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Un patch à l’écoute du cœur et de la voix

Publié le

Il pèse 214 milligrammes, se colle à peu près n’importe où sur la peau, et se met à l’écoute des moindres signaux acoustiques émis par les organes internes. Ce " stéthoscope" portable à même le corps- comme un patch- est capable de détecter la signature acoustique d’un souffle au cœur. Il sait aussi reconnaître la parole pour, par exemple, commander une machine à la voix dans un environnement bruyant…

Un patch à l’écoute du cœur et de la voix © University of Colorado Boulder

Une valve cardiaque qui se ferme, un muscle qui se contracte, un mouvement du tube digestif…autant d’ondes mécaniques qui se propagent à travers le corps et sont des signaux intéressants pour le diagnostic. Pour recueillir ces signaux mécano-acoustiques avec le maximum de souplesse, une équipe de chercheurs américains a fabriqué un patch électronique qui se colle sur la peau – sur la poitrine, sur le cou, sur le bras… pour détecter les vibrations et les analyser. Leur capteur couvre un large spectre de fréquences, de moins d’un hertz à plusieurs centaines de hertz : des battements du cœur jusqu’aux fréquences de la voix. Car le patch électronique sait aussi détecter la voix du porteur.

L’équipe, qui réunit plusieurs universités américaines (université de l’Illinois, Northwestern University, université du Colorado), a pu tester son capteur sur des volontaires, et vérifier qu’il permettait de détecter la signature acoustique de pathologies, comme l’écoulement turbulent du sang dans une valve cardiaque : un souffle au cœur. Un essai en laboratoire (in vitro)  a montré que le système pourrait aussi mettre en évidence la formation de caillots sanguins.

Un capteur extensible

Le cœur du capteur est un accéléromètre muni de son électronique de filtrage et de préamplification du signal– uniquement des composants standard du marché. Des filaments de cuivre en serpentin, dans un polymère, assurent l’interconnexion souple entre les composants. Des électrodes permettent de connecter le patch sur la peau. Et le tout est encapsulé dans un élastomère : le patch résultant est extensible et s’adapte aux mouvements de la peau. Pour leurs essais, les chercheurs ont extrait les signaux à analyser via un fil. Mais une transmission sans fil ne poserait pas de problème.

Ce dispositif peut se mettre à l’écoute de n’importe quel organe, et donc, en particulier, des cordes vocales. Ce qui permettrait de l’utiliser comme une interface vocale pour commander une machine. A titre de démonstration, les chercheurs ont ainsi créé une commande vocale de jeu vidéo qui, en captant le signal "à la source", ou presque,  peut même fonctionner dans le bruit.

L'étude a été publiée dans l'édition de novembre de Sciences Advanced

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