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

L'Université d'État de l'Ohio, Columbus, OH. Le capteur proposé vise à aider les patients souffrant d'atrophie musculaire à surveiller les changements de leur santé de façon plus pratique. (Images : Getty Images)

Premier capteur portable pour atrophie musculaire

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

Condition impliquant perte de masse et force musculaire squelettique, l'atrophie peut survenir pour diverses raisons, mais est généralement effet secondaire de maladie dégénérative, vieillissement, ou inutilisation musculaire.

Alternative aux IRM fréquentes

Actuellement, les médecins s'appuient sur l'IRM pour évaluer si la taille et le volume musculaire d'un patient se sont détériorés, mais tests fréquents sont longs et coûteux.

Cependant, cette nouvelle étude publiée dans IEEE Transactions on Biomedical Engineering suggère qu'un capteur électromagnétique fait de « e-threads » conducteurs pourrait servir d'alternative à la surveillance fréquente par IRM.

Validation : moules 3D membres + bœuf haché

Pour valider leur travail, les chercheurs ont fabriqué des moules 3D de membres et les ont remplis de bœuf haché pour simuler le tissu du mollet d'un sujet humain moyen. Leurs résultats ont montré que le capteur pouvait mesurer de petits changements de volume dans la taille globale du membre et surveiller une perte musculaire jusqu'à 51 %.

« Idéalement, notre capteur proposé pourrait être utilisé par les prestataires de santé pour implémenter plus personnellement les plans de traitement et créer moins de fardeau pour le patient », dit Allyanna Rice, auteure principale et doctorante en génie électrique et informatique à Ohio State.

Origine : capteurs santé pour NASA

Première approche connue de surveillance d'atrophie par dispositif portable, l'étude s'appuie sur le travail antérieur de Rice créant des capteurs santé pour NASA. L'agence spatiale s'intéresse à surveiller la santé des astronautes de diverses façons, car passer beaucoup de temps dans l'espace a souvent effets néfastes sur le corps.

Les chercheurs passent des décennies à comprendre et combattre ces effets, et cette étude fut inspirée par l'objectif de trouver solutions aux problèmes de santé des astronautes.

Par exemple, si les scientifiques savent que même les membres d'équipage sur vols spatiaux courts peuvent subir jusqu'à 20 % de perte de masse musculaire et densité osseuse, il n'y a pas beaucoup de données sur l'effet de missions bien plus longues, dit Rice.

« Notre capteur est quelque chose qu'un astronaute en mission longue ou un patient à domicile pourrait utiliser pour suivre sa santé sans aide d'un professionnel médical », dit-elle.

Conception : deux bobines + conducteur e-threads zigzag

Mais créer un dispositif portable mesurant précisément de minuscules changements musculaires n'est pas simple. Rice et sa co-auteure Asimina Kiourti, professeure en génie électrique et informatique à Ohio State, ont conçu le dispositif avec deux bobines (une émettrice, une réceptrice) et un conducteur en e-threads courant le long du tissu en motif zigzag distinct.

Bien que le produit final ressemble à un brassard tensiomètre, Rice dit qu'à l'origine, trouver un motif permettant une large gamme de changements de taille de la boucle du capteur pour s'adapter à une grande partie de la population fut un défi.

« Quand nous avons proposé le capteur, nous n'avions pas réalisé qu'il nous faudrait un matériau extensible jusqu'à ce qu'on réalise que les membres allaient changer », dit-elle. « Nous avons besoin d'un capteur qui change et fléchit, mais qui soit aussi conformable. »

Après essais/erreurs, ils ont trouvé que coudre en ligne droite limitait l'élasticité de la manche, alors qu'un motif zigzag était idéal pour l'amplifier. Ce même motif novateur est la raison pour laquelle le capteur pourrait être extensible à multiples parties du corps ou plusieurs emplacement sur un même membre.

Prochaines étapes : appli mobile + intégration multi-capteurs

Bien que le portable soit encore à des années de l'implémentation, l'étude note que le prochain grand saut serait probablement de connecter le dispositif à une appli mobile, enregistrant et transmettant infos santé directement aux prestataires.

Pour améliorer la vie de futurs patients sur Terre et dans l'espace, Rice envisage de combiner le capteur avec d'autres dispositifs détectant/surveillant problèmes de santé, comme un outil pour détecter la perte osseuse.

« À l'avenir, nous voudrions intégrer plus de capteurs et encore plus de capacités avec notre portable », dit Rice. Ce travail fut soutenu par la NASA.

Pour plus d'informations, contacter Tatyana Woodall à l'adresse protégée.