Comment un nouveau patch pour la peau intelligente utilise les vibrations pour suivre votre santé

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Les accessoires vestimentaires sont si courants de nos jours que nous ne leur donnons que rarement des doutes. Cependant, dans FitBits et Apple Watch, il existe plusieurs petits capteurs sensibles qui surveillent vos pas, votre fréquence cardiaque, votre sommeil et, avec votre entrée, même vos cycles menstruels. Des montres intelligentes qui "te regarde"Ils sont suffisamment précis pour Apple, par exemple, s'associe avec Université de Stanford à un essai clinique massif pour voir si les données recueillies avec la montre peuvent identifier des rythmes cardiaques anormaux, y compris ceux qui endommagent gravement les vaisseaux sanguins du cœur.

Cependant, à l'échelle technologique, les appareils portables en sont encore à leurs balbutiements dans la quantité de données qu'ils collectent. L'augmentation de l'IA a promis un changement de paradigme dans la médecine préventive et personnalisée: fournissez à l'algorithme des données suffisantes et bien étiquetées, et un jour il pourra détecter des chutes dangereuses, des problèmes de déglutition, des crises cardiaques ou même des changements de votre voix qui pourraient indiquer apparition de dépression, de Parkinson et d'autres troubles inquiétants.

Les appareils portables actuels ne sont pas à la hauteur de cette tâche. Cependant, il pourrait s'agir d'un nouveau patch cutané expérimental.

Cette semaine, une équipe dirigée par le Dr John Rogers de la Northwestern University à Chicago a décrit un patch intelligent qui pourrait apparemment suivre presque toutes les vibrations générées par son corps. Nous ne parlons pas seulement de pas ou d'autres mouvements, comme la marche ou les étirements. Le patch souple, pas beaucoup plus grand qu'un pansement, utilise des accéléromètres à large bande passante qui captent également les mouvements internes délicats et minuscules dans le corps.

En d'autres termes, presque toutes les fonctions corporelles qui provoquent un changement mécanique de vos tissus et organes sont hypothétiquement traçables avec le patch: mouvements, orientation corporelle, déglutition, respiration, rythmes cardiaques, vibrations vocales et sommeil.

Ce n'est pas tout. "De par leur conception, les technologies et les méthodes décrites ici correspondent bien aux pratiques de fabrication et aux composants commerciaux actuels, offrant ainsi un haut niveau de préparation technologique", ont écrit les auteurs. dans son rôle, publié dans Génie biomédical de la nature. La combinaison de plusieurs accéléromètres de sensibilités différentes, ou l'ajout de moniteurs de glycémie ou d'appareils qui déduisent le niveau d'oxygène dans le sang, élargira encore la portée médicale du patch.

Un portable pour les gouverner tous? Pas encore, mais c'est peut-être la direction dans laquelle nous nous dirigeons.

Bonnes vibrations

Rogers n'est pas nouveau dans le domaine de la surveillance de la santé. Inventions de seulement les trois dernières années ils comprennent des filaments injectables qui surveillent l'activité cérébrale en utilisant l'électricité et la lumière, des capteurs cutanés pour cartographier la pression et la température de tout le corps, des appareils sans fil et sans batterie pour capturer les niveaux d'oxygène dans le sang et des appareils plus exotiques pour prélever des échantillons de sueur . Son laboratoire a un œil particulièrement sur l'électronique douce, de faible puissance ou sans puissance qui s'adapte aux formes irrégulières du corps afin qu'elles puissent capturer en continu des données physiologiques.

Ces inventions ne sont pas seulement pour le plaisir. Une idée importante en médecine préventive et personnalisée est de mesurer en continu la santé d'une personne à travers une myriade de biomarqueurs, au lieu de se joindre aux visites disparates d'un médecin dans un film sur la santé d'une personne. Plus nous avons de données, selon l'idée, mieux nous pouvons former les systèmes d'IA à fournir des services de surveillance de la santé à l'extérieur de l'hôpital au cours des routines quotidiennes régulières. Les meilleurs vêtements portables peuvent être ceux qui disparaissent silencieusement de la pensée consciente.

Traduction? Le gadget doit mesurer quelque chose auquel nous ne pensons pas souvent. Les signaux mécano-acoustiques en font partie. Ces signaux capturent le mouvement et le son, des grands mouvements des membres lorsque nous marchons jusqu'aux petits tremblements de nos cordes vocales. Normalement, ces signaux sont mesurés à l'aide de stéthoscopes encombrants ou d'accéléromètres rigides et de microphones physiquement attachés au corps, ou même collés sur la peau avec de la cire, ce qui n'est pas exactement agréable pour un usage quotidien.

Patch cutané

Le nouveau patch utilise des accéléromètres miniaturisés de faible puissance et une batterie, tous deux intégrés dans un gel de silicone flexible comme un sandwich. Les contrôleurs de charge et les microcontrôleurs qui dirigent les composants de stockage et de communication, notamment un module Bluetooth et une mémoire flash, sont également cachés dans le patch. Cela permet au patch de communiquer sans fil avec une application pour smartphone et de se charger par induction, ont expliqué les auteurs.

Les composants sont connectés par des câbles en cuivre extensibles, ainsi que des régulateurs tels que des amplificateurs, des résistances et des condensateurs pour augmenter le signal. Les morceaux de "pain" du sandwich sont en élastomère de silicium épais, la couleur de la peau, qui s'étire et se tord avec le corps. Ensemble, le patch peut mesurer des fréquences de vibration et de son allant de 0 à 1 600 Hertz, ce qui couvre la plupart des organes du corps.

Voici la partie étrange: au lieu de coller au poignet comme une montre portable, le patch fonctionne mieux lorsqu'il est placé dans la gorge creuse. Le placement peut être non conventionnel, selon l'équipe, mais il s'agit d'un "emplacement anatomique unique" pour enregistrer les vibrations qui proviennent du cœur, des poumons ou du tube digestif à travers de grandes fréquences.

"Nous avons constaté que l'encoche fonctionne bien chez les sujets sains lorsqu'ils sont encore et participent à diverses activités, telles que le saut et la marche, quels que soient leur âge, leur sexe, leur race ou leur taille", a expliqué l'équipe.

Vérifier

Dans des études en laboratoire avec des environnements contrôlables, le patch a pu capturer simultanément une longue liste de mesures physiologiques. La fréquence cardiaque et les variations de son rythme étaient un jeu d'enfant. Les signaux mécaniques de l'air circulant dans la trachée ont également permis au patch de capturer des données pour avaler, parler, respirer, tousser, soupirer et ronfler.

Cependant, le patch a même pu capturer et traiter des signaux vocaux, marquant le début et la fin de chaque fois qu'une personne parlait. contrairement à une étude précédente, l'équipe n'a pas mentionné si le patch était capable de déchiffrer chaque mot.

Les tests sur le terrain dans des conditions quotidiennes ont tout aussi bien fonctionné. Lorsqu'il est utilisé dans une classe de spin, par exemple, le patch peut capturer avec précision la fréquence cardiaque et les cycles respiratoires. Tout en supervisant un dîner, l'appareil portable signalait chaque fois qu'une personne parlait ou avalait.

Enfin, dans un laboratoire du sommeil, le patch a pu surveiller les petits mouvements du corps qui ont permis de calculer la position particulière du sommeil de la personne à tout moment, tout en surveillant sa fréquence cardiaque et en mesurant les cycles de sommeil. Bien que cela puisse sembler assez effrayant, l'appareil pourrait un jour être utilisé chez les nouveau-nés, par exemple, pour alerter les parents des signes de sommeil anormal ou même des précurseurs du SMSN (syndrome de mort subite du nourrisson). Bien que nous n'en soyons pas encore là, le patch offre une idée de ce qui pourrait arriver.

Mesurer tout

L'appareil, ou ses variantes, n'est pas loin du marché, et les entreprises de consommation devraient en prendre note. L'adoption d'une surveillance étendue de la santé dans notre vie quotidienne présente des avantages absolus. En utilisant les données des capteurs, les médecins d'un hôpital éloigné peuvent établir un diagnostic rapide et précis. Des épisodes soudains et limités de respiration rapide et superficielle peuvent suggérer qu'un patient sujet à l'anxiété souffre d'une crise de panique, ou un changement dans les schémas vocaux pourrait signifier l'apparition de troubles de santé mentale. Dans les situations d'urgence telles que les crises cardiaques, le patch pourrait sauver des vies.

Mais comment Projet Google Nightingale Montrez clairement que la vie privée doit être au premier plan de l'esprit de chacun. À l'insu des patients, Google s'est associé à des installations d'Ascension dans 21 États pour accumuler des dossiers de santé personnels sans consentement. Imaginez les données que les compagnies d'assurance et de technologie, ou même le gouvernement, pourraient tirer parti des appareils portables, avec ou sans consentement, si le correctif est mis en œuvre sans politiques de confidentialité strictes facilement lisibles par ses utilisateurs.

Lorsqu'il est connecté à des moniteurs d'oxygène ou de glycémie, le patch a le potentiel d'être un puissant ange gardien universel pour «surveiller tout le monde» pour notre santé au niveau de la population. Mais l'aspect pratique ne devrait pas être votre seul objectif. L'intimité s'agrandit.

Crédit d'image: image par Gerd Altmann de Pixabay

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