Ce patch cutané, développé par des bioingénieurs de l’Université de Californie – San Diego pourrait apporter un avertissement précoce en cas de risque d'accident vasculaire cérébral. Son principe ? Il analyse par ultrasons le flux sanguin vers des organes comme le cœur et le cerveau. Présenté dans la revue Nature Biomedical Engineering, il constitue un bel exemple de dispositif de surveillance, portable, innovant et connecté.
Il est important de connaître voir de surveiller la vitesse et la quantité de sang qui circule dans les vaisseaux sanguins d'un patient, car cela peut aider les cliniciens à diagnostiquer différentes affections cardiovasculaires, notamment les caillots sanguins, les valvulopathies, les troubles de la circulation dans les membres ou des blocages dans les artères pouvant entraîner un accident vasculaire cérébral ou une crise cardiaque.
Un patch à ultrasons, doux et extensible, pour surveiller le flux sanguin
Le nouveau patch à ultrasons développé à l'UC San Diego peut surveiller en continu le flux sanguin, ainsi que la pression artérielle et la fonction cardiaque, en temps réel. Il est là pour faciliter l'identification précoce des problèmes cardiovasculaires. Ses « inventeurs », une équipe dirigée par Sheng Xu, professeur de nano-ingénierie à la UC San Diego Jacobs School of Engineering, ont cherché ici à capter des « signaux profonds ».
Capter des signaux profonds : le patch peut être porté sur le cou ou la poitrine. Sa particularité du patch est qu'il peut détecter et mesurer des signaux cardiovasculaires jusqu'à 14 centimètres à l'intérieur du corps de manière non invasive. Et avec une grande précision.
« Ce dispositif portable apporte une image plus complète et plus précise de ce qui se passe dans les tissus profonds et les organes critiques comme le cœur et le cerveau, le tout à partir de la surface de la peau. Détecter des signaux à de telles profondeurs est extrêmement difficile pour l'électronique portable. Pourtant, c'est là que les signaux les plus critiques du corps et les organes centraux sont « enterrés » », précise l’un des auteurs principaux, le chercheur Chonghe Wang, diplômé en nano-ingénierie.
Un faisceau d'ultrasons orientable : le dispositif peut permettre une inclinaison sous différents angles et dirigée vers des zones du corps qui ne sont pas directement sous le patch. C’est une vraie prouesse au niveau des capteurs : les capteurs portables existants ne surveillent généralement que les zones situées juste en dessous.
Comment ça marche ? Le patch est composé d'une fine feuille de polymère souple et extensible qui adhère à la peau. Un réseau de transducteurs à ultrasons de taille millimétrique est intégré au patch. Chaque transducteur est contrôlé individuellement par ordinateur, avec 2 modes possibles, un mode de synchronisation des transducteurs pour pouvoir transmettre ensemble des ondes ultrasonores, de manière à pouvoir surveiller un point aussi profond que 14 centimètres dans le corps. L’autre mode permet une transmission spécifique de chaque transducteur afin d’étudier une zone plus étendue, sous différents angles.
« Cela confère à notre dispositif de multiples capacités : surveiller les organes centraux ainsi que le flux sanguin, avec une haute résolution. Ce qui ne serait pas possible avec un seul transducteur ».
Enfin le patch est simple à utiliser, ici l’équipe montre qu’il est bien capable d’enregistrer avec précision le flux sanguin dans les principaux vaisseaux sanguins tels que l'artère carotide. Certes, il reste encore un long chemin à parcourir avant d'être prêt pour un usage en routine clinique.
L'équipe travaille aujourd’hui sur l'intégration de toute l'électronique sur le patch pour le rendre sans fil.
Source: Nature Biomedical Engineering 16 July 2021 DOI : 10.1038/s41551-021-00763-4 Continuous monitoring of deep-tissue haemodynamics with stretchable ultrasonic phased arrays
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