Un patch inspiré des étoiles de mer résout les problèmes clés des capteurs cardiaques portables
Le domaine des appareils portables s'est développé à pas de géant , non seulement en termes d'adoption massive, mais également grâce à des innovations étonnantes . Les capteurs de fréquence cardiaque portables peuvent désormais tout mesurer, depuis la fréquence cardiaque et les niveaux d'oxygène dans le sang jusqu'à l'ECG, dans des formats allant d'une montre aux bagues .
Ces capteurs présentent cependant un ensemble de problèmes inhérents. Les artefacts de mouvement résultant d'un mouvement ou d'une activité vigoureuse modifient le flux sanguin et affectent sa précision. Les capteurs optiques de fréquence cardiaque (photopléthysmographie ou technologie PPG) ont également du mal à gérer les peaux plus foncées, les tatouages ou même le placement du corps.
La nature vient encore à la rescousse
La solution à ces malheurs – et à bien d’autres encore – pourrait venir des profondeurs du fond océanique. Des scientifiques de l'Université du Missouri ont développé un appareil portable en forme d'étoile de mer capable de mesurer la fréquence cardiaque en temps réel. L'appareil s'inspire des mouvements des bras d'une étoile de mer et comporte plusieurs points de connexion capteur-peau.
Le plus grand avantage de cette approche est qu’elle peut éliminer les problèmes de mouvement et mesurer l’activité de la fréquence cardiaque avec plus de précision. Le format multi-capteurs permet à l'appareil de collecter des données multi-signaux avec une plus grande précision, même lorsque les utilisateurs pratiquent une activité physique.
"Semblable à une étoile de mer, notre appareil comporte cinq bras, chacun équipé de capteurs qui capturent simultanément l'activité cardiaque électrique et mécanique", note Sicheng Chen, auteur principal de l'article détaillant l'innovation.
Immense promesse pour le bien-être cardiaque
L'appareil collecte des signaux cardiaques électriques (électrocardiogramme) et mécaniques (sismocardiogramme et gyrocardiogramme) à l'aide de son réseau de capteurs. L’équipe a également développé un modèle d’apprentissage automatique pour compenser les variables de mouvement et analyser les signaux cardiaques provenant de plusieurs points.
Lors de leurs tests, il a pu détecter avec précision des maladies cardiaques graves telles que la fibrillation auriculaire (A-Fib), l'infarctus du myocarde (IM) et l'insuffisance cardiaque (IC). Jusqu’à présent, aucun appareil portable grand public n’est capable de détecter collectivement les trois problèmes cardiaques susmentionnés.
« Des études humaines démontrent que l'intégration de ces biosignaux multimodaux améliore considérablement la précision du diagnostic, atteignant une précision de plus de 91 % pour diverses maladies cardiaques, surpassant les modèles qui reposent sur moins d'entrées », indique le document de recherche publié dans la revue Science .
Les soucis de charge, pas plus
L’équipe a notamment utilisé des composants électroniques disponibles dans le commerce pour fabriquer son appareil de mesure de la fréquence cardiaque multicapteur. Un autre avantage crucial est qu’il peut transmettre toutes les données en temps réel via Bluetooth, permettant ainsi une surveillance à distance pour les experts de la santé.
De plus, il prend en charge le chargement sans fil. Le capteur de fréquence cardiaque penta-radial est équipé d'une batterie rechargeable intégrée de 50 mAh qui offre jusqu'à 8 heures de mesure de l'activité cardiaque par charge.
Il peut être alimenté à l'aide de chargeurs disponibles dans le commerce, et le transfert de puissance peut s'effectuer via des bobines de charge sans fil, même lorsque l'appareil est utilisé ou sous l'eau. L’équipe travaille actuellement à porter le matériel de détection sur une couche respirante afin qu’il puisse être porté facilement.