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La lutte pour des mesures précises sur votre poignet
Les appareils portables sont de plus en plus avancés, mais la technologie d'aujourd'hui peut-elle vraiment mesurer notre santé ? 22 juin 2015
Jusqu'à récemment, je ne savais rien de la façon dont mon trajet à vélo d'environ 25 minutes à travers San Francisco - ou toute autre partie de ma journée, vraiment - affecte mon corps, à part le fait que j'arrive inévitablement au travail en sueur et un peu dehors de souffle quand je suis très pressé. Quelle est ma fréquence cardiaque ? Mes habitudes de sommeil l'affectent-elles ? Combien de calories est-ce que je brûle ?
Ces questions me sont venues à l'esprit car un certain nombre de trackers d'activité et de montres intelligentes ont fait leur apparition dans les magasins au cours des deux dernières années, promettant de suivre des informations telles que les pas, le sommeil, la fréquence cardiaque, l'exposition au soleil et les calories. Avec l'un de ces gadgets remplis de capteurs à mon poignet, je pourrais sûrement obtenir des informations précises sur mon corps.
Cette histoire faisait partie de notre numéro de juillet 2015
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C'est l'idée, du moins. Ces appareils pourraient vous donner plus de contrôle sur votre santé en facilitant la collecte de données précédemment non surveillées ou, comme dans le cas de la fréquence cardiaque, généralement recueillies uniquement au cabinet d'un médecin (et même rarement). Et ces appareils ne se contentent pas de suivre les données ; des entreprises comme Apple, Jawbone et Microsoft proposent des conseils basés sur ce que détectent les capteurs de leurs appareils portables portés au poignet. L'application Microsoft Health devrait bientôt avoir la possibilité de comparer le calendrier ou les informations de contact avec l'évaluation du Microsoft Band, par exemple, de votre fréquence cardiaque ou de votre niveau de conductance cutanée, une mesure de la capacité de votre peau à conduire l'électricité, qui a tendance à augmenter avec le stress.
L'Apple Watch et le Microsoft Band utilisent des capteurs optiques pour mesurer la fréquence cardiaque. Le Jawbone Up3, qui suit votre fréquence cardiaque au repos, utilise des capteurs de bioimpédance et plusieurs électrodes pour mesurer la résistance de votre peau à une petite quantité de courant électrique. Ces capteurs et d'autres dans les bandes sont adéquats pour mesurer les niveaux d'activité de routine, mais la technologie est-elle vraiment suffisamment précise pour transformer les appareils portables en outils médicaux numériques ?
Nous sommes à un point d'inflexion, ou transition, de la santé liée au mode de vie aux mesures médicales, déclare le cardiologue Eric Topol, professeur de génomique au Scripps Research Institute et fan de la technologie numérique de la santé. Pour Topol, l'objectif est clair : des appareils qui mesurent avec précision les signes vitaux du corps et surveillent même les problèmes de santé graves comme le diabète et les maladies cardiaques. Ce sont les paramètres médicaux où la précision devient fondamentale, dit-il.
Le test
À quelle distance sommes-nous de ces wearables ? J'ai testé la précision de quelques métriques mesurées au poignet, y compris la fréquence cardiaque. Pendant plusieurs jours, j'ai porté un Montre Apple et un Bande Microsoft en faisant du vélo pour se rendre au travail et en revenir. je portais aussi un Polar H7 Sangle de poitrine Bluetooth, qui est l'un des appareils grand public les plus précis pour mesurer la fréquence cardiaque. Les résultats variaient, et parfois ils variaient beaucoup. Les mesures de la fréquence cardiaque moyenne du groupe étaient systématiquement plus proches des résultats de la ceinture pectorale Polar, parfois à un ou deux battements par minute, mais elles pouvaient être décalées de 13 battements. L'Apple Watch, quant à elle, a donné jusqu'à 77 battements par minute différents de l'appareil Polar.
Les mesures des calories brûlées (quelque chose pour les trois bandes, y compris la piste Up3) étaient également quelque peu incohérentes ; lors d'un trajet matinal, par exemple, ils allaient de 143 à 187. Au total, l'expérience était loin de la vision de ces appareils en tant que sages numériques tirant des informations approfondies et précises des données qu'ils collectent, aidant les médecins à diagnostiquer les maladies, et finalement , peut-être même prédire les problèmes de santé ou les détecter avant qu'ils ne deviennent graves. Ce sont des objectifs difficiles à atteindre, pour plusieurs raisons. Bien que le poignet semble être un excellent point de départ pour détecter sur le corps et que nous ayons l'habitude de l'orner de montres et de bijoux, il est difficile de créer un appareil confortable et beau qui puisse résister à toutes sortes d'abus quotidiens. .
Et comme le corps de chacun est différent, le poignet n'est pas toujours un endroit idéal pour prendre des mesures précises. Vous pouvez fabriquer des millions de montres intelligentes identiques, mais vous avez des millions de personnes qui ne sont pas identiques. Il est vraiment difficile de trouver quelque chose de robuste parmi toutes ces personnes, déclare Chris Harrison, professeur adjoint d'interaction homme-machine qui dirige le Future Interfaces Group à l'Université Carnegie Mellon.
Harrison et d'autres experts disent que des bras trop poilus, en sueur, gros ou minces peuvent rendre difficile l'obtention d'une bonne lecture des capteurs optiques de fréquence cardiaque d'aujourd'hui, qui lisent le flux sanguin dans le poignet. Les tatouages peuvent aussi poser problème, comme Apple fait remarquer sur une page d'assistance pour l'Apple Watch, notant que l'encre peut empêcher la lumière d'atteindre le capteur. Tout à coup, cela se traduit par des milliers d'utilisateurs, qui vont tous être mécontents et dire que cela ne fonctionne pas parce que cela ne fonctionne pas pour eux, dit Christian Holtz , un chercheur sur l'interaction homme-machine chez Yahoo Labs qui se concentre sur la miniaturisation des appareils mobiles.
Au-delà du suivi de l'entraînement
Il y a de l'espoir pour des appareils portables qui prennent réellement les types de mesures qui seraient utiles pour la surveillance de la santé. Mais réaliser cet espoir signifiera probablement passer à des technologies radicalement nouvelles. Et cela impliquera certainement de développer des appareils capables de prendre une plus grande variété de mesures.
Chez Quanttus, une start-up de Cambridge, dans le Massachusetts, des chercheurs construisent un appareil porté au poignet pour suivre la fréquence cardiaque, la respiration et la pression artérielle au moyen d'un ballistocardiogramme, qui utilise un capteur pour mesurer les tout petits mouvements de votre corps à chaque fois que vous le cœur pompe le sang. Lors d'une conférence fin avril, le cofondateur et PDG Shahid Azim a déclaré que la société était intéressée par la sortie d'un certain nombre de bracelets d'ici la fin de l'année. Le cofondateur et directeur scientifique David He dit qu'il est encore en train d'affiner la technologie.
Une fois que nous pourrons déterminer les mesures de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle, pense-t-il, nous pourrons peut-être surveiller la plupart des signes vitaux cardiovasculaires avec des appareils portables. Cela pourrait être une aubaine, non seulement pour les applications de fitness et ceux qui veulent garder un œil sur leur propre santé, mais aussi pour les médecins qui veulent des moyens non invasifs de garder un œil sur les patients à un niveau actuellement possible uniquement dans un hôpital.
Une autre startup basée à Cambridge, Empatica, crée un bracelet qui mesure les sauts de conductance cutanée pour déterminer quand le porteur a une crise, afin qu'il puisse alerter quelqu'un pour qu'il surveille la personne. Cependant, Empatica n'est pas encore en mesure de prédire les crises et n'a pas non plus publié son produit.
La fabrication de ces produits prend beaucoup de temps. Les tests, les simulations, la modélisation, le prototypage et la résolution de problèmes sont tous plus étendus lorsque vous devez vous assurer que les appareils peuvent répondre aux exigences de l'usure quotidienne, telles que l'exposition fréquente à la sueur et à l'eau. C'est beaucoup plus que ce que vous attendez normalement de vos appareils électroniques. Mais si les entreprises éliminent ces obstacles, être capable de détecter en permanence des éléments tels que la pression artérielle et la conductivité cutanée peut également ouvrir la porte à la quantification du stress et de l'humeur, car elles permettront de collecter des données sur votre corps dans toutes sortes de situations.
Et nous n'en sommes qu'aux premiers stades de la compréhension de tout ce que nous pouvons faire avec des capteurs sur la peau. Au cours des prochaines années, les capteurs non invasifs pourraient devenir utiles pour d'autres données biométriques qui ne peuvent actuellement être suivies qu'avec des processus invasifs. Il pourrait être possible de surveiller la glycémie avec des lectures cutanées plutôt qu'avec une piqûre d'aiguille, ce qui serait utile aux personnes atteintes de diabète.
En fait, des chercheurs travaillent sur ce problème particulier à l'Université de Californie à San Diego. Ils ont développé un tatouage temporaire, imprimé avec des électrodes et enduit d'une solution enzymatique, capable de mesurer les niveaux de glucose. Joseph Wang, directeur du Center for Wearable Sensors de l'UCSD, travaille sur la technologie depuis cinq ans. Il dit qu'il faudra encore au moins deux ans avant qu'il ne soit commercialisé - initialement, il s'attend, sous la forme d'un tatouage temporaire à usage unique, puis avec des tatouages qui peuvent mesurer le glucose du porteur toutes les 20 ou 40 minutes pendant une journée ou une semaine. Topol pense que toutes sortes de données précises arrivent ; C'est juste une question de temps. Nous avons encore du chemin à parcourir, mais en fin de compte, c'est quelque chose pour quoi les machines sont vraiment très bonnes, dit-il. Et les algorithmes peuvent être développés où pour chaque personne, il pourrait s'agir d'un assistant médical virtuel. Étant donné que les bracelets d'aujourd'hui bégayent encore lors de la mesure de la fréquence cardiaque pendant un entraînement, de telles applications semblent hors de portée. Mais les recherches de Quanttus, Empatica et UCSD suggèrent que de nouvelles approches basées sur des technologies bien au-delà des capteurs optiques conventionnels pourraient enfin transformer les appareils portés au poignet en outils de surveillance de la santé générale.