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Dispositifs médicaux sans fil : l’avenir technologique de la santé ?

Publié le 16 octobre 2018 par Patrick RENARD
Source : © Inria / Hubert Raguet
Salle d'expérimentation du CITI, utilisée pour développer des solutions sans fil homogènes, auto-adaptatives et sécurisées.

Fulgurantes, les avancées dans les technologies médicales sans fil sont porteuses de progrès considérables en matière de réactivité et de qualité des soins. Mais la communication sans fil représente un défi de taille, notamment en termes de cybersécurité.

Aux Etats-Unis, la FDA (Food and Drug Administration) a approuvé la première pilule numérique, équipée d'un petit capteur ingérable, dont le but est de s'assurer que le patient a bien pris son médicament ; lequel traite en l'occurrence des troubles psychologiques.

Techniquement, le procédé est très élaboré : l'intérieur de la capsule intègre des lignes imprimées (comprenant une antenne) à l'aide d'une encre faite de nanoparticules d'argent conductrices non toxiques. Lorsque la capsule entre en contact avec l’acide de l’estomac, un signal est envoyé au récepteur d'un patch porté par le patient. Le patch relaie alors l’information à un smartphone (par Blue-tooth), qui la transmet à son tour à un serveur et/ou à des personnes par le réseau cellulaire. Ce "Nano-DM" est ensuite dissout et évacué par les voies naturelles.

Cet exemple illustre bien les avancées et l’avenir "sans fil" de la santé connectée.

Pour une médecine à distance

Les avantages des nouvelles technologies pour le médical sans fil sont bien documentés. Le Département américain de la Santé et l'OMS (Organisation mondiale de la Santé) ont beaucoup communiqué sur la modernisation des services de santé, citant des études qui détaillent l'utilité de ces nouvelles technologies.

On parle de médecine sans fil, qui englobe les dispositifs, produits et technologies permettant aux médecins, patients et soignants de diagnostiquer et de surveiller à distance les problèmes de santé, de gérer le traitement plus efficacement et d'accélérer la communication, la prise de décision et l'intervention.

Selon une étude de Markets and Markets, le marché mondial des dispositifs médicaux portables sans fil devrait atteindre près de 18 Md$ en 2020, en croissance d'environ 12% par an, en moyenne.

Avec les dispositifs médicaux sans fil, les patients peuvent se déplacer plus librement, sans contrainte du "fil à la patte". Les médecins y voient notamment la possibilité de surveiller à distance les statistiques vitales des patients, y compris le rythme cardiaque, la température corporelle, le taux de glycémie et la tension artérielle. Ils peuvent également ajuster l'administration de médicaments à distance, en modifiant le dosage ou les prescriptions en fonction des besoins du patient.

Ces technologies peuvent avoir un effet énorme sur la qualité des soins et sur les moyens de recevoir ces derniers. Une analyse en temps réel des patients conduit nécessairement à des temps de réponse plus courts si un patient a besoin d'attention ; ce qui pourrait sauver des vies.

Des applications médicales, et non des gadgets de fitness

Exemple d’un dispositif de surveillance : une application qui fonctionne sur un smartphone et qui permet de surveiller le patient à distance. Celui-ci peut utiliser jusqu'à quatre DM sans fil simultanément à son domicile et transmettre des informations au centre de surveillance. L'application collecte des données à partir de dispositifs qui surveillent la pression artérielle, le poids, la glycémie, le débit respiratoire maximal et le rythme cardiaque. Le centre de surveillance transmet l'information à l'ordinateur du soignant ou du patient.

On peut citer ainsi de nombreuses applications, comme la ceinture qui permet de surveiller les mouvements quotidiens, la montre munie d'un système de surveillance fœtale, la pompe pour injecter automatiquement de l’insuline, etc... Tous ces dispositifs vont nous faire changer la façon dont nous interagissons avec notre corps et avec les professionnels de santé.

Conçus avec des capteurs intelligents (associés à un microcontrôleur), ces DM portables connectés sont capables de mesurer, de surveiller et d'analyser divers indicateurs d'état de santé. Pour s'assurer que ces capteurs intelligents fonctionnent correctement au sein des dispositifs médicaux, il convient d'utiliser des composants de faible puissance, et une source d'alimentation miniature fiable, durable et non intrusive. Car les dispositifs sans fil, de petite taille, doivent être fonctionnels 24 heures sur 24.

Le point critique de la cybersécurité

Il existe également de nombreux défis pour les DM sans fil. L'un des plus importants concerne la cybersécurité : la connexion à Internet expose les données collectées par un dispositif médical à une menace d'intrusion potentielle. Cette question est particulièrement critique dans l'industrie des DM puisqu'ils recueillent des données personnelles sur la santé, qui pourraient nuire au patient si les données étaient violées. Ces "nuisances" ont été relayées par une publication du FBI (Federal Bureau of Investigation).

L’approche de la FDA, qui a depuis longtemps pris en compte cet aspect pour les DM connectés, est essentiellement basée sur un processus de gestion des risques pour répondre aux menaces de la cybersécurité.

De manière générale, la cybersécurité des DM consiste à garantir la disponibilité, l’intégrité et la confidentialité des données.

La recherche, au cœur des innovations sans fil

Sur le sans fil, et en matière d’innovation, la recherche française est plutôt bien placée.

A Lyon, le CITI (Center of Innovation in Telecommunication and Integration of service) est un laboratoire académique associé à l'INSA (Institut National des Sciences Appliquées) et à l'INRIA (Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique). Le CITI développe des activités de recherche réunissant l'informatique, les réseaux et les communications numériques, dans un environnement protéiforme (personnes, objets, véhicules, capteurs, téléphones ...) avec une architecture hétérogène incluant l'accès sans fil, offrant mobilité, omniprésence et adaptabilité.

Des technologies de pointe sont attendues dans divers domaines pour fournir des solutions sans fil homogènes, auto-adaptatives et sécurisées. L'expertise transversale que le CITI a acquise au cours des dix dernières années en fait un lieu unique en France, voire en Europe. La salle d’expérimentation du laboratoire est, quant à elle, unique au monde : d’une surface de plus de 200 m², électro-magnétiquement "isolée", elle dispose d’une infrastructure réseau sophistiquée et reconfigurable à volonté.

Attention aux dérives futuristes

Dérive technologique, dérive technocratique d’un monde connecté, où chaque personne est monitorée et géo-localisée en temps réel, en permanence... pour sauver une vie en cas d’attaque cardiaque, diront certains ; pour surveiller, collecter, exploiter, voire pirater des données personnelles ou vitales, selon d’autres.

La littérature et filmographie de science-fiction a déjà écrit les bénéfices et dérives de ces mondes hautement technologiques : par exemple, l’excellent film "Bienvenue à Gatacca" (1997 de A. Niccol) où les citoyens sont sélectionnés et surveillés en permanence par leur ADN.

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