Le capteur pourrait permettre au smartphone de mesurer les signes vitaux

Depuis près de 120 ans, il n'existe qu'un seul moyen précis et non invasif de mesurer la pression artérielle qui ne nécessite pas de recalibrage constant :la technique Riva-Rocci, conçue par Scipione Riva-Rocci en 1896 et qui utilise la pression physique. , généralement sous la forme d'un brassard gonflable. LMD a déclaré avoir développé une variante de la technique Riva-Rocci qui utilise des capteurs que LMD propose et qui peuvent être facilement intégrés directement dans les smartphones.

La technologie de LMD peut être utilisée pour mesurer la pression artérielle diastolique et systolique d'une personne ainsi que pour mesurer d'autres paramètres médicaux vitaux grâce à son V-Sensor. Le produit fait partie d'une vague à venir d'appareils médicaux intégrés aux téléphones - pas seulement des appareils portables, mais des solutions médicales standardisées qui lisent les signes vitaux avec une précision clinique. Au lieu de mesurer ce qui est facile, ils mesureront ce qui est utile. Au lieu de chercher une utilisation médicale pour ce qui peut être mesuré, ils feront des mesures qui sont médicalement significatives.

Configuration matérielle (Image :Leman Micro Devices)

Le smartphone sera encore plus intégré dans l'écosystème IoT lorsqu'il deviendra un outil essentiel pour le secteur médical. L'un des objectifs est de mesurer la tension artérielle rapidement et facilement, sans aucun étalonnage personnel, conformément à la norme ISO. Le V-Sensor de LMD met littéralement des informations critiques entre les mains de personnes qui n'ont jamais mesuré et n'ont aucune idée de leur tension artérielle. Une meilleure surveillance de la pression artérielle en dehors d'un environnement clinique pourrait entraîner des progrès qualitatifs vers une prévention et un traitement plus efficaces de l'hypertension.

La température est un autre paramètre fréquemment mesuré. Un capteur sur le smartphone pourra remplir cette fonction requise à des fins médicales ainsi que dans diverses circonstances industrielles. Le pouls, la fréquence respiratoire et le niveau d'oxygène dans le sang sont d'autres paramètres. Ensemble, ils représentent un outil de diagnostic puissant qui peut être associé à d'autres capteurs pour surveiller un large éventail de conditions cardiovasculaires.

La physique derrière les mesures

Les technologies transforment le secteur de la santé, notamment grâce à la surveillance continue des personnes, à la maison, pendant les loisirs et même au travail, en enregistrant les événements qui se produisent pendant la journée. Selon les partisans des technologies émergentes, la surveillance continue des paramètres biomédicaux encouragerait les gens à adopter et à maintenir des comportements sains, dans le but de promouvoir la santé et de prévenir les maladies.

La solution proposée par LMD utilise une technologie de capteur innovante pour mesurer la pression artérielle, la température et le pouls, et même effectuer des fonctions ECG, enregistrant l'activité électrique du cœur. La mesure de la pression artérielle utilise la procédure Riva-Rocci. La pression artérielle est la pression exercée par le sang, pompé du cœur, sur la paroi des artères qui distribuent le sang dans le corps. La pression artérielle dans les artères peut être mesurée directement en introduisant un petit tube (cathéter) dans l'artère elle-même et en le connectant à un appareil de mesure (transducteur de pression). En pratique, cela ne se produit que dans des circonstances particulières, comme pendant une intervention chirurgicale.

Un smartphone avec capteur V

La mesure courante de la pression artérielle, quant à elle, est effectuée indirectement, à l'aide d'appareils spéciaux capables d'évaluer la pression artérielle de l'extérieur, de manière non invasive. Parmi ces appareils, le plus précis et le plus couramment utilisé à ce jour est celui conçu par Riva-Rocci il y a un peu plus d'un siècle. Il se compose d'un bracelet en caoutchouc relié d'un côté à une petite pompe à main et de l'autre à un manomètre à colonne de mercure. Étant donné que l'instrument était équipé d'une colonne en verre contenant du mercure et portant une jauge indiquant la distance exprimée en millimètres, l'unité de mesure avec laquelle les valeurs maximales et minimales de la pression artérielle sont rapportées est le millimètre de mercure (mmHg).

La température corporelle, quant à elle, est traditionnellement mesurée à l'aide d'un balayage frontal infrarouge avec des conditions environnementales, comme utilisé pour la première fois en 1835. Les informations ECG peuvent être obtenues à partir d'un transducteur placé entre les mains. Enfin, les mesures traditionnelles du pouls, de l'oxygène dans le sang (SpO₂ ) et la fréquence respiratoire sont tous basés sur des transducteurs d'oxymétrie de pouls établis avec une technologie établie, utilisés depuis 1972. La fréquence respiratoire est dérivée de la fréquence cardiaque et de la modulation d'amplitude (arythmie sinusale respiratoire).

« Nous avons combiné une science établie et mature avec une technologie moderne », a déclaré Chris Elliott, fondateur et directeur de Leman Micro Devices SA. « Cela donne aux utilisateurs et à leurs médecins des mesures qu'ils comprennent et savent qu'ils peuvent faire confiance à la commodité d'un appareil de qualité médicale avec eux à tout moment.

« Par exemple, nous mesurons la pression artérielle en utilisant exactement la même science qu'un brassard autour de votre bras, mais nous la rendons plus facile, plus petite et moins chère en utilisant le bout du doigt et en obligeant l'utilisateur à appuyer plus fort ou plus doucement plutôt que d'avoir un lourd et pompe et brassard coûteux », a ajouté Elliott. Il a expliqué que l'hypertension artérielle (hypertension) est un "tueur silencieux" sans symptômes, donc mettre un tensiomètre sans brassard et sans étalonnage dans chaque téléphone pourrait sauver la vie de bon nombre des 9 millions de personnes qui en meurent chaque année. .

La technologie

La technologie de LMD consiste en son module matériel V-Sensor et son algorithme logiciel e-Checkup pour instruire l'utilisateur et analyser les données et le support de diagnostic sur un serveur pour stocker les données. Les trois parties seront conformes à toutes les exigences réglementaires CE, FDA et CFDA pour un dispositif médical de classe IIA/classe II ainsi qu'à toutes les réglementations pertinentes en matière de confidentialité.

Le V-Sensor a un capteur de pression intégré dans une résine époxy douce et plate qui est pressée contre le bout du doigt. Des LED et une photodiode forment un oxymètre de pouls classique qui illumine le bout du doigt. Une thermopile mesure le rayonnement thermique pour estimer la température corporelle. Le circuit intégré spécifique à l'application conçu par LMD contrôle les LED; capture et numérise les données de la photodiode, du capteur de pression et de la thermopile ; et communique avec le processeur du téléphone mobile.

Le V-Sensor peut s'intégrer à l'arrière d'un smartphone et est incurvé pour s'adapter au bout des doigts. Il offre une expérience utilisateur confortable et ergonomique. Pour mesurer la pression artérielle, l'utilisateur tient simplement le téléphone dans une prise naturelle, avec l'index sur le V-Sensor encastré à l'arrière du téléphone et le pouce sur l'écran avant. L'application e-Checkup guide l'utilisateur pour jouer avec l'écran en appuyant plus ou moins fort. Une mesure prend environ une minute. Aucun périphérique externe n'est requis ; un smartphone compatible e-Checkup fournit la solution complète.

L'application est l'interface entre le système d'exploitation du téléphone et le V-Sensor de LMD. Il prend en charge tout le traitement, y compris l'obtention des fonctionnalités du V-Sensor à partir de la base de données de LMD lors de sa première utilisation. La précision de la pression artérielle est dans le champ d'application de la norme ISO 81060-2, qui, pour le critère principal, est une erreur moyenne de <5 mmHg et un écart type de <8 mm. Toutes les mesures peuvent être prises n'importe où, n'importe quand, en moins de 60 secondes en suivant les instructions à l'écran et sans avoir besoin d'accessoires spéciaux ou d'étalonnage préalable.

Le capteur en question (un minuscule appareil de 15 mm de long à placer au dos d'un smartphone) permet non seulement de mesurer la tension artérielle mais, selon LMD, permet d'obtenir des mesures précises de la température corporelle, de la saturation en oxygène ( une mesure de la fonction pulmonaire), la fréquence cardiaque et la vitesse de respiration.

La recherche et le développement de LMD ont montré que les données du V-Sensor peuvent être combinées avec les données de l'accéléromètre dans le téléphone lorsqu'il est maintenu contre la poitrine pour trouver la synchronisation de la fonction cardiaque :temps d'expulsion ventriculaire gauche (LVET), synchronisation des valves aortique et mitrale, et de nombreux autres. D'autres mesures peuvent combiner des images de l'appareil photo du téléphone.

Un économiste de la santé a développé un modèle de Markov en utilisant des données empiriques pour estimer l'impact sur la santé de l'achat d'un téléphone qui mesure la tension artérielle. Il a montré qu'en moyenne, un jeune utilisateur gagnerait environ six mois de vie, et un utilisateur plus âgé gagnerait environ trois mois.

>> Cet article a été initialement publié le notre site frère, EE Times Europe.