Dans un article récent publié dans natures Rapports scientifiques Journal, les chercheurs ont développé un prototype de système de surveillance de la pression artérielle (TA) ultra-économique appelé BPClip qui ne nécessitait pas d’étalonnage par utilisateur.
Il a utilisé un clip en plastique imprimé en trois dimensions (3D) avec un mécanisme à ressort pour permettre à un smartphone avec un appareil photo et une diode électroluminescente (LED) de mesurer la pression artérielle.
Étude: Fixation mécanique pour smartphone ultra-économique pour une mesure de la pression artérielle sans étalonnage. Crédit d’image : Rinelle/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
La surveillance de la santé par des mesures des signes vitaux, tels que la pression artérielle, devrait être accessible à tous et à des prix abordables sans dépendre de l’infrastructure clinique existante.
Performance BPClip, telle qu’évaluée dans une étude de faisabilité
Ils ont effectué une première étude de faisabilité pour démontrer la capacité de mesure potentielle du système BPClip, un concept de surveillance de la pression artérielle à faible coût, parmi 29 participants à l’étude recrutés sur le campus principal et le centre médical de l’UC San Diego.
L’équipe a utilisé des données prétraitées comprenant un oscillogramme en 20 points de la force par rapport aux mesures du volume sanguin pour estimer la pression artérielle moyenne et systolique (PAS), suivie d’une estimation de la pression artérielle diastolique (PAD).
Pour estimer la PA systolique et moyenne, ils ont utilisé les 18 points de l’oscillogramme comme entrée dans une régression de l’opérateur de sélection et de rétrécissement le moins absolu (LASSO). De même, ils ont utilisé un modèle de régression linéaire pour estimer le DBP.
L’étude de validation impliquait de former les modèles de prédiction de la PA sur 22 sujets, puis de prédire la PA pour les deux participants invisibles. L’équipe a répété ce processus 12 fois, de sorte que chaque participant était dans l’ensemble de résistance une fois.
Principe de fonctionnement de BPClip
Appuyer avec force sur le clip en plastique de cet appareil comprime le mécanisme à ressort, ce qui rapproche une projection à sténopé de la caméra du smartphone. Ceci, à son tour, capture la taille du trou d’épingle et la luminosité fluctuante de la projection du trou d’épingle pour mesurer la pression artérielle.
Une application Android pour smartphone fournit un retour visuel à l’utilisateur afin qu’il tienne son doigt sur des forces pré-spécifiées croissantes. Ensuite, il a surveillé la luminosité et la taille de la projection pour extraire le volume d’impulsion.
Selon les auteurs, le clip de BPClip est une fixation universelle pour smartphone compatible avec tous les smartphones dotés d’une caméra basse résolution et d’une source lumineuse. Il fonctionne sur le principe scientifique de l’oscillométrie (également utilisée par les moniteurs de pression artérielle traditionnels à brassard), qui mesure l’amplitude du pouls artériel, un indicateur de la pression artérielle, en fonction de la pression appliquée au bout du doigt.
Le prototype actuel avait un clip de 5,1 × 4,1 × 2,3 cm, qui pouvait être fixé sur le smartphone à l’aide d’une vis imprimée en 3D.
BPClip a tenu compte de la distance entre la lampe de poche et l’appareil photo et a utilisé un coude dans le guide de lumière pour amener la lampe de poche au doigt à partir de différentes longueurs à l’aide d’un wattmètre optique.
Cela a aidé les chercheurs à caractériser la quantité d’énergie lumineuse perdue lorsque la lumière traversait le guide de lumière peint avec de la peinture chromée. Cela a fonctionné pour la plupart des téléphones avec une distance entre la lampe de poche et l’appareil photo allant jusqu’à 16 mm.
Cependant, les conceptions futures devraient capter suffisamment de lumière de l’écran pour éclairer le doigt de tous les tons de peau.
De plus, l’étude de faisabilité a démontré que la mesure effectuée au doigt était corrélée à celle mesurée au niveau de l’artère brachiale à l’aide d’un brassard automatisé.
Étant donné que les callosités des doigts et d’autres affections des doigts peuvent entraîner des modifications de la mécanique de la surface de la peau des doigts, déformant la force appliquée par l’appareil à l’artère du doigt, ce qui pourrait fausser les résultats de mesure du BBClip.
Par conséquent, les études futures devraient intégrer diverses conditions de doigt, déformations, variations de taille, etc., pour caractériser pleinement la manière dont ces variations affectent la mesure de la pression artérielle.
De plus, une conception future devrait envisager d’utiliser un ressort à rigidité plus élevée pour permettre la même plage d’application de force avec moins de compression, ce qui se traduirait par une application de force plus accessible et faciliterait l’utilisation de BPClip pour certaines personnes âgées ayant une préhension affaiblie ou des tremblements de la main.
Coût, précision et convivialité
Les chercheurs ont également réalisé une étude de projection des coûts pour montrer que BPClip coûterait beaucoup moins cher que les moniteurs à brassard actuellement utilisés. BPClip s’est appuyé sur un ressort pour l’induction de force et une conception optique pour se coupler avec le smartphone.
Le coût du matériel pour chacun des quatre composants du système BPClip proposé s’élevait à 0,80 USD dans la fabrication en petits lots, soit nettement moins que n’importe quel moniteur de tension artérielle conventionnel. La précision de BPClip a atteint une erreur absolue moyenne (MAE) de 8,7 ± 10,0 et 5,5 ± 7,0 mmHg pour la PAS et la PAD parmi 24 participants à l’étude.
Dans l’étude d’utilisabilité, l’équipe a mesuré le temps nécessaire pour effectuer une mesure dans deux essais. Dans les premier et deuxième essais, les participants ont pris 251 ± 127 s et 212 ± 45 s pour effectuer leurs mesures de PA.
Lorsqu’un utilisateur terminait les 20 niveaux sans répéter, le temps minimum possible pour terminer une mesure de la PA était de 140 s, c’est-à-dire sept s par niveau.
Conclusion
La solution proposée dans cette étude pourrait convertir des milliards de caméras de smartphone en moniteurs BP avec une fixation de clip en plastique ultra-économique. Cela pourrait rendre la surveillance des signes vitaux accessible à tous.
De plus, lors des programmes de santé publique, les décideurs politiques pourraient distribuer cet appareil à grande échelle pour permettre une mesure quantitative supplémentaire de la pression artérielle.
Il compléterait les services de télésanté qui offrent une consultation virtuelle pour réduire le coût des services de santé.
