C’est une invention d’une équipe de l’Université de l'Illinois College of Engineering qui pourrait considérablement améliorer les soins des petits prématurés pris en charge en unité de soin intensifs néonataux (USIN). Ce nouveau système de surveillance, non invasif, respecte non seulement l’intégrité du bébé mais permet également plus facilement l’établissement du contact et de la relation de l'enfant avec ses parents. Ce patch de surveillance est documenté dans la revue Science.
Le lien entre les parents et leur nouveau-né se forge au cours des premières semaines de vie. L'infirmière place le bébé dans les bras de leurs parents où il sera réconforté et bercé. Mais pour les parents dont le bébé est né prématuré ou avec des complications, ces liens sont plus difficiles à établir car le bébé doit être connecté à toute une série de « câbles » pour être surveillé en permanence. L’auteur principal, le Dr Naresh Shanbhag a recherché le moyen de remplacer ces câbles par un patch, moins invasif pour le bébé et qui permet aussi aux parents de tenir leur petit pendant qu'il est surveillé.
Lorsqu'un bébé est placé dans une unité de soins intensifs néonatals (UNSI), ses données vitales sont continuellement enregistrées au moyen d'électrodes placées sur la peau et de fils reliés à des plates-formes de surveillance. Cependant, les électrodes câblées avec leurs interfaces rigides peuvent blesser la peau fragile du bébé et empêchent les parents de tenir leur enfant ou même d'ajuster leur position. Les systèmes de surveillance de la santé actuels constituent un obstacle à l'établissement de liens parentaux et néonataux, ce qui peut retarder ou empêcher la croissance du bébé.
Ce projet est né de la collaboration des chercheurs avec SONIC (une société spécialisée dans les « Systèmes d’information à l'échelle nanométrique »). Le concept consistait à intégrer le calcul au capteur (calcul intégré), afin d'éliminer le coût énergétique du transfert de données. L’objectif final était de remplacer la technologie de surveillance actuelle par une solution de remplacement offrant la même précision, les mêmes mesures, mais sans les inconvénients des bandes et des câbles. L’équipe a ainsi mis au point une gaine sans fil, sans pile, pouvant être posée sur la peau et retirée doucement si besoin. Le patch est issu de la combinaison de 4 technologies : le transfert d'énergie et de données sans fil, l'analyse efficace des données sur site, la transmission synchronisée des données en temps réel depuis plusieurs sites, et une inspection visuelle de l'interface de la peau, ainsi qu'une imagerie par résonance magnétique et par rayons X du nouveau-né.
La capacité de transférer de l'énergie sans fil est à la base de cette innovation. Mais en plus de s’auto-alimenter, le patch devait collecter les données médicales (température, fréquence cardiaque, schéma cardiaque électrique, oxygénation du sang, etc.), puis les traiter localement afin de réduire le volume des informations devant être envoyées sans fil aux moniteurs. C'est là qu'interviennent les algorithmes des chercheurs, capables de traiter les données en temps réel sur un microcontrôleur sur site. Les données sont ainsi collectées par le biais de 2 patchs distincts sur chaque nouveau-né (voir visuel), généralement sur le dos de l'enfant, ou sur sa poitrine ou son pied. Comme il existe plusieurs flux de données, les informations doivent être synchronisées avant de pouvoir être traitées et diffusées sur les moniteurs. Le patch permet au personnel soignant de surveiller la peau et de réaliser les examens d’imagerie nécessaires.
Le dispositif a été testé à l’hôpital Lori Children de Chicago sur des petits patients en USIN, en parallèle avec le système câblé conventionnel afin de pouvoir comparer les lectures de données. A ce jour, 90 bébés ont bénéficié de ces patchs aujourd’hui bien validés en tant qu'alternative efficace et préférable à la technologie actuelle.
L'USIN a besoin de nouvelles technologies, concluent les auteurs. « Tout le monde, infirmières, parents, néonatologistes est d’accord sur ce point. Le passage à cette approche sans fil représente une solution attrayante, mais également un défi technique de taille, compte tenu de la fragilité de la population de ces patients et des exigences extrêmes en matière de précision des données et de fiabilité opérationnelle ».
L'utilisation de ces dispositifs s'est aujourd’hui étendue à d’autres établissements et USIN de la région.
Source: Science 1 Mar 2019 DOI: 10.1126/science.aau0780 Binodal, wireless epidermal electronic systems with in-sensor analytics for neonatal intensive care (Visuel University of Illinois Coordinated Science Laboratory)
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