Un nouveau dispositif médical flexible et portable pourrait donner un coup de pouce majeur à la lutte contre les maladies cardiaques, la principale cause de décès aux États-Unis.
Une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université du Texas à Austin a mis au point un tatouage électronique ultra fin et léger, ou e-tatouage, qui se fixe sur la poitrine pour une surveillance cardiaque continue et mobile en dehors d’un cadre clinique. Il comprend deux capteurs qui, ensemble, fournissent une image claire de la santé cardiaque, donnant aux cliniciens une meilleure chance de détecter rapidement les signaux d’alerte des maladies cardiaques.
La plupart des maladies cardiaques ne sont pas très évidentes. Les dégâts se font en arrière-plan et nous ne le savons même pas. Si nous pouvons avoir une surveillance mobile continue à domicile, alors nous pouvons faire un diagnostic et un traitement précoces, et si cela peut être fait, 80 % des maladies cardiaques peuvent être évitées. »
Nanshu Lu, professeur au Département de mécanique aérospatiale et d’ingénierie et auteur principal de l’étude
L’étude est publiée dans Matériaux électroniques avancés.
Dans la continuité d’un précédent projet de tatouage électronique sur la poitrine, cette nouvelle version est sans fil et mobile, ce qui est rendu possible par une série de petits circuits actifs et de capteurs soigneusement disposés et reliés par des interconnexions extensibles et se conforme à la poitrine via un pansement médical. Les appareils transparents sont beaucoup moins intrusifs que les autres systèmes de surveillance et plus confortables pour les patients.
Actuellement, il n’existe pas de solution prête pour une surveillance confortable à long terme en dehors du cadre clinique. Les cliniciens peuvent effectuer des tests sur les patients lors de leur visite, mais ils peuvent ne pas détecter certains problèmes cardiaques car les signes de la maladie ne sont pas présents à ce moment-là.
L’e-tattoo ne pèse que 2,5 grammes et fonctionne sur une batterie de la taille d’un sou. La batterie a une autonomie de plus de 40 heures et peut être changée facilement par l’utilisateur.
Il fournit deux mesures cardiaques clés. L’électrocardiogramme, ou ECG, est le signal électrique du cœur. Et le sismocardiogramme, ou SCG, est le signal acoustique du cœur qui provient des valves cardiaques.
L’ECG peut être mesuré par des appareils mobiles tels qu’une Apple Watch. Et le SCG peut être surveillé via un stéthoscope. Mais il n’y a pas de solution mobile qui se rapproche d’un stéthoscope ou qui prend les deux mesures.
« Ces deux mesures, électriques et mécaniques, peuvent fournir ensemble une image beaucoup plus complète et complète de ce qui se passe avec le cœur », a déclaré Lu. « Il existe de nombreuses autres caractéristiques cardiaques qui pourraient être extraites des deux signaux mesurés de manière synchrone de manière non invasive. »
La surveillance de ces deux facteurs et leur synchronisation permettent de mesurer les intervalles de temps cardiaques, qui sont un indicateur majeur des maladies cardiaques et d’autres problèmes.
Les chercheurs ont déjà testé l’appareil sur cinq patients en bonne santé dans leur environnement quotidien, avec un faible taux d’erreur dans les mesures par rapport aux options de surveillance actuellement disponibles. La prochaine étape consiste à tester davantage et à valider les premiers résultats et à les étendre à différents types de patients.
Ce projet est né d’un partenariat multi-universitaire de chercheurs qui ont reçu une subvention en 2021 du programme ASCENT de la National Science Foundation pour étudier la technologie de l’e-tatouage thoracique. Lu et son équipe ont affiné et adapté la technologie e-tattoo pour mesurer plusieurs parties du corps au fil des ans, comme la paume, et différentes conditions, comme la pneumonie.
L’équipe du projet est composée de Sarnab Bhattacharya et Philip Tan du département de génie électrique et informatique de Chandra ; Alec Alden du Département de génie biomédical ; Sangjun Kim du Département de génie mécanique de Walker ; Hirofumi Tanaka, Edward Coyle, Jieting Wang et Taha Alhalimi du département de kinésiologie et d’éducation à la santé du College of Education; Mohammad Nikbakht et Omer Inan de l’école de génie électrique et informatique de l’Institut de technologie de Géorgie ; Pulin Wang de la société d’Austin Stretch Med Inc. ; et Animesh Tandon du Cleveland Clinic Children’s Pediatric Institute.
