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Canada : Une équipe de l’Université Simon Fraser met au point des robots humanoïdes miniatures pour mesurer la tension artérielle

Une équipe de L’Université Simon Fraser, en Colombie-Britannique, au Canada, dirigée par Woo Soo Kim a annoncé son dernier développement technologique en matière de soins de santé qui permet à des robots miniatures à détection humanoïde de prendre la tension artérielle d’un patient grâce à un simple toucher. L’étude, publiée dans la revue Nature, s’intitule : « Électrodes sèches en origami inspirées de la sangsue imprimées en 3D pour les robots de détection d’électrophysiologie. »

La tension artérielle est un outil de diagnostic essentiel dans le domaine de la santé. L’hypertension, symptôme préexistant ou précurseur d’une éventuelle infection chez les patients, est le premier facteur des maladies cardiovasculaires. Les patients dont la tension artérielle est trop élevée peuvent surveiller cette dernière eux-mêmes grâces à des brassards, mais cette mesure ne peut être faite en continu.

Tae Ho Kim, Chao Bao, Ziniu Chen, Woo Soo Kim de l’Université Simon Fraser ont mené une étude sur des systèmes de robots de détection de la tension artérielle qui permettraient la surveillance à distance de patients éloignés ou mis à l’isolement en cas de pandémies.

Des électrodes sèches intelligentes inspirées de l’origami et de la sangsue

L’équipe de chercheurs a inventé une nouvelle façon de mesurer la pression artérielle. Elle s’est inspirée de l’origami et du mécanisme d’aspiration des sangsues pour développer une électrode sèche qui permet une surveillance fiable de la pression artérielle. Le mécanisme d’aspiration inspiré de la sangsue a généré un vide doux local facilitant un contact approprié avec la peau humaine. Par la suite, un capteur d’électrocardiogramme (ECG), appelé capteur d’origami inspiré de la sangsue (LIO), a été construit à l’aide de l’électrode sèche développée. Ces capteurs d’origami imprimables en 3D sont intégrés aux doigts d’un robot à détection humanoïde. Tae-Ho Kim explique :

« Notre électrode sèche inspirée de l’origami possède des caractéristiques uniques. Elle aspire en guise de préhension et peut se plier, dans des mécanismes inspirée par la nature. Conformément à la nature, nous avons vu qu’en plus des mécanismes complexes de la fonction adhésive d’une sangsue, ces créatures ont une ventouse et un corps postérieurs extensibles, tandis que ses organes se dilatent et se rétrécissent de manière appropriée pour maintenir une meilleure adhérence à sa victime. Incorporant ce point de vue, nous avons ensuite constaté que l’origami pouvait réaliser des mouvements similaires. »

Mesure de la tension artérielle

Les doigts du robot doivent être positionnés sur la poitrine du patient. La pression artérielle est surveillée en combinant les données des lectures d’électrocardiogramme (ECG) et de photopléthysmogramme (PPG), enregistrées respectivement par les capteurs LIO intégrés. Ainsi, grâce aux algorithmes spécialement conçus, les signaux des capteurs appariés peuvent générer la pression artérielle systolique et diastolique d’un patient, sans utiliser le sphygmomanomètre numérique à brassard.
Avant cette étude, Tae Ho Kim a mené des recherches sur d’autres robots de détection permettant de  mesurer divers signaux physiologiques humains, comme l’activité cardiaque, la température et la fréquence respiratoire. Il déclare :

« La robotique offre une méthode prometteuse pour atténuer les risques et améliorer l’efficacité et la qualité des soins aux patients. Il s’agissait pour nous de l’appliquer comme technologie de soins de santé à distance ciblée. »

L’équipe doit encore travailler sur cette nouvelle technologie et la perfectionner afin qu’elle donne naissance à une nouvelle génération de capteurs.

Sources de l’article : Kim, TH., Bao, C., Chen, Z. et al. Électrodes sèches origami inspirées de la sangsue imprimées en 3D pour les robots de détection d’électrophysiologie. npj Flex Electron 6, 5 (2022). https://doi.org/10.1038/s41528-022-00139

 
Marie-Claude Benoit

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