Solutions basées sur des capteurs pour la mesure des signes vitaux

Nous avons parcouru un long chemin depuis les jauges de pression de carburant et d'huile dans les véhicules, et maintenant chaque fonctionnalité est instrumentée et enregistrée, afin que nous puissions diagnostiquer les défauts après leur apparition et même les anticiper, mais nous avons mis du temps à faire de même pour notre corps.
(Source :LMD)

Nos voitures sont pleines de capteurs - nous avons parcouru un long chemin depuis la jauge de carburant et la pression d'huile et maintenant chaque fonction est instrumentée et enregistrée, nous pouvons donc non seulement diagnostiquer les défauts après qu'ils se soient produits, mais aussi les anticiper. De plus en plus, nous faisons de même avec nos maisons, avec des maisons intelligentes qui s'adaptent à la météo et optimisent leur utilisation des ressources. Mais nous avons mis du temps à faire de même pour notre corps.

La première génération de capteurs personnels pour la santé n'était guère plus que des jouets. Ils mesuraient ce qui était facile à sentir, pas ce qui est utile à savoir. Les gens travaillent dur pour trouver des marqueurs médicalement significatifs dans les données qu'ils collectent, mais c'est mettre la charrue avant les bœufs – collecter des données puis trouver une utilisation plutôt que de dire ce dont nous avons besoin puis de le mesurer. De plus, il y a une bonne raison pour laquelle la FDA et la marque européenne CE fixent un seuil aussi élevé pour un dispositif médical. L'histoire est pleine d'huile de serpent, et les médecins sont à juste titre sceptiques quant à une montagne de données provenant d'un appareil de provenance inconnue.

Figure 1 :Trace ECG de l'auteur à Kardia. (Source :par l'auteur de l'application mobile Kardia d'AliveCore)

Le changement est arrivé en premier avec Alivecor (maintenant appelé Kardia) qui a développé un ECG à une dérivation qui se connecte à un téléphone mobile. J'ai fait cet enregistrement sur mon Kardia en écrivant cet article - et avant que tous les cardiologues ne m'appellent, je sais que j'ai quitté le bloc de branche. Je suis détendu car je peux le vérifier régulièrement et confirmer qu'il n'a pas changé.

Nous commençons maintenant à voir d'autres véritables dispositifs médicaux qui exploitent des capteurs et la capacité de nos téléphones à analyser leurs données. HealthyIO a un produit très élégant qui analyse la couleur des jauges d'urine à l'aide de l'appareil photo d'un smartphone. Son astuce géniale est de fournir un nuancier de référence qui permet de calibrer la caméra et l'éclairage à chaque fois. Le résultat est un dispositif médical homologué qui correspond à la précision d'un colorimètre de laboratoire coûteux mais qui est déjà dans votre poche.

Figure 2 :Système de colorimètre pour smartphone HealthyIO. (Source :Healthy.IO)

La prochaine génération sera constituée de capteurs de qualité médicale intégrés au téléphone, gratuits pour l'utilisateur, comme l'appareil photo ou le GPS. Mon entreprise a développé le V-Sensor, qui mesure la pression artérielle, la température, l'oxygène dans le sang, la fréquence respiratoire et le pouls dans un appareil de la taille d'une cacahuète et coûtant quelques dollars. Compatible Bluetooth et conçu pour fonctionner avec notre application e-Checkup, le V-Sensor est un dispositif médical de classe II (IIa en Europe). Le V-Sensor est conçu pour être intégré à un téléphone lorsque celui-ci est fabriqué mais, en raison de la façon dont il s'interface, le téléphone ne devient pas lui-même un appareil médical.

Figure 3 :Intégré dans un smartphone, le LMD V-Sensor fonctionne avec l'application LMD e-Checkup pour fournir des mesures de signes vitaux comme d'autres capteurs de smartphone tels que les accéléromètres prennent en charge les applications de localisation. (Source :LMD)

En plus d'être particulièrement petit et abordable, il dispose d'un moyen novateur et breveté de mesurer l'absolu pression artérielle. L'hypertension artérielle est un tueur; en moyenne, une personne meurt toutes les 4 secondes parce que sa tension artérielle est élevée. Il peut être facilement traité si vous savez que vous l'avez . C'est pourquoi la mesure absolue est si importante - de nombreux appareils essaient d'estimer le changement dans votre tension artérielle de la façon dont le pouls se déplace le long de l'artère, mais ils doivent tous être calibrés souvent avec un brassard. Si vous avez un brassard, vous avez déjà constaté que vous souffrez d'hypertension artérielle et que vous n'avez pas besoin de l'appareil. Notre approche est différente, car nous imitons exactement ce que le brassard fait depuis plus de 100 ans.

Comme un brassard, on mesure la pression appliquée sur l'artère qui équilibre juste la pression dans l'artère, avec la torsion que l'on mesure sur le bout du doigt et en vous demandant d'appuyer plus ou moins fort pour créer la pression nécessaire. Cette approche nécessite une grande puissance de calcul, à la fois pour communiquer avec l'utilisateur afin de collecter les données et pour analyser les données afin de trouver les pressions artérielles systolique et diastolique correctes, mais un processeur 2 GHz dans le téléphone peut le fournir. Mais cela en vaut la peine - le brassard a survécu à tous ses inconvénients car il est précis et il fonctionne, tout comme notre solution.

Voir aussi :
• Le capteur pourrait laisser le smartphone mesure les signes vitaux
• Des capteurs spécialisés prennent en charge les appareils portables de soins de santé

Nous avons conçu le dispositif pour la production de masse, y compris le test automatisé et la caractérisation des capteurs, et avons établi une capacité de fabrication. En tant que dispositif médical, cela doit passer par le processus complet pour obtenir un marquage CE et pour l'autorisation de la FDA, de la NMPA en Chine et de tous les autres régulateurs et nous construisons les dossiers d'information pour cela.

Que ce soit dans un téléphone ou dans un appareil portable ou autonome relié à un téléphone ou à un ordinateur par Bluetooth, cela fournit les cinq signes vitaux de base pour tout le monde. Mais il fait bien plus. Notre ASIC comprend un ECG à une dérivation, comme le Kardia, qui mesure entre le bout du doigt et les doigts de l'autre main. À partir de nos données mesurées, nous pouvons trouver la rigidité des artères et le débit cardiaque - la quantité de sang pompée à chaque battement. En exploitant d'autres capteurs déjà présents dans le téléphone, comme l'accéléromètre, nous pouvons détecter la synchronisation des valves cardiaques et la dynamique des mouvements cardiaques. En suivant les mesures au fil du temps, nous espérons pouvoir détecter avant qu'elles ne deviennent critiques de nombreuses conditions, de l'arrêt cardiaque soudain au COVID-19.

Les futures versions du V-Sensor auront d'autres capacités, dont certaines ont déjà été brevetées et prêtes à être développées. Et, autant que nous le voudrions, nous ne sommes pas les seuls sur le marché. La course est une course pour transformer chaque téléphone et chaque appareil portable en un véritable appareil médical, autorisé par les régulateurs et mesurant les signes vitaux qui sous-tendent le diagnostic et la surveillance.