• L’équipe du Prof. Philipp Gutruf à l’Université d’Arizona, a développé des dispositifs souples et non invasifs, qui permettent une transmission de données sur de grandes distances via des technologies basse consommation.
• Ils ont la capacité d’offrir une autonomie prolongée et une précision de suivi des signaux cliniques, en améliorant ainsi le suivi médical chronique à distance.
Les objets connectés dédiés à la transmission de données de santé sont prometteurs pour le contrôle à distance de patients vulnérables. Ce type d’infrastructure suppose la présence d’un réseau mobile robuste et fiable, ce qui, dans certaines zones géographiques ou dans certains pays, n’est pas toujours le cas. Pour y remédier et trouver une solution pour combler cette fracture numérique, l’équipe de Philipp Gutruf, professeur adjoint d’ingénierie biomédicale au College of Engineering de l’Université d’Arizona, a développé un objet connecté non invasif qui est capable de transmettre des données sur des distances bien plus larges que le Wi-Fi — de l’ordre de 24 km (15 miles) — grâce aux technologies de réseau étendu à faible consommation d’énergie, ou LPWAN, comme LoRa.
Outre un usage pertinent en zone rurale éloignée, ce type d’innovation est pertinent pour des utilisations militaires, ou encore dans des environnements urbains très denses.
« Concrètement on a développé ce qui ressemble à une maille souple, imprimée en 3D, qui s’adapte au corps de manière imperceptible, comme un tissu, et dans laquelle on peut introduire des capteurs », explique Philipp Gutruf. Cette plateforme, encore à l’étape de développement, consomme peu d’énergie et peut se charger à distance grâce à une technologie sans fil, afin de permettre une utilisation ininterrompue sur de longues périodes, sans que le patient ait besoin d’interagir avec le système. En étant équipé d’une mini-batterie de 150 mAh, l’appareil fonctionne en autonomie pendant 75 heures. Outre un usage pertinent en zone rurale éloignée, ce type d’innovation est pertinent pour des utilisations militaires, ou encore dans des environnements urbains denses.
Le dispositif biosymbiotique mis au point par Phillip Gutruf et ses collaborateurs se recharge sans fil. Avec l’aimable autorisation de Max Farley et Tucker Stuart.
Un suivi de signaux vitaux précis
L’objectif est d’obtenir chez les patients des signaux cliniques de très haute qualité, quasiment imperceptibles comme, par exemple, la contraction d’un muscle. « Nous avons la capacité de localiser les capteurs exactement dans la zone d’intérêt du patient et l’appareil dispose de sa propre capacité de calcul donc nous pouvons réaliser des traitements directement dessus, comme celui de la fréquence cardiaque, ou la température avec une précision de l’ordre du millikelvin. » Outre l’observation de la déformation des muscles, le terminal est en mesure de surveiller la sueur chez un patient grâce à l’évaluation de l’humidité sur la peau. « On va beaucoup plus loin que les objets connectés traditionnels. » Le chercheur réfléchit également à l’intégration de ce type de dispositifs chez les personnes fragiles ou susceptibles de le devenir. « Il faut concevoir des appareils très simples d’utilisation, que l’on puisse enfiler facilement pour que l’usage pour les patients soit le plus fluide possible. » Un prérequis au suivi des maladies chroniques qui touchent des personnes fragiles qui doivent habituellement se rendre souvent dans un établissement hospitalier, ou encore pour ceux dont les symptômes sont difficiles à diagnostiquer. « L’idée est de faciliter au maximum la vie du patient, c’est pourquoi la plateforme fonctionne dans toutes les circonstances, que l’on soit au soleil ou dans la douche » précise Philipp Gutruf.
Dans la santé, des déploiements technologiques toujours lents
Maintenant qu’un prototype de cette plateforme existe, reste la question du déploiement. « Ce qui est délicat dans ce marché, c’est qu’aux États-Unis par exemple, chaque système hospitalier dispose de ses propres directives et de ses propres standards de traitement de l’information. » Le chercheur est cependant convaincu qu’avec une interface standard, son outil pourra communiquer avec tout type de système. « Le problème, dans la santé, c’est que les interlocuteurs et les parties prenantes pour le déploiement de ce type de technologie ne sont pas les médecins, ce sont les assureurs et les hôpitaux. » Cela explique le temps nécessaire à l’adoption de ce type d’outils, qui doivent dans tous les cas être validés par les autorités de santé. « Notre rôle en tant que laboratoire de recherche, c’est d’évaluer les dispositifs, le matériel, afin qu’il puisse être intégré correctement, que ce soit au niveau des microcontrôleurs qu’en matière de sécurité de transmission des données. »
Sources :
Biosymbiotic platform for chronic long-range monitoring of biosignals in limited resource settings (accès limité, en anglais)
En savoir plus :
Biosymbiotic, personalized, and digitally manufactured wireless devices for indefinite collection of high-fidelity biosignals (2021, en anglais)
Phillipp Gutruf
