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Les technologies émergentes en santé

À lire : une série absolument fascinante sur les nouvelles technologies en santé, parue dans le numéro de mai 2016 du magazine PTinMOTION de l’APTA (traduite par l’ACP)

 

DES CAPTEURS « BIORÉSORBABLES » POUR FAVORISER LE RÉTABLISSEMENT APRÈS UNE BLESSURE OU UNE CHIRURGIE DU CERVEAU?

Ils fondent dans le cerveau, mais pas dans la main. 

 

Des scientifiques de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champagne ont créé un capteur qu’ils espèrent voir un jour implanté dans le cerveau de patients. Le dispositif recueillerait et transmettrait pendant un certain temps des données sur la tension et la température intracrâniennes, avant de se résorber dans le corps. Les chercheurs pensent que cette nouvelle approche pourrait simplifier la physiothérapie pour des personnes se remettant d’une blessure ou d’une chirurgie du cerveau (en éliminant les fils externes encombrants) et qu’elle pourrait réduire l’incidence d’infections, de réactions allergiques ou d’autres complications associées aux capteurs implantés, qui nécessitent des fils externes et finissent par devoir être retirés chirurgicalement.
 
Décrit dans un rapport de la revue Science Daily comme étant « plus petit qu’un grain de riz », le capteur est fait de minces feuilles de silicone biodégradables qui envoient des données à un transmetteur de la taille d’un timbre-poste implanté sous le cuir chevelu. Ce transmetteur communique ensuite des données sur la température et la tension à un appareil de monitorage. Tout cela, sans aucun fil externe. 
 
Cette nouvelle technologie n’a été testée que sur des rats jusqu’à présent, mais les chercheurs ont confié à Science Daily que la précision des mesures des capteurs résorbables « était tout aussi bonne que celle des dispositifs conventionnels ». Les résultats des tests sur des animaux ont été publiés dans le numéro du 18 janvier de la revue Nature.
 
« L’ultime objectif est de pouvoir placer dans le cerveau – ou dans un autre organe – un dispositif entièrement implanté, intimement connecté à l’organe à surveiller et qui transmettra sans fil des informations sur la santé de cet organe, permettant aux médecins d’intervenir au besoin pour empêcher une complication, explique le Dr Rory Murphy, neurochirurgien travaillant à l’Université de Washington et membre de l’équipe de recherche. Une fois passée la période cruciale pendant laquelle on voulait exercer une surveillance, le capteur se dissoudra et disparaîtra ».
 
Selon Science Daily, les chercheurs progressent vers des essais sur des humains et évaluent d’autres zones du corps qui pourraient se prêter à ce type de système de monitorage. Ils espèrent aussi explorer des façons d’utiliser cette technologie pour transmettre des signaux de stimulation électrique ou administrer des médicaments.

 

http://www.sciencedaily.com/releases/2016/01/160118134431.htm 

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/nature16492/metrics/news

CONCOURS AUTOUR DE L’INTERNET DES OBJETS 

En Europe, un concours a été lancé pour récompenser une innovation qui utilisera l’Internet des objets (IdO) pour améliorer la qualité de vie des personnes âgées. L’IdO est la mise en réseau d’objets physiques connectés – appareils, véhicules, immeubles et autres objets comportant des dispositifs électroniques, des logiciels, des détecteurs et une connectivité réseau – et capables de communiquer les uns avec les autres pour recueillir et échanger des données.
 
Le gagnant remportera le prix AAL Smart Aging Prize, un prix en argent de 50 000 euros. Selon les organisateurs, les juges « rechercheront des solutions connectées améliorant la qualité de vie des personnes âgées – à la maison ou au travail, pour le transport ou la mobilité en général ou dans toute autre sphère utile ». Le concours est organisé par le programme d’assistance à l’autonomie à domicile AAL (Active and Assisted Living), un projet de financement de 700 millions d’euros dirigé par la Commission européenne et axé sur la recherche de solutions pour une population vieillissante active et en santé.
 
Quinze des applications les plus prometteuses seront choisies comme finalistes, et leurs concepteurs seront invités à un événement de mentorat en innovation sociale qui se tiendra à Bruxelles en juillet. Cinq participants seront ensuite sélectionnés pour assister au Forum AAL qui aura lieu en Suisse en septembre.

 

http//aal.challengeprizecentre.org 

 

APPLICATIONS IOS ET ANDROID LIÉES À LA SANTÉ : OBTIENNENT-ELLES LA NOTE DE PASSAGE?

Les applications pour la santé et la forme physique ne se comptent plus. Si on leur attribuait une note globale d’après l’évaluation qu’en font leurs utilisateurs, elles récolteraient un maigre « D », nous apprend une étude récente. Ce qui ne veut pas dire qu’il n’y ait pas dans le lot quelques premières de classe… 

Basée sur 4 millions d’appréciations et sur 8 000 applications au départ, l’étude menée par le groupe de recherche de l’ARC (Application Resource Center) s’est intéressée plus spécialement aux 65 applications Android et iOS les plus populaires dans cinq catégories : forme physique, applications médicales, nutrition, réduction du stress et santé féminine. Les scores finaux sont basés sur les commentaires formulés dans les sites des magasins d’applications au cours de l’année 2015. Si la note moyenne de 66 sur 100 est assez peu inspirante, le chiffre global occulte les « Génial! » et autres commentaires enthousiastes que recueillent quelques produits.
 
Voici la liste des trois applications les mieux notées dans chaque catégorie :
Forme physique
1.     StrongLifts (entraînement musculaire) – note moyenne : 88 
2.    Sworkit Lite (entraînements vidéo personnalisés) – note moyenne : 84,5
3.    Sports Tracker (moniteur d’activité physique) – note moyenne : 80
 
Applications médicales
1.    GoodRx (prix de médicaments d’ordonnance et informations) – note moyenne : 84,5
2.    iTriage (informations médicales d’après des symptômes) – note moyenne : 82,5
3.    iPharmacy (identification de médicaments) – note moyenne : 82,5
 
Nutrition
1.    Water Drink Reminder (« pour rester en santé et hydraté toute la journée ») – note moyenne : 85
2.    Compteur de calories de MyFitnessPal – note moyenne : 83
3.    LoseIt! (perte de poids) – note moyenne : 82,5 
 
Réduction du stress 
1.    Relax Melodies – note moyenne : 88,5
2.    White Noise – note moyenne : 83,5
3.    White Noise (version gratuite) – note moyenne : 82 
 
Santé féminine
1.    Period Calendar/Tracker de Abishkking (suivi des règles) – note moyenne : 94,5
2.    Period Tracker de GP Apps (suivi des règles) – note moyenne : 88,5
3.    Period Tracker de SevenLogics (suivi des règles) – note moyenne : 87
 
Étonnamment, certains des grands noms de l’univers des applications pour la santé et la forme physique figuraient parmi ceux qui « pouvaient faire mieux », selon le rapport de l’ARC, avec des notes moyennes inférieures à 50. On retrouve parmi eux FitBit (49,5), Weight Watchers Mobile (47), Google Fit (37 – Android seulement) et Garmin Connect Mobile (21).
 
Les derniers de classe ne sont cependant pas nécessairement appelés à le rester, notent les auteurs. Par exemple, le moniteur d’activité physique UP, de Jawbone, a obtenu une note moyenne de 54 en 2015, soit un gain de 12,5 points sur sa moyenne de 2014. Le rapport attribue l’amélioration à l’ajout d’une fonction « entraîneur intelligent » et à de nouveaux bracelets plus durables et ergonomiques.

 

http://go.applause.com/ARC-Health-Fitness-Report

html?lc=NA&ls=Email&cc=Pd&mc=Email-SmartBrief-Health-Feb2016-Msg1

LES TECHNOLOGIES DE DÉTECTION AU SERVICE DU MAINTIEN EN MILIEU AUTONOME DES AÎNÉS

Des personnes âgées peuvent résider plus longtemps dans un milieu pour personnes autonomes si ce dernier offre une coordination des soins sur place et utilise des technologies de détection, selon des chercheurs de l’Université du Missouri. Dans le milieu que ceux-ci ont étudié, la coordination des soins sur place allongeait du double la durée de séjour; les technologies de détection l’allongeaient encore de près du double.
 
Les chercheurs ont suivi les durées de séjour à TigerPlace, un établissement pour personnes âgées autonomes. Les résidents bénéficiaient des soins coordonnés d’une équipe interdisciplinaire sur place qui s’occupait de leurs problèmes de santé physique et mentale et d’ordre relationnel. Certains résidents avaient dans leur logement des capteurs qui suivaient leurs déplacements pour surveiller leur rythme respiratoire, leur agitation et leur pouls, leurs chutes et l’augmentation du risque de chute. Les informations étaient relayées aux coordonnateurs des soins.
Les chercheurs ont constaté que les résidents qui vivaient avec des capteurs avaient une durée de séjour moyenne de 4,3 ans, comparativement à 2,6 ans en moyenne pour les résidents sans capteurs. La durée médiane de séjour dans les établissements pour personnes âgées aux États-Unis est de 1,8 an, selon l’étude. En comparant ce qu’il en coûte pour vivre à TigerPlace avec la technologie de détection et ce qu’il en coûte pour vivre dans une maison de soins infirmiers, les chercheurs ont estimé les économies potentielles à 30 000 $US environ par personne. Les économies pour les maisons de soins infirmiers financées par Medicaid, en supposant que le coût de la technologie et de la coordination des soins soit remboursé, sont estimées à environ 87 000 $US.
 
« Avec les capteurs, [les prestataires de soins de santé] ont des indices plusieurs jours ou semaines avant qu’un problème de santé devienne grave – avant que le résident lui-même le détecte et s’en plaigne, dit Marilyn Rantz, professeur émérite à la MU Sinclair School of Nursing. C’est une question de dépistage précoce; tout est là. »
 

Rantz M., Lane K., Phillips L.J. et coll. Enhanced registered nurse care coordination with sensor technology: impact on length of stay and cost in aging in place housing. Nursing Outlook. 2015:63(6), 650-655.

UN FAUTEUIL ROULANT COMMANDÉ PAR UNE INTERFACE CERVEAU-MACHINE 

Des neuroscientifiques de Duke Health ont annoncé avoir mis au point une interface cerveau-machine (ICM) permettant à des primates d’utiliser leurs seules pensées pour piloter un fauteuil roulant robotisé. « Chez certaines personnes gravement handicapées, même le clignement des yeux est impossible, explique le Dr Miguel Nicolelis, Ph.D. et codirecteur du Duke Center for Neuroengineering. Pour elles, utiliser un fauteuil roulant ou un dispositif contrôlé par des mesures non invasives, comme un EEG, peut être insuffisant. Nous montrons clairement que des implants intracrâniens offrent un meilleur contrôle du fauteuil roulant que des dispositifs non invasifs ».
 
Les scientifiques ont commencé à mener leurs expériences en 2012, en implantant des centaines de microfilaments dans les aires prémotrices et somatosensorielles du cerveau de deux macaques rhésus. Ils ont entraîné les animaux en utilisant la navigation passive pour faire évoluer leur fauteuil vers un objectif : un distributeur de raisins.
 
Durant la phase d’entraînement, les scientifiques ont enregistré l’activité électrique cérébrale à grande échelle des macaques. Ils ont ensuite programmé un ordinateur pour qu’il traduise les signaux du cerveau en commandes motrices numériques contrôlant les déplacements du fauteuil roulant. À mesure que les singes apprenaient à contrôler leur fauteuil seulement par la pensée, ils se déplaçaient plus efficacement vers l’objectif et achevaient les essais plus rapidement.
 
La procédure mesurait l’activité de près de 300 neurones dans chaque singe. Le laboratoire avait préalablement indiqué la possibilité d’enregistrer l’activité de 2 000 neurones avec la même technique. L’équipe espère poursuivre l’expérience en enregistrant davantage de signaux neuronaux, afin d’améliorer l’exactitude et la fidélité de l’ICM dans des essais avec des primates avant d’envisager des essais visant un dispositif implanté chez l’humain, selon le Dr Nicolelis.
 
« Les résultats actuels soutiennent notre observation clinique récente selon laquelle des patients paraplégiques qui bénéficient d’un entraînement intense avec ICM non seulement peuvent recouvrer la marche, grâce à un exosquelette robotisé, mais peuvent aussi montrer des signes de récupération partielle de fonctions sensorimotrices et autonomes, ajoute le Dr Nicolelis. Nous faisons l’hypothèse que les ICM peuvent mener à une récupération neurologique partielle, voire augmenter la fonction cérébrale, parce que leur utilisation continue et à long terme peut déclencher des phénomènes de plasticité corticale étendus et entraîner l’émergence de nouvelles représentations corticales. Les ICM sont donc appelées à avoir un profond impact clinique. »
 
Rajanagam S., Tseng, P.H., Yin A. et coll. Wireless cortical brain-machine interface for whole-body navigation in primates. Sci Rep, mars 2016. doi:10.1038/srep22170.
 
 

DES TECHNIQUES DE STIMULATION CÉRÉBRALE PROFONDE TESTÉES SUR LA MOELLE ÉPINIÈRE 

Un chercheur de l’Université Vanderbilt mène une étude pour savoir si une technologie de microstimulation intraspinale peut rétablir la capacité du corps de produire des mouvements complexes. Le Dr Peter Konrad, Ph. D., et son équipe sont à la recherche de bénévoles souhaitant participer à une expérience. Ce dernier note qu’un autre chercheur a déjà démontré qu’il existe le long de la moelle épinière des zones, appelées réseaux locomoteurs spinaux, qui sont programmées pour susciter certains types de réponses corporelles – ou, pour reprendre les mots du Dr Konrad, une « zone précise de stimulation qui peut induire des mouvements complexes de marche ».
 
Des chercheurs de l’Université de Louisville ont déjà utilisé une méthode appelée stimulation épidurale qui consiste à stimuler le mouvement à l’aide d’électrodes placées le long de la moelle épinière. Cette procédure est couramment utilisée pour implanter des stimulateurs afin de contrôler la douleur. L’intention du Dr Konrad serait cependant de placer des microfils à l’intérieur de la moelle épinière, un concept s’apparentant, indique-t-il, à celui de la stimulation cérébrale profonde. Ces fils mesureraient une fraction du diamètre qu’un cheveu humain.
 
« On parle d’une zone de 0,1 à 0,2 millimètre de diamètre sur la moelle épinière, explique-t-il. C’est extrêmement petit. Si vous stimulez une zone donnée de la moelle, vous obtiendrez un certain type de mouvement. Un demi-millimètre plus loin, vous obtiendrez un autre type de mouvement. Si nous pouvions montrer que cette zone précise est dormante chez les paralysés, il y aurait une motivation énorme à mettre au point un dispositif capable de la réveiller. »
 

http://www.newswise.com/articles/vanderbilt-study-explores-spinal-cord-stimulation-to-treat-paralysis

L’USDA PUBLIE DES ORIENTATIONS PROVISOIRES POUR LES DISPOSITIFS MÉDICAUX INTEREXPLOITABLES 

La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a publié des orientations provisoires établissant des facteurs à prendre en considération dans la conception de dispositifs médicaux interexploitables et formulant des recommandations applicables avant la commercialisation de ces appareils. Les dispositifs médicaux interexploitables sont des appareils pouvant échanger des informations avec d’autres dispositifs ou systèmes médicaux par voie électronique. Leurs fonctions peuvent s’étendre de la transmission unidirectionnelle de données au contrôle d’autres dispositifs.
 
Comme l’a expliqué la FDA, « ne pas établir les exigences de fonctionnalité, de performance et d’interface à respecter pendant la mise au point d’un produit peut mener à l’échange d’informations inexactes, inopportunes ou trompeuses. Cela peut aussi donner lieu à une défaillance de l’appareil, y compris son non-fonctionnement, et entraîner des blessures, voire la mort ».
 
Le document publié par la FDA soumet aux fabricants des facteurs à prendre en considération dans la conception de dispositifs interexploitables et formule des recommandations quant aux informations à inclure dans les soumissions préalables à la commercialisation et dans l’étiquetage des appareils.
 
Voici la liste des facteurs à prendre en considération qui sont traités dans les orientations provisoires : 
 
L’objet de l’interface d’échange de données. Cela inclut le type d’échange de données – envoi, réception, transmission de commandes.
 
L’utilisateur visé. Il peut s’agir d’utilisateurs cliniques, d’ingénieurs biomédicaux, de professionnels de la TI, d’intégrateurs de systèmes, de concepteurs de systèmes ou de concepteurs de dispositifs médicaux.
 
La gestion du risque. Les fabricants devraient considérer des moyens d’atténuer les risques comme ceux qui se posent quand d’autres utilisateurs se connectent à l’interface d’échange de données, y compris le risque d’accès non autorisé à l’appareil.
 
La vérification et la validation. Les fabricants devraient mettre en place et maintenir des mécanismes appropriés de vérification et de validation pour s’assurer que leurs dispositifs fonctionnement correctement avant leur livraison, durant le processus d’intégration et pendant leur utilisation.
 
L’étiquetage. Les dispositifs devraient être accompagnés des informations dont les utilisateurs pourraient avoir besoin pour se connecter à l’interface de façon sécuritaire.
 
La FDA a publié ces orientations provisoires en janvier et a recueilli des commentaires à leur sujet jusqu’en mars. Elle a souligné que les documents d’orientation ne créaient pas de responsabilités légales, mais exposaient le point de vue courant de l’agence sur un sujet donné et ne constituaient que des recommandations.
 

http://www.fda.gov/downloads/medicaldevices/deviceregulationandguidance/guidancedocuments/ucm482649.pdf

UNE TECHNIQUE DE RÉPARATION OSSEUSE UTILISANT DES NANOBILLES BIODÉGRADABLES

Des chercheurs de l’Université du Michigan ont mis au point une nouvelle technique favorisant la réparation osseuse. Elle consiste à utiliser des nanobilles de polymère – microsphères biodégradables – pour transporter des microARN (miARN) au-delà des membranes cellulaires, jusqu’au site de blessures osseuses. Une fois qu’ils ont rejoint le site, les microARN peuvent donner des instructions à leurs cellules hôtes et activer des mécanismes de guérison et de formation des os.
 
Le problème jusqu’ici est que les microARN sont chargés négativement, comme le sont les membranes cellulaires, ce qui entrave leur franchissement des membranes. De plus, les microARN « nus » se dégradent rapidement. Les placer à l’intérieur de billes leur permet de traverser les membranes et préserve leur viabilité.
 
Le procédé utilise les propres cellules du corps – et non des cellules étrangères, qui seraient plus susceptibles d’être rejetées. Les vecteurs en polymère, déjà utilisés, risquent moins de déclencher une réaction immunitaire, mais ils ont souvent une faible efficacité de transfection. L’utilisation des propres cellules du corps et de billes se dégradant lentement semble contribuer à surmonter ces obstacles.
 
« Quelque 200 millions de personnes dans le monde souffrent d’ostéoporose, et leur capacité de guérison osseuse est gravement limitée, expliquent les chercheurs. Nos travaux montrent que le transport hautement efficace de miARN à long terme rétablit localement la capacité de régénération des cellules ostéogéniques altérées par l’ostéoporose, ce qui montre le potentiel de réparation osseuse pour les patients ostéoporotiques et peut-être ceux souffrant d’autres troubles minant la capacité de régénération osseuse. Cette technologie pourrait servir au transport d’autres acides nucléiques thérapeutiques (ADN, ARNm, ARNsi, miARN, etc.) ou d’inhibiteurs de ceux-ci, pour régénérer d’autres tissus ou traiter d’autres maladies. »
 
Zhang X., Li Y., Chen Y.E. et coll. Cell-free 3D scaffold with two-stage delivery of miRNA-26a to regenerate critical-sized bone defects. Nat Commun. 2016:7(10376). doi:10.1038/ncomms10376.
 

http://www.nature.com/ncomms/2016/160114/ncomms10376/full/ncomms10376.html.

 


MISE AU POINT D’UN GANT ROBOTISÉ SOUPLE 

Une équipe de recherche de l’Université nationale de Singapour a mis au point un gant robotisé qui surpasse selon elle les dispositifs robotisés conventionnels de rééducation de la main. « Muni de capteurs qui détectent les signaux musculaires, l’EsoGlove accompagne les mouvements naturels de la main humaine, ce qui réduit l’inconfort et les blessures, expliquent les chercheurs. Compact et portable, ce gant pourrait aussi permettre à des patients alités ou en réadaptation à la maison de faire leurs exercices plus aisément et confortablement. »
 
L’EsoGlove est raccordé à un modulateur de pression d’air qui sert à commander des actionneurs souples. Quand les actionneurs sont pressurisés, ils appliquent des forces réparties sur toute la longueur des doigts, pour encourager leur mouvement. Le dispositif utilise un mécanisme de contrôle intuitif alliant des technologies d’électromyographie et d’identification par radiofréquence. 
« Grâce à cette caractéristique, le gant robotisé peut interpréter le geste de la main que veut faire le patient – saisir un crayon ou tenir une tasse, par exemple. »

 

http://www.newswise.com/articles/robotic-glove-invented-by-nus-researchers-helps-patients-restore-hand-movements

 


UNE APPLICATION MONTRANT AUX ATHLÈTES LES SYMPTÔMES D’UNE COMMOTION CÉRÉBRALE 

Des étudiants et des professeurs de l’University de l’Arizona ont mis au point une application qui aidera les athlètes à reconnaître les symptômes d’une commotion cérébrale.

Appelée BrainGainz, l’application s’utilise avec un téléphone intelligent que l’on glisse à l’intérieur d’un masque de réalité virtuelle Google Cardboard – vendu environ 15 $ – ou une boîte compatible. Quand il place le masque devant ses yeux, l’utilisateur de BrainGainz se sent comme s’il était sur le terrain de jeu de l’Arizona Stadium. Il pratique d’abord des retours de bottés avec un coéquipier virtuel. Ses temps de réaction et sa vision sont normaux. Plus tard, après avoir subi les plaquages de quelques secondeurs de l’équipe locale, il doit faire un choix : reprendre le jeu ou prendre un moment pour récupérer. L’utilisateur fait l’expérience d’autres types de jeu et l’application lui demande chaque fois s’il veut laisser sa tête et son corps récupérer un moment ou continuer de jouer.
 
Plus longtemps l’athlète reste au jeu sans s’octroyer de temps de récupération, plus la réalité virtuelle lui montre comment sa vision et son degré d’alerte changeraient s’il avait une commotion cérébrale.
 
« Grâce à sa grande accessibilité, cette application pourra influencer le comportement de footballeurs de tous âges, commente un représentant de l’université. Des entraîneurs d’écoles secondaires pourront rendre l’utilisation quotidienne de BrainGainz obligatoire pour les adolescents qui souhaitent rester membres de l’équipe scolaire. Mais les professionnels, beaucoup plus indépendants, pourront aussi en tirer parti. »
 

https://uanews.arizona.edu/story/ua-built-concussion-app-in-ncaa-competition