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Surveiller le cœur sans manquer un battement
Un nouveau patch cardiaque sans fil pourrait permettre aux médecins de surveiller en permanence le cœur des patients et d'enregistrer des électrocardiogrammes (ECG) pendant leurs déplacements. De tels moniteurs continus hautement portables pourraient aider les médecins à traiter les patients cardiaques, et ils pourraient bientôt devenir des outils essentiels pour diagnostiquer les conditions chez des personnes par ailleurs en bonne santé, selon les développeurs de l'appareil.
Surveillance flexible : Des chercheurs néerlandais ont conçu un patch cardiaque sans fil flexible qui pourrait aider à prévenir les maladies graves en détectant les premiers symptômes de troubles cardiaques grâce à une surveillance continue. Le moniteur, illustré ici, se compose d'une carte de circuit imprimé flexible de seulement 60 millimètres de long et 20 millimètres de large qui contient tous les circuits nécessaires pour détecter et transmettre les données d'électrocardiogramme (EKG) jusqu'à 10 mètres.
Développé par des chercheurs du Centre Micro-Electronique Interuniversitaire (IMEC), un institut de recherche indépendant en nanotechnologie à Eindhoven, aux Pays-Bas, le dispositif autocollant flexible est une variante d'un moniteur Holter, un outil ECG portable actuellement utilisé par les cardiologues pour aider à évaluer et diagnostiquer leurs patients. Mais les moniteurs Holter nécessitent qu'un certain nombre d'électrodes soient collées au corps et connectées, via un enchevêtrement de fils, à un appareil d'enregistrement encombrant porté à la hanche.
En revanche, le nouvel appareil se colle simplement sur la poitrine du patient et envoie sans fil les signaux électriques détectés du cœur à un récepteur semblable à une carte de crédit. Ces signaux peuvent être analysés et utilisés pour déclencher une alarme en tant qu'avertissement précoce lorsque des rythmes cardiaques dangereux ou des arythmies sont détectés, explique Bert Gyselinckx, directeur du programme de solutions de transducteurs autonomes sans fil d'IMEC. Par exemple, l'appareil pourrait être utilisé pour alerter les services d'urgence des problèmes rencontrés par les patients cardiaques âgés qui vivent seuls.
Le nouvel appareil se compose d'un circuit imprimé flexible de seulement 60 millimètres de long et 20 millimètres de large qui contient tous les circuits pour détecter et transmettre le signal ECG jusqu'à 10 mètres. La carte flexible se glisse dans un patch Lycra avec trois points de contact collants qui agissent comme des électrodes ECG. Des fils courts à l'intérieur de la pochette relient les points de contact à la carte de circuit imprimé via des prises encliquetables. Cela facilite la fixation des électrodes, explique Gyselinckx.
Le signal est envoyé au récepteur à l'aide d'un émetteur sans fil standard, qui utilise une technologie similaire à Bluetooth mais à une puissance beaucoup plus faible, explique Gyselinckx. Le récepteur est une carte à puce, une carte au format de poche avec un circuit intégré intégré, qui intègre également une batterie fine. Cela ressemble à une carte de crédit, dit Gyselinckx. La carte peut stocker les données ECG sur un périphérique de mémoire flash intégré de deux gigaoctets, ou elle peut être connectée à un ordinateur de poche ou à un téléphone portable pour relayer les données vers une clinique.
Il y a une tendance générale à rendre les appareils de surveillance cardiaque sans fil parce qu'ils sont tellement plus faciles à utiliser, dit Mike Kingsley , directeur des laboratoires de physiologie de l'exercice à l'Université de Swansea, au Pays de Galles.
Déjà, il existe des produits grand public qui surveillent le cœur et envoient le signal sans fil à une montre. Mais ces produits ne détectent que la fréquence cardiaque, en termes de battements par minute, explique Kingsley. Un ECG vous donne beaucoup plus d'informations sur la façon dont le courant électrique circule dans le cœur, dit-il. Un cardiologue peut utiliser ces données pour déterminer la morphologie et le comportement du cœur, deux éléments essentiels pour établir un diagnostic.
De nombreux hôpitaux ont commencé à installer des systèmes de suivi des patients ECG sans fil, explique Gyselinckx, afin de garder un œil sur leurs patients et de les localiser s'ils ont des problèmes. Mais de tels systèmes ne représentent guère plus que des moniteurs Holter connectés à un système de suivi de l'hôpital central qui surveille les allées et venues des patients et les ECG.
L'appareil IMEC a des limites : dans sa forme actuelle, il ne peut pas enregistrer autant d'activité électrique du cœur qu'un ECG clinique peut le faire. Cela ne vous donne pas une image globale du cœur – seulement un instantané, dit Kingsley.
Néanmoins, il est toujours très utile car il permet de détecter tous les événements arythmiques, explique Hans Stromeyer, médecin-chef de Monébo , à Austin, TX, qui a développé un appareil ECG sans fil qui se porte comme une ceinture. Et la surveillance continue peut détecter des événements dont le patient ne sera pas au courant, dit-il. Cela a un énorme potentiel en médecine préventive car cela peut aider les médecins à détecter et à traiter les maladies cardiaques graves avant qu'elles ne progressent et ne causent des dommages irréparables.
En effet, l'équipe IMEC développe le patch cardiaque dans le cadre d'un projet plus vaste, appelé Human++, visant à concevoir des technologies de télémédecine pour la santé préventive. La surveillance continue des signes vitaux de personnes par ailleurs en bonne santé dans la population générale pourrait permettre aux médecins de prévenir une variété de maladies graves grâce à une détection précoce, explique Gyselinckx.
La surveillance et le diagnostic sans fil à domicile commencent déjà à se produire, dit Stromeyer. Il a démontré son utilité dans le rétablissement à long terme et est beaucoup moins cher que la réadaptation hospitalière.
L'utilisation de moniteurs cardiaques portables pour faciliter les essais de médicaments suscite également un grand intérêt. En effet, une section de la trace ECG, connue sous le nom de segment QT, s'est avérée être un bon indicateur des modifications de l'activité cardiaque causées par la toxicité des médicaments, explique Stromeyer. Des moniteurs hautement portables tels que le dispositif IMEC pourraient être particulièrement utiles dans une telle application.
Mais pour l'instant, l'équipe IMEC travaille pour permettre à l'appareil d'enregistrer autant de données qu'un ECG clinique peut le faire. L'équipe travaille également à rendre le patch plus souple avec une combinaison d'électronique organique flexible et d'électronique en silicium à couche mince, dans le but d'obtenir une licence pour la technologie.