Les capteurs pourraient aider les gens à sortir de «l’état de stress»

Cet article a été initialement publié dans le Northwestern University Feinberg School of Medicine News Center.

Des trackers Fitbit aux patchs collants, les scientifiques et les cliniciens de Northwestern Medicine utilisent la technologie portable pour recueillir une multitude d’informations inédites sur les patients et pour concevoir des moyens innovants de traiter et de prévenir les maladies.

Utiliser la technologie de suivi à bon escient

Bonnie Spring, PhD, directrice du Center for Behavior and Health de l’Institut de santé publique et de médecine (IPHAM), prédit que l’utilisation des appareils portables dans la recherche explosera dans un proche avenir. Spring et son équipe utilisent la technologie de suivi depuis des années, depuis «l’époque où les pilotes de palme étaient à la pointe de la technologie». Maintenant, près de 15 ans plus tard, Spring mène plusieurs essais utilisant des appareils portables et des applications mobiles pour suivre les comportements.

Dans l’étude Sense2stop, Spring et son équipe utilisent des capteurs portables pour identifier quand les gens sont les plus à risque de s’adonner à une mauvaise habitude, comme fumer.

C’est assez avant-gardiste, car nous capitalisons sur le fait que les gens n’ont pas besoin de notre aide tout le temps – ils en ont juste besoin lorsqu’ils sont à risque. Le problème est qu’ils ne savent pas quand cela se produit, et nous non plus », déclare Spring, qui est également professeur de médecine préventive, de psychiatrie et de sciences du comportement et co-responsable du programme de prévention du cancer au Robert H. Lurie. Comprehensive Cancer Center de l’Université Northwestern.

Une intervention de pleine conscience

Spring et ses collaborateurs testent également actuellement l’impact d’une intervention de pleine conscience en période de stress. Les sujets portent une ceinture pectorale qui recueille des données sur la respiration et la fréquence cardiaque du patient. Lorsque le patient présente des signes physiologiques de stress, le capteur le détecte en temps réel, et envoie une intervention sur le téléphone portable de la personne. En plus de suivre le stress seul, l’équipe teste également une suite de capteurs pour suivre les signaux de stress liés au tabagisme et à la suralimentation.

« Nous apprenons à quoi ressemblent les signaux qui prédisent quand ils sont sur le point d’adopter ces comportements », déclare Spring. « Nous essayons de sortir les gens de leur état de stress. »

De plus, ces trackers peuvent permettre aux cliniciens de développer de nouvelles procédures de traitement, en donnant aux scientifiques les outils pour apprendre rapidement comment une personne réagit et s’adapte aux traitements.

« Vous pouvez voir très tôt si quelque chose fonctionne ou non. Nous serons en mesure d’utiliser les technologies des capteurs pour obtenir une alerte précoce sur la façon dont les gens vont », déclare Spring.

Dans un autre essai en cours axé sur la perte de poids, Spring et son groupe utilisent un modèle de «soins par étapes», un moyen de fournir et de surveiller des traitements à plusieurs niveaux. Un patient passe au niveau de traitement suivant tel que déterminé par le professionnel de la santé. Les patients de l’étude reçoivent des balances avec Wi-Fi qui suivent leur progression de perte de poids. Au lieu d’avoir à attendre des mois pour savoir si le traitement fonctionne, les prestataires de soins peuvent savoir en deux semaines si le patient réagit.

Le système de jumelage et la réadaptation

En plus de leur utilisation en prévention, les dispositifs portables sont également utilisés en réadaptation. Christine Pellegrini, PhD, professeure adjointe adjointe de médecine préventive, utilise actuellement les trackers d’activité Fitbit dans une étude pilote pour suivre les niveaux d’activité physique chez les patients qui ont subi une arthroplastie du genou.

Pellegrini et son équipe suivent deux groupes de patients pendant quatre mois au cours de la première année suivant leur chirurgie. Un groupe de patients recevra un Fitbit seul, tandis que l’autre groupe recevra des Fitbits pour lui-même et un ami. Pellegrini espère savoir si le simple fait de fournir un appareil portable augmentera l’activité physique, ainsi que de déterminer si le fait d’avoir un ami, un conjoint ou un collègue connecté avec eux via l’application de suivi d’activité motive les patients à être encore plus actifs.

Les trackers d’activité sont potentiellement utiles pour les patients ayant subi une arthroplastie du genou, car la thérapie physique à elle seule peut ne pas fournir la motivation nécessaire pour mener une vie saine et active.

«Nous pourrons avoir une idée de l’activité physique globale et proposer des recommandations potentielles pour les chirurgiens orthopédistes et les kinésithérapeutes. Avec le système de jumelage, nous examinons différentes constructions de soutien social. En fin de compte, nous cherchons à explorer différentes options. Actuellement, il n’y a pas beaucoup de directives sur le mode de vie et l’activité physique au quotidien pour ces patients », a déclaré Pellegrini.

Personnalisation des moniteurs et des trackers

Au Shirley Ryan AbilityLab du Center for Bionic Medicine, Arun Jayaraman, PhD, professeur agrégé de médecine physique et de réadaptation, utilise des capteurs portables et de nouvelles techniques d’apprentissage automatique pour la recherche sur les résultats chez les patients ayant un handicap physique.

Également professeur de sciences sociales médicales, de physiothérapie et de sciences du mouvement humain, Jayaraman mène actuellement plus de 20 études au laboratoire, des gants qui mesurent la mécanique de l’utilisation du fauteuil roulant pour la recherche sur les blessures à l’épaule aux prothèses de nouvelle génération dotées d’une technologie de pointe pour prévenir tombe chez les amputés.

En collaboration avec John Rogers, PhD, professeur Louis Simpson et Kimberly Querrey de science et d’ingénierie des matériaux, de génie biomédical et de chirurgie neurologique, Jayaraman teste un dispositif cutané adhésif pour une étude d’AVC en milieu hospitalier qui surveille le sommeil, la fréquence cardiaque, le stress, l’activité et plus.

« Le suivi des patients permet aux cliniciens de savoir ce qui se passe lorsqu’un patient reçoit un médicament ou suit une thérapie physique », explique Jayaraman. « Nous pouvons utiliser les données des moniteurs pour quantifier la médication d’un patient ou son intervention chirurgicale ou thérapeutique. »

Une grande partie du temps de son équipe est consacrée à la personnalisation des moniteurs pour différentes populations de patients. Jayaraman souligne les limites de la technologie commerciale des capteurs, qui est généralement calculée pour détecter des schémas simples chez des individus jeunes et en bonne santé.

« Cela prend beaucoup de temps et de travail pour développer des techniques avancées d’apprentissage automatique », déclare Jayaraman. «Il y a beaucoup de surestimation ou de sous-estimation des performances dans des appareils tels que Fitbits, et pour la personne moyenne, un calcul approximatif est acceptable, mais pour les patients où les médecins peuvent vouloir modifier un dosage de médicament, un plan de traitement ou évaluer si une intervention chirurgicale est nécessaire, il est important d’avoir des données exactes et précises.

Jayaraman envisage un avenir où les appareils portables « parleront » aux robots pour aider ou protéger les patients. Les capteurs nouvellement développés devenant de plus en plus petits, Jayaraman prédit qu’ils deviendront éventuellement des capteurs sans contact, qui à l’avenir pourraient balayer une pièce et recueillir des données détaillées sur toutes les personnes qui s’y déplacent.