L'État de l'Ohio lance le premier capteur portable pour la surveillance de l'atrophie musculaire en temps réel

Université d'État de l'Ohio, Columbus, Ohio

Le capteur proposé vise à aider les patients souffrant d’atrophie musculaire à surveiller plus facilement les changements dans leur état de santé. (Images : Getty Images)

Des chercheurs de l'Ohio State University ont fabriqué le premier capteur portable conçu pour détecter et surveiller l'atrophie musculaire.

Affection impliquant une perte de masse et de force des muscles squelettiques, l'atrophie musculaire peut survenir pour diverses raisons, mais elle est généralement un effet secondaire d'une maladie dégénérative, du vieillissement ou de la désuétude musculaire.

Alors que les médecins s'appuient actuellement sur l'IRM pour évaluer si la taille et le volume musculaire d'un patient se sont détériorés, des tests fréquents peuvent prendre du temps et être coûteux.

Cependant, cette nouvelle étude publiée dans la revue IEEE Transactions on Biomedical Engineering suggère qu'un capteur électromagnétique constitué de «fils électroniques» conducteurs pourrait être utilisé comme alternative à une surveillance fréquente par IRM.

Pour valider leurs travaux, les chercheurs ont fabriqué des moules de membres imprimés en 3D et les ont remplis de bœuf haché pour simuler le tissu du mollet d'un sujet humain de taille moyenne. Leurs résultats ont montré qu'ils étaient en mesure de démontrer que le capteur pouvait mesurer des changements de volume à petite échelle dans la taille globale des membres et surveiller une perte musculaire allant jusqu'à 51 %.

"Idéalement, le capteur proposé pourrait être utilisé par les prestataires de soins de santé pour mettre en œuvre de manière plus personnelle les plans de traitement des patients et créer moins de fardeau pour les patients eux-mêmes", a déclaré Allyanna Rice, auteur principal de l'étude et chercheuse diplômée en génie électrique et informatique à l'Ohio State University.

Première approche connue pour surveiller l’atrophie musculaire à l’aide d’un appareil portable, l’étude s’appuie sur les travaux antérieurs de Rice dans la création de capteurs de santé pour la NASA. L'agence spatiale souhaite surveiller la santé des astronautes de diverses manières, car passer beaucoup de temps dans l'espace peut souvent avoir des effets néfastes sur le corps humain.

Les chercheurs ont passé des décennies à essayer de comprendre et de combattre ces effets, et cette étude a été inspirée par l'objectif de trouver des solutions aux problèmes de santé auxquels sont confrontés les astronautes.

Par exemple, même si les scientifiques savent que même les membres d'équipage effectuant de courts vols spatiaux peuvent subir une perte allant jusqu'à 20 % de leur masse musculaire et de leur densité osseuse, il n'existe pas beaucoup de données sur les effets que le fait de vivre dans l'espace pour des missions beaucoup plus longues pourrait avoir sur leur corps, a déclaré Rice.

"Notre capteur est quelque chose qu'un astronaute en mission longue ou un patient à la maison pourrait utiliser pour suivre son état de santé sans l'aide d'un professionnel de la santé", a-t-elle déclaré.

Mais créer un appareil portable capable de mesurer avec précision des changements musculaires infimes dans le corps humain est plus facile à dire qu’à faire. Rice et son co-auteur Asimina Kiourti, professeur de génie électrique et informatique à l'Ohio State, ont conçu l'appareil pour qu'il fonctionne en utilisant deux bobines, une qui transmet et une qui reçoit, ainsi qu'un conducteur constitué de fils électroniques qui courent le long du tissu selon un motif en zigzag distinct.

Bien que le produit final ressemble à un brassard de tensiomètre, Rice a déclaré qu'à l'origine, il était difficile de trouver un modèle qui permettrait un large éventail de changements dans la taille de la boucle du capteur afin qu'il puisse s'adapter à une grande partie de la population de patients.

"Lorsque nous avons proposé le capteur pour la première fois, nous n'avions pas réalisé que nous aurions besoin d'un matériau extensible jusqu'à ce que nous réalisions que les membres de la personne allaient changer", a-t-elle déclaré. "Nous avons besoin d'un capteur capable de changer et de s'adapter, mais il doit également être conforme."

Après quelques essais et erreurs, ils ont découvert que même si la couture en ligne droite limitait l’élasticité de la manche, un motif en zigzag était idéal pour l’amplifier. Ce même nouveau modèle est la raison pour laquelle le capteur peut être évolutif sur plusieurs parties du corps différentes ou même sur plusieurs emplacements sur le même membre.

Bien que le portable soit encore loin d'être mis en œuvre dans des années, l'étude note que la prochaine étape majeure serait très probablement de connecter l'appareil à une application mobile, qui pourrait être utilisée pour enregistrer et transmettre des informations sur la santé directement aux prestataires de soins de santé.

Et pour améliorer la vie des futurs patients sur Terre et dans l'espace, Rice a hâte de combiner le capteur avec d'autres types d'appareils pour détecter et surveiller les problèmes de santé, comme un outil pour détecter la perte osseuse.

"À l'avenir, nous aimerions intégrer davantage de capteurs et encore plus de capacités à nos appareils portables", a déclaré Rice. Ce travail a été soutenu par la NASA.

Pour plus d'informations, contactez Tatyana Woodall à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le visualiser..