequin habillé avec des vêtements faisant office de

victime. Un étudiant en médecine (à l’aveugle du groupe de randomisation) jouait le rôle du témoin

de la scène. Deux examinateurs, également en aveugle du groupe de randomisation, observaient la

scène et évaluaient la performance du collégien selon une grille préétablie (Tableau 1). Cette grille

comprenait 15 items divisés en 4 catégories (reconnaissance de l’arrêt cardiaque, appel des secours,

massage cardiaque, utilisation du défibrillateur). Le collégien pouvait avoir accès à un défibrillateur

semi-automatique de simulation, s’il demandait au témoin d’aller le chercher. Au cours du scénario

de simulation, certaines circonstances prédéfinies pouvaient engendrer une aide des examinateurs

afin que le scénario se poursuive (Tableau 2)

La troisième partie, après la fin du scenario, était le debriefing. Chaque collégien, lors d’un entretien

avec un médecin réanimateur, était amené à exprimer son ressenti face à la simulation et à poser des

questions. Enfin, à la fin de la journée, une mise au point théorique sur les bonnes pratiques de

réanimation cardio-pulmonaire était faite dans chaque classe qui avait participé.

7

Tableau 1 : Grille d’évaluation (15 items, note sur 16 points)

Interaction avec le mannequin en moins de 30 secondes

Vérification de la conscience 1 pt

Vérification de la respiration 1 pt

Appel à l’aide… 1 pt

… en moins de 30 secondes 1 pt

Numéro appelé (112, 15, 18) 1 pt

Début massage cardiaque en moins d’1 minute 1 pt

Placement des mains correct 1 pt

Massage efficace (profondeur) 1 pt

Fréquence du massage correcte 1 pt

Continuité du massage 1 pt

DAE demandé 1 pt

DAE allumé 1 pt

Placement des électrodes… 1 pt

… nombre électrodes placées correctement 2pts

Tableau 2 : circonstances d’aide de la part des examinateurs

Circonstances d’aide de la part des examinateurs

Pas d’interaction avec le mannequin au bout de 30

secondes

Pas d’appel des secours au bout d’1 minute

Pas de début de massage cardiaque au bout d’1 minute

Pas de demande de DAE au bout de 2 minutes

8

Critères de jugement

Critère de jugement principal

Score (sur 16) obtenu lors d'une mise en situation d'arrêt cardiaque sur mannequin de basse fidélité

Mini Ann ® (Laerdal).

Critère d’évaluation secondaire

Sous-score obtenu pour chaque étape de la RCP.

Analyses statistiques

Pour chaque groupe, les variables catégorielles ont été décrites par leur effectif, et leur pourcentage

et les variables quantitatives par leur effectif, moyenne, écart-type, médiane, IQR (25ème percentile

- 75ème percentile), minimum et maximum. Les variables catégorielles ont été comparées par le test

du Khi2 ou de Fisher le cas échéant.

Les variables quantitatives ont été comparées par le test de Student ou de Wilcoxon le cas échéant.

Une analyse en sous-groupe selon le niveau (6ème ou 5ème) a été réalisée, et une interaction entre

le niveau et le groupe d'intervention a été recherchée.

RESULTATS

Population

Le collège comptait 177 élèves répondant aux critères d'inclusion, répartis dans 4 classes de 6ème et

3 classes de 5ème (25 élèves par classe en moyenne). 174 élèves ont participé à la séance de

formation d’une demi-heure. Trois classes (2 classes de 6ème, 1 classe de 5ème) n’étaient pas

disponibles le jour de l’évaluation. 97 collégiens ont participé à la phase d'évaluation et ont été inclus

dans l’analyse (50 dans le groupe interventionnel et 47 dans le groupe contrôle. Parmi ces 97

enfants, 57 étaient en 6éme et 40 en 5éme.

Critère de jugement principal

Le score global médian obtenu était significativement plus élevé dans le groupe interventionnel (7

[6-9] vs 6 [5-8], p=0.02). Il n’y avait pas de différence selon le niveau des collégiens (6ème ou 5ème) (p =

0.85, Figure 1).

9

Figure 1 : Analyse en sous-groupes selon le niveau scolaire. 6ème = 6th grade, 5ème = 7th grade), Inter. = groupe intervention, Cont. = groupe contrôle.

Critères de jugement secondaires

Les collégiens du groupe interventionnel ont montré des performances supérieures au groupe

contrôle dans les domaines suivants : fréquence de massage cardiaque correcte (10/50 (21%) vs 2/47

(4%), p=0,01), continuité du massage cardiaque (8/50 (17%) vs 2/47 (4%), p=0,04), demande du

défibrillateur semi-automatique (18/50 (38%) vs 3/47 (6%), p=0,0001), allumage du défibrillateur

(35/50 (74%) vs 27/47 (54%), p=0,04) et placement des électrodes (44/50 (94%) vs 36/47 (72%),

p=0,005).

Tableau 3 : Critères de jugement secondaires

variable Nutrition Stayingalive Total

Interaction avec le mannequin en moins de 30 secondes

Oui 14 (28%) 10 (21.28%) 24 (24.74%)

Non 36 (72%) 37 (78.72%) 73 (75.26%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)

Test p value: 0.4431 (Pearson's Chi-squared test)

Vérification de la conscience

Oui 10 (20%) 7 (14.89%) 17 (17.53%)

Non 40 (80%) 40 (85.11%) 80 (82.47%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)


10


Vérification de la respiration

Oui 6 (12%) 4 (8.51%) 10 (10.31%)

Non 44 (88%) 43 (91.49%) 87 (89.69%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)

Test p value: 0.7416 (Fisher's Exact Test for Count Data)

Appel à l'aide...

Oui 48 (96%) 43 (91.49%) 91 (93.81%)

Non 2 (4%) 4 (8.51%) 6 (6.19%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)


… en moins de 30 secondes

Oui 32 (64%) 29 (61.7%) 61 (62.89%)

Non 18 (36%) 18 (38.3%) 36 (37.11%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)


Numéro appelé

Oui 37 (74%) 29 (61.7%) 66 (68.04%)

Non 13 (26%) 18 (38.3%) 31 (31.96%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)


Début massage cardiaque en moins d’1 minute

Oui 23 (46%) 24 (51.06%) 47 (48.45%)

Non 27 (54%) 23 (48.94%) 50 (51.55%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)


Placement des mains correct

Oui 16 (32%) 17 (36.17%) 33 (34.02%)

Non 34 (68%) 30 (63.83%) 64 (65.98%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)


Massage efficace (profondeur)

Oui 7 (14%) 12 (25.53%) 19 (19.59%)

Non 43 (86%) 35 (74.47%) 78 (80.41%)

11


Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)


Fréquence du massage correcte

Oui 2 (4%) 10 (21.28%) 12 (12.37%)

Non 48 (96%) 37 (78.72%) 85 (87.63%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)


Continuité du massage

Oui 2 (4%) 8 (17.02%) 10 (10.31%)

Non 48 (96%) 39 (82.98%) 87 (89.69%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)


DAE demandé

Oui 3 (6%) 18 (38.3%) 21 (21.65%)

Non 47 (94%) 29 (61.7%) 76 (78.35%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)


DAE allumé

Oui 27 (54%) 35 (74.47%) 62 (63.92%)

Non 23 (46%) 12 (25.53%) 35 (36.08%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)


Placement des électrodes…

Oui 36 (72%) 44 (93.62%) 80 (82.47%)

Non 14 (28%) 3 (6.38%) 17 (17.53%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)


… nombre électrodes placées correctement

2 électrodes 32 (64%) 37 (78.72%) 69 (71.13%)

1 électrodes 1 (2%) 3 (6.38%) 4 (4.12%)

0 électrode 17 (34%) 7 (14.89%) 24 (24.74%)

Total 50 (51.55%) 47 (48.45%) 97 (100%)


12


Score global (sur 16)

Min / Max 1 / 12 1 / 15 1 / 15

Med [IQR] 6 [5-8] 7 [6-9] 7 [5-9]

Moy (std) 6.56 (2.19) 7.81 (3.02) 7.16 (2.68)

N (NA) 50 (0) 47 (0) 97 (0)

Test p value: 0.0228 (Welch Two Sample t-test)

DISCUSSION

Cette étude démontre l’efficacité d’un serious game sur l’apprentissage aux gestes de premier

secours chez des collégiens de 6ème et 5ème.

A notre connaissance, il s’agit de la première étude démontrant l’efficacité d’une telle intervention

sur une population d’enfants. Le choix d’une population de jeunes collégiens (environ 12 ans) se

justifie par cette période de la vie particulièrement favorable aux apprentissages. De plus, cette

population est reconnue comme un bon vecteur de transmission des connaissances des gestes

d’urgence par le biais de la structure familiale (10). Certains auteurs soutiennent que prés de 100 000

décès par an pourraient être évités si la population générale, à commencer par les enfants, était

formée aux gestes d’urgence (7). Dans les pays où cet enseignement est obligatoire à l’école, la

réanimation cardio-pulmonaire est initiée par le témoin dans 60 à 75% des cas et la survie après un

arrêt cardiaque extra-hospitalier peut être triplée (13). Ainsi, depuis le 1 janvier 2015, l’organisation

mondiale de la santé soutient l’initiative « Kids Save Lives » qui recommande une formation aux

gestes de premier secours de 2 heures par an à partir de l’âge de 12 ans (7).

Le serious game comme outil d’apprentissage dans ce domaine présente de nombreux avantages. Il

est tout d’abord très simple d’installation dans les collèges qui disposent pour la plupart d’une salle

informatique. Par ailleurs, la présence d’un professionnel (médecin ou secouriste) n’est pas

nécessaire. Enfin les enfants sont particulièrement intéressés par ce type de méthodes passant par

de la vidéo 3D.

CONCLUSION

Une expérience de 30 minutes sur un serious game reproduisant un scenario de mort subite

améliore la performance de jeunes collégiens à la pratique de la réanimation cardiopulmonaire. Ces

résultats encourageants formeront la base d’un développement à grande échelle de ce type d’outils

particulièrement adaptés à cette classe d’âge.

13

REFERENCES

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