Un appareil portatif, en forme de tricord, élève le suivi de la santé et de l'ergonomie


Un appareil portatif, en forme de tricord, élève le suivi de la santé et de l'ergonomie

Star Trek Les fans seront familiers avec le tricorder - un dispositif utilisé dans la série télévisée de fiction pour analyser et rassembler des informations détaillées sur les lieux et les êtres vivants. Maintenant, les chercheurs ont apporté la technologie au monde réel, créant un périphérique portable et portable capable de mesurer les signaux biochimiques et électriques dans le corps humain simultanément.

Le patch Chem-Phys est le premier dispositif portatif à mesurer simultanément les signaux biochimiques et électriques du corps.

Crédit d'image: Jacobs School of Engineering / UC-San Diego

Le dispositif - appelé «patch Chem-Phys» - mesure les niveaux de lactate en temps réel, un produit biochimique qui sert d'indicateur de l'activité physique, ainsi que l'activité électrique du cœur.

En bref, la nouvelle technologie surveille les niveaux de conditionnement physique et la fonction cardiaque d'une personne en même temps, et c'est le premier appareil capable de le faire.

"L'un des objectifs généraux de notre recherche est de construire un périphérique portable capable de mesurer simultanément simultanément toute une série de signaux chimiques, physiques et électrophysiologiques tout au long de la journée", a déclaré Patrick Mercier, chef du co-projet, de l'école Jacobs De l'ingénierie à l'Université de Californie-San Diego.

"Cette recherche représente une première étape importante pour montrer que cela peut être possible".

Mercier et ses collègues révèlent comment l'appareil a été créé et comment il fonctionne dans une étude publiée dans Nature Communications .

Selon l'équipe, la majorité des trackers sportifs portables actuellement sur le marché n'ont que la capacité de mesurer un seul signal corporel à la fois, comme le nombre d'étapes prises ou la fréquence cardiaque.

En outre, presque aucun d'entre eux n'a la capacité de mesurer des signaux chimiques, comme le lactate.

Mercier et ses collègues ont entrepris de combler cette lacune sur le terrain en créant un capteur portatif capable de mesurer simultanément les signaux électriques et biochimiques du corps.

Comment le patch Chem-Phys a-t-il été créé?

Le patch Chem-Phys est constitué d'une feuille de polyester mince, adhésive et flexible, que les chercheurs ont fabriquée à l'aide de sérigraphie.

Une électrode de détection de lactate est située au centre du patch, et deux électrodes d'électrocardiogramme (EKG) - qui détectent les signaux électriques du cœur - se situent de chaque côté.

Le principal défi auquel l'équipe était confrontée était de s'assurer que les signaux de chaque électrode ne gênaient pas les uns les autres, ce qui pourrait fausser les résultats.

Les chercheurs ont placé les électrodes à différentes distances les uns des autres et ont testé quelle distance évitait les interférences. Ils ont constaté qu'une distance de 4 centimètres - environ 1,5 pouces - entre les électrodes EKG fournissait le meilleur signal de qualité.

En outre, les chercheurs devaient s'assurer que les capteurs EKG étaient entièrement séparés du capteur lactate; Parce que le capteur de lactate fonctionne avec l'aide d'une petite tension, qui peut traverser la sueur, il peut perturber les lectures EKG.

Pour s'assurer que la sueur n'entre en contact avec le capteur de lactate, en évitant les électrodes EKG, un caoutchouc silicone doux et hydrofuge a été ajouté à l'appareil.

Ensuite, les chercheurs ont connecté chaque capteur à une petite carte de circuit imprimé personnalisé. Il s'agit d'un microcontrôleur et d'une puce Bluetooth à faible énergie, qui envoient les informations recueillies par l'appareil à un smartphone, smartwatch ou ordinateur portable.

Le dispositif pourrait bénéficier aux athlètes d'élite, aux malades cardiaques

Pour leur étude, Mercier et ses collègues ont testé le patch Chem-Phys sur trois hommes alors qu'ils se livraient à 15 à 30 minutes de cyclisme intensif.

Les trois hommes portaient le patch sur leur coffre, près de la base de leur sternum, et deux hommes portaient également un moniteur de fréquence cardiaque commercial sur leur poignet.

Les chercheurs ont constaté que les données recueillies par les électrodes EKG correspondaient étroitement aux données recueillies par le moniteur de fréquence cardiaque commercial.

En outre, ils ont constaté que les informations recueillies par le capteur de lactate correspondaient étroitement aux données lactate recueillies lors de l'augmentation de l'activité physique dans des études antérieures.

Sur la base de leurs résultats, les chercheurs croient que leur patch Chem-Phys rapproche la possibilité d'un dispositif de conditionnement physique portatif qui mesure simultanément une variété de signaux corporels.

Les chercheurs disent que leur appareil pourrait s'avérer utile dans un certain nombre de domaines.

Il serait certainement intéressant pour la communauté de la médecine du sport de savoir comment ce type de détection pourrait aider à optimiser les régimes de formation pour les athlètes d'élite.

La capacité d'évaluer simultanément l'EKG et le lactate pourrait également ouvrir des possibilités intéressantes pour prévenir et / ou gérer les personnes atteintes de maladies cardiovasculaires ".

Dr Kevin Patrick, Université de Californie-San Diego

L'équipe prévoit maintenant d'apporter un certain nombre d'améliorations au dispositif, y compris l'ajout de capteurs qui peuvent mesurer d'autres signes vitaux et des marqueurs chimiques tels que le magnésium et le potassium.

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Section Des Questions Sur La Médecine: Pratique médicale