Des capteurs électroniques tissés dans des tissus extensibles peuvent surveiller les signes vitaux

Revue par Emily Henderson, B.Sc.23 avr.2020

Les chercheurs du MIT ont développé un moyen d'intégrer des capteurs électroniques dans les tissus extensibles, leur permettant de créer des chemises ou d'autres vêtements qui pourraient être utilisés pour surveiller les signes vitaux tels que la température, la respiration et la fréquence cardiaque.

Les vêtements intégrés au capteur, lavables en machine, peuvent être personnalisés pour s'adapter près du corps de la personne qui les porte. Les chercheurs envisagent que ce type de détection pourrait être utilisé pour surveiller les personnes malades, à la maison ou à l'hôpital, ainsi que les athlètes ou les astronautes.

Nous pouvons avoir des pièces électroniques disponibles dans le commerce ou des appareils électroniques fabriqués en laboratoire personnalisés intégrés dans les textiles que nous portons tous les jours, créant des vêtements conformes. Celles-ci sont personnalisables, afin que nous puissions fabriquer des vêtements pour tous ceux qui ont besoin d'avoir des données physiques de leur corps comme la température, le rythme respiratoire, etc. « 

Canan Dagdeviren, professeur adjoint de développement de carrière LG Electronics en arts médiatiques et sciences au MIT

Dagdeviren est l'auteur principal d'un article décrivant le nouveau matériel aujourd'hui dans la revue npj Flexible Electronics. Irmandy Wicaksono, étudiant diplômé du MIT, est l'auteur principal de l'étude. Plusieurs étudiants de premier cycle du MIT ont également contribué à l'étude par le biais du programme de recherche de premier cycle.

Capteurs intégrés

D'autres groupes de recherche ont mis au point des plaques minces ressemblant à de la peau qui peuvent mesurer la température et d'autres signes vitaux, mais ceux-ci sont délicats et doivent être collés sur la peau. Le laboratoire de Dagdeviren a entrepris de créer des vêtements plus similaires aux vêtements que nous portons normalement, en utilisant un tissu extensible qui possède des capteurs électroniques amovibles intégrés.

« Dans notre cas, le textile n'est pas électriquement fonctionnel. C'est juste un élément passif de notre vêtement pour que vous puissiez porter les appareils confortablement et de manière conforme pendant vos activités quotidiennes », explique Dagdeviren. « Notre objectif principal était de mesurer l'activité physique du corps en termes de température, de respiration, d'accélération, le tout à partir de la même partie du corps, sans nécessiter de fixation ni de bande. »

Les capteurs électroniques sont constitués de longues bandes flexibles qui sont enveloppées d'époxy et ensuite tissées en canaux étroits dans le tissu. Ces canaux ont de petites ouvertures qui permettent aux capteurs d'être exposés à la peau. Pour cette étude, les chercheurs ont conçu un prototype de chemise avec 30 capteurs de température et un accéléromètre qui peuvent mesurer le mouvement, la fréquence cardiaque et la fréquence respiratoire du porteur. Le vêtement peut ensuite transmettre ces données sans fil à un smartphone.

Les chercheurs ont choisi leur tissu – un mélange de polyester – pour ses propriétés d'évacuation de l'humidité et sa capacité à se conformer à la peau, comme les chemises de compression portées pendant l'exercice. L'été dernier, plusieurs chercheurs ont passé du temps dans une usine de Shenzhen, en Chine, pour expérimenter la production en série du matériau utilisé pour les vêtements.

« De l'extérieur, cela ressemble à un T-shirt normal, mais de l'intérieur, vous pouvez voir les parties électroniques qui touchent votre peau », explique Dagdeviren. «Il se comprime sur votre corps et les parties actives des capteurs sont exposées à la peau.»

Les vêtements peuvent être lavés avec les capteurs intégrés, et les capteurs peuvent également être retirés et transférés vers un autre vêtement.

Surveillance à distance

Les chercheurs ont testé leurs prototypes de chemises en tant que porteurs d'exercices au gymnase, ce qui leur a permis de surveiller les changements de température, de fréquence cardiaque et de fréquence respiratoire. Parce que les capteurs couvrent une grande surface du corps, les chercheurs peuvent observer les changements de température dans différentes parties du corps et comment ces changements sont corrélés entre eux.

Les chemises peuvent être facilement fabriquées dans différentes tailles pour s'adapter à un éventail d'âges et de types de corps, dit Dagdeviren. Elle prévoit de commencer à développer d'autres types de vêtements, tels que des pantalons, et travaille à l'intégration de capteurs supplémentaires pour surveiller les niveaux d'oxygène dans le sang et d'autres indicateurs de santé.

Ce type de détection pourrait être utile pour la télémédecine personnalisée, permettant aux médecins de surveiller à distance les patients pendant qu'ils restent à la maison, dit Dagdeviren, ou de surveiller la santé des astronautes lorsqu'ils sont dans l'espace.

« Vous n'avez pas besoin d'aller chez le médecin ou de faire un appel vidéo », explique Dagdeviren. « Grâce à ce type de collecte de données, je pense que les médecins peuvent faire de meilleures évaluations et aider leurs patients d'une meilleure manière. »