Un nouveau capteur cardiaque et pulmonaire développé à Georgia Tech est plus petit qu’une coccinelle

Les vibrations créées par nos cœurs qui battent et nos poumons qui se gonflent peuvent être faibles et subtiles, mais peuvent révéler des informations importantes sur notre bien-être général. Un tout nouveau capteur, qui peut être porté dans un vêtement, pourrait offrir une nouvelle façon d’exploiter ces signaux et d’alerter l’utilisateur lorsqu’il est temps de se rendre à un examen médical.

Mis au point par les scientifiques du Georgia Institute of Technology, le nouveau capteur est plus petit qu’une coccinelle et imite en partie la fonction d’un électrocardiogramme. Il s’agit de tests qui s’appuient sur des électrodes fixées à la peau pour enregistrer l’activité électrique du cœur, révélant ainsi son rythme, le flux sanguin et d’autres paramètres clés de la santé de l’organe.

« Actuellement, la médecine se tourne vers les électrocardiogrammes pour obtenir des informations sur le cœur, mais les électrocardiogrammes ne mesurent que les impulsions électriques », explique Farrokh Ayazi, professeur à l’école de génie électrique et informatique de Georgia Tech. « Le cœur est un système mécanique avec des muscles qui pompent et des valves qui s’ouvrent et se ferment, et il envoie une signature de sons et de mouvements qu’un électrocardiogramme ne détecte pas. Les électrocardiogrammes ne disent rien non plus sur la fonction pulmonaire ».

Farrokh Ayazi a dirigé une équipe pour développer un nouveau capteur qui peut remplir ces blancs. Il se compose de deux couches très fines de silicium avec un espace incroyablement étroit entre elles qui ne mesure que 270 nanomètres, soit environ 0,005 fois la largeur d’un cheveu humain. Ces couches de silicium agissent comme des électrodes, portant une minuscule tension qui se met en état de flux en réponse aux différents sons et vibrations du corps. Selon les chercheurs, l’appareil est capable de les séparer des sons ambiants provenant de l’extérieur du corps, et de les convertir en sorties électroniques lisibles pour offrir des informations sur la santé de l’utilisateur.

« S’il frotte sur ma peau ou ma chemise, il n’entend pas le frottement, mais l’appareil est très sensible aux sons provenant de l’intérieur du corps, il capte donc des vibrations utiles même à travers les vêtements », a déclaré Farrokh Ayazi.

Parmi les sons que le capteur est capable de détecter figurent les battements du cœur, le rythme de la respiration et les sons provenant des poumons. De plus, il peut détecter l’activité physique d’un utilisateur, comme la marche, et la synchroniser avec les données tirées du cœur et des poumons pour créer une image générale de la santé.

Les chercheurs imaginent qu’avec des travaux plus poussés, le capteur pourrait être utilisé pour révéler un dysfonctionnement d’une valve cardiaque par des turbulences dans la circulation sanguine, par exemple, ou une croissance de cancer dans les poumons par les faibles crépitements qu’il pourrait produire.

https://www.nature.com/articles/s41746-020-0225-7

http://www.news.gatech.edu/2020/04/15/lung-heart-super-sensor-chip-tinier-ladybug