Des capteurs plus fins que le papier pour la surveillance des ondes de pouls
Les maladies cardiovasculaires restent l’une des principales causes de décès dans le monde. Une détection précise et précoce de l’arythmie est essentielle pour prévenir les conséquences graves telles que les crises cardiaques et les accidents vasculaires cérébraux. La pression artérielle est l’un des indicateurs clés de la santé cardiovasculaire. La surveillance continue et non invasive des ondes de pouls artérielles peut fournir des informations importantes sur la santé vasculaire d’une personne. Les méthodes traditionnelles de mesure de la pression artérielle peuvent toutefois s’avérer encombrantes, inconfortables et inadaptées à une surveillance continue.
Un capteur de poignet ultra-mince
Mené avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie (MSCA), le projet UNOPIEZO a mis au point un capteur ultra-mince innovant qui promet de révolutionner la surveillance cardiovasculaire continue. «L’idée de rendre le capteur ultrafin lui permet de se plier au maximum pendant la pulsation artérielle, ce qui lui confère une sensibilité maximale», explique Mika-Matti Laurila, titulaire d’une bourse de recherche MSCA. Le capteur détecte les ondes du pouls artériel grâce à l’effet piézoélectrique qui convertit la déformation mécanique causée par les pulsations de l’artère sous la peau en un signal électrique. Lorsqu’il est fixé à la peau, le capteur se déforme à chaque pulsation artérielle, générant un signal électrique qui correspond à la pulsation de la pression artérielle passant par l’artère. Grâce à sa flexibilité, le capteur peut se plier plus efficacement à chaque pulsation, maximisant ainsi la déformation mécanique et produisant un signal électrique plus clair et plus précis. Cette capacité permet non seulement d’obtenir des mesures précises de l’onde de pouls, mais aussi de réduire la quantité de matériau nécessaire à la production, ce qui rend le capteur à la fois rentable et durable sur le plan environnemental. Le capteur est fixé à la peau grâce à une unité de transmission de données (DTU pour «data transmission unit») à base d’élastomère souple, qui favorise la transmission de données sans fil. Les deux unités sont fixées au poignet, le capteur étant placé directement sur l’artère. Le matériau élastomère souple choisi pour la DTU permet non seulement au capteur de se plier lors des pulsations artérielles, mais garantit également un port confortable du dispositif.
Essais et performances du capteur
Le capteur UNOPIEZO a subi des tests rigoureux destinés à garantir sa précision et sa fiabilité. L’une des conclusions les plus marquantes est la sensibilité remarquable du capteur, qui est environ 50 fois plus élevée en mode de flexion que lorsqu’il n’y a que des forces de compression. En utilisant un cœur artificiel qui générait une onde de pouls simulée, les chercheurs ont démontré que le capteur était capable de capturer une onde de pouls qui correspondait étroitement à la version simulée. En outre, le système a été testé sur des humains, où il a mesuré avec succès l’onde de pouls artérielle à partir du poignet d’un sujet humain. La forme de l’onde de pouls obtenue correspondait aux formes d’ondes de pouls artérielles typiques, ce qui souligne le potentiel du système pour des applications dans le monde réel.
Principaux avantages
L’un des principaux avantages du capteur UNOPIEZO est sa faible consommation d’énergie. Contrairement à d’autres systèmes qui nécessitent une source d’énergie externe constante, le capteur piézoélectrique est auto-alimenté, convertissant l’énergie mécanique de la pulsation en énergie électrique. Selon Mika-Matti Laurila: «Le processus de fabrication du capteur est un autre avantage crucial, car il utilise des techniques de fabrication compatibles de rouleau à rouleau, similaires à l’impression sur papier.» Cette méthode permet non seulement de réduire les coûts, mais aussi de produire en masse, ce qui rend la technologie évolutive et accessible pour une utilisation généralisée dans les établissements de soins de santé. Les efforts actuellement déployés pour améliorer la fiabilité du système en termes de conception, de fabrication et d’efficacité clinique devraient transformer la surveillance de la santé cardiovasculaire, en la rendant plus accessible, plus efficace et plus respectueuse de l’environnement.
Mots‑clés
UNOPIEZO, santé cardiovasculaire, pression artérielle, capteur piézoélectrique