Un système de diagnostic gastro-intestinal nomade révolutionnaire

En plus de viser à désengorger les établissements de santé, l’Internet des objets se fraye un chemin pour créer une nouvelle forme de diagnostic nomade. Les données récoltées par les cellulaires intelligents représentent une mine d’informations sur chaque partie du corps et son rythme métabolique. Les systèmes combinant récolte, réception, envoi et analyse des informations sont des moyens de traçabilité autonomes. La gestion des flux de données récoltées est un défi important qui se situe aussi bien à l’étape de la réception qu’à celle de la captation. Si cette dernière fonction semble de plus en plus accessible grâce à l’évolution considérable des capteurs portables, sonder certaines parties du corps n’est pas toujours une mince affaire. C’est une des difficultés technologiques que les chercheurs du GI Innovation Group de l’Université de Californie (UC) à San Diego ont réussi à résoudre.

En voulant créer un système permettant de suivre l’activité gastro-intestinale, l’équipe de recherche se heurtait à une contrainte particulière. En effet, les signaux électriques de l’estomac sont dix fois plus faibles que ceux du cœur et sont de fait difficiles à détecter, notamment, parmi les autres bruits intérieurs.

Un diagnostic plus précis et non invasif

Le système conçu par les chercheurs fonctionne comme un électrocardiogramme. Il permet de surveiller l’activité du tractus gastro-intestinal en temps réel, un type d’examen fait habituellement par les spécialistes. La nouvelle technologie promet ainsi de faciliter le diagnostic et de l’optimiser en permettant un suivi de 24 heures chez soi. Les symptômes anormaux, comme la nausée et les maux de ventre, qui peuvent survenir à n’importe quel moment de la journée peuvent être de fait enregistrés, même hors du cadre clinique. Les informations sur les activités vitales comme la prise de repas, le sommeil, l’activité physique, etc., peuvent aussi être enregistrées et couplées aux analyses des signaux électriques. De plus, cette technologie évitera aux patients de passer par l’étape de l’anesthésie.

Selon Armen Gharibans, l’auteur principal de l’étude, ce système révolutionnera le diagnostic du gastro-entérologue en le rendant plus précis, rapide et personnalisé. L’analyse de la cartographie du tractus gastro-intestinal est aussi bénéfique aux personnes en bonne santé. L’équipe a indiqué par exemple que la technologie pourrait être utilisée pour le suivi des sportifs de haut niveau, afin d’adapter leurs régimes alimentaires aux changements de routine pendant les voyages.

Composants, fonctionnement et résultats des tests

Figure Le système et ses étapes de récolte, d’analyse et d’envoi des données

Le système se compose d’un dispositif qui s’attache au niveau de l’abdomen et d’une application. Les données reçues par le terminal mobile intelligent sont transmises au personnel soignant. L’appareil se compose d’une boîte imprimée en 3D comportant en outre la batterie. Elle est munie de 10 électrodes de détection de l’activité électrique. Grâce à l’expertise en traitement des signaux du groupe de recherche dirigé par Todd Coleman, professeur en bio-ingénierie à l’UC San Diego, l’équipe a créé un algorithme qui résout le problème de distinction du signal. Il s’agit d’un algorithme de suppression automatique d’artefacts qui sélectionne les données en séparant l’activité musculaire abdominale, les battements cardiaques et l’activité gastrique en différentes bandes de signaux, permettant aux cliniciens de les examiner individuellement et de les comparer.

Des tests effectués sur onze enfants et un adulte ont montré que les données collectées par le système sont semblables à celles récoltées par la méthode clinique invasive. Les résultats ont montré le changement de l’activité gastro-intestinale non seulement lors des repas, mais aussi pendant le sommeil, suivant de fait le rythme circadien.

Le tractus gastro-intestinal

Un outil de recherche scientifique

Le système pourrait être mis aussi au service de recherches poussées sur le vieillissement et la grossesse, deux facteurs importants de problèmes gastriques peu étudiés jusqu’à présent. Les suivis de ces deux processus vitaux pourront déboucher par conséquent sur la création de technologies, et de protocoles de prédiction et de prévention de la santé gastrique.

Intitulée « Artifact Rejection Methodology Enables Continuous, Noninvasive Measurement of Gastric Myoelectric Activity in Ambulatory Subjects », l’étude a été coécrite par des chercheurs du Département de bio-ingénierie, du GI Motility & Physiology Program, du Département de pédiatrie de l’UC San Diego et du Département de psychologie l’UC Berkley. Elle a été publiée le 22 mars 2018 dans la revue Nature.