Systèmes embarqués dans les applications médicales: l’adoption rapide de l’intelligence artificielle (AI) et de l’Internet des objets (IoT) transforme le paysage industriel. Et la tendance ne fait que s’accentuer. Une révolution est en cours, comme le montrent l’avancée des communications mobiles, les villes intelligentes, les transports connectés, la fabrication avancée et les soins de santé connectés. L’avènement des réseaux 5G rend possibles l’usage de nouveaux dispositifs et le transfert d’une quantité énorme de données.
Dans le domaine des soins de santé, la conception des dispositifs médicaux électroniques subit également une transformation. De quelle façon? La convergence de l’IoT avec les systèmes embarqués crée de nouvelles applications qui vont changer le visage des soins aux patients. L’augmentation des maladies chroniques et le vieillissement de la population modifient l’approche des soins de santé. Des maladies comme les crises cardiaques, le cancer et le diabète
tuent 41 millions de personnes dans le monde chaque année. Cela représente 71 % de tous les décès. Quelle pourrait être l’utilité de l’électronique médicale?
Examinons l’utilisation des systèmes embarqués dans les applications médicales.
Nous verrons ensuite comment vous pouvez sortir votre épingle du jeu dans ce domaine en pleine croissance.
De quelle façon les systèmes embarqués dans les applications médicales transforment les soins de santé?
Les systèmes embarqués ne sont pas un concept nouveau en médecine. Ils font partie de systèmes d’exploitation plus vastes qui suivent les signes vitaux, amplifient les sons et effectuent des examens par imagerie. L’imagerie par résonance magnétique (IRM), la tomodensitométrie (TDM) et les oxymètres de pouls font partie depuis longtemps de l’arsenal des traitements médicaux.
Mais l’adoption de l’IoT accroît l’usage de dispositifs portables avancés. Se concentrer sur la réduction des facteurs de risque est l’une des façons de maîtriser les maladies chroniques. Il est essentiel d’investir dans la prise en charge de ces maladies en les détectant, en les dépistant et en les traitant à un stade précoce.
Dans quelles sphères les systèmes embarqués interviennent-ils? Ils peuvent suivre les patients dans leur vie quotidienne et fournir de l’information sur leurs symptômes. Des glucomètres, des stimulateurs cardiaques et des inhalateurs connectés sont désormais donnés aux patients pour prendre soin de leur santé. Des biocapteurs portables sont en mesure de détecter l’apparition d’une maladie à un stade précoce. Et les montres intelligentes qui suivent l’activité physique, les habitudes de sommeil et les signes vitaux gagnent en popularité chez les consommateurs.
Les systèmes embarqués se sont complexifiés en raison des progrès de la technologie des semi-conducteurs. Ces avancées créent de nouvelles possibilités pour les soins aux patients. Les dispositifs sont désormais suffisamment petits pour être portés comme des bijoux ou implantés sous la peau. Affichant une faible consommation d’énergie, ces appareils requièrent uniquement de petites piles. De nouvelles formes de traitement deviennent ainsi une réalité.
Comment les systèmes embarqués fonctionnent-ils?
Des systèmes embarqués intégrés à la conception de dispositifs médicaux électroniques
L’utilisation de dispositifs portables intervient à un moment où l’adoption de la télémédecine s’accélère. En effet, plus de 42 % des Américains ont utilisé un service de télésanté pendant la pandémie de COVID-19. Cela s’est traduit par une augmentation de 6 000 % des demandes en télésanté au cours de l’été 2020.
Pendant les périodes de confinement, ces appareils ont permis aux médecins d’examiner les patients à distance, de poser des diagnostics et de prescrire des traitements. Ils viennent également combler le manque problématique de personnel de la santé dans les zones reculées.
Voici cinq façons dont les dispositifs médicaux et l’IoT interviennent dans de nouvelles applications:
1. Inhalateurs connectés
L’inhalateur intelligent enregistre la prise de médicaments et avertit le patient lorsque le moment est venu de prendre une dose. Les applications connectées guident les patients sur la manière d’utiliser l’inhalateur et présentent de l’information, comme les prévisions d’allergènes. Des capteurs suivent la respiration du patient et alertent le médecin en cas de problème. Le médecin peut alors adapter son traitement en conséquence.
2. Moniteurs de glucose et pompes
Des timbres ou des implants contenant des capteurs intelligents mesurent la glycémie sans douleur. Les patients n’ont plus à se piquer le doigt ni à se faire prélever du sang pour mesurer leur glycémie. Les appareils d’administration d’insuline en libèrent continuellement chez les utilisateurs au moyen d’une pompe automatique.
Il est ainsi plus facile pour les patients de se traiter à domicile et de mieux prendre en charge leur maladie. Un tel dispositif leur évite les hauts et les bas extrêmes de la glycémie, allégeant ainsi le poids sur le système de santé.
3. Moniteurs d’activité
Les montres intelligentes ne se contentent plus de compter les pas. Elles recueillent toute une série de
données biomédicales, de la fréquence cardiaque à l’ingestion et à la perte de calories, en passant par la consommation d’eau et les habitudes de sommeil. Certaines technologies utilisent des capteurs qui envoient des microcourants dans le corps pour mesurer la santé des patients.
4. Lits d’hôpital intelligents
Les capteurs intégrés à des
lits intelligents suivent en permanence les signes vitaux d’un patient et alertent le personnel de santé en cas de changement. L’issue est meilleure lorsque la réponse aux urgences est immédiate. Les lits intelligents s’ajustent aussi pour offrir plus de confort.
5. Soins préventifs
Les médecins élargissent leur champ d’action au-delà des soins d’urgence pour répondre aux besoins d’une population vieillissante. Les dispositifs médicaux qui suivent les signes vitaux d’un patient peuvent dépister des risques de maladies au moment où ils se dessinent. Les médecins peuvent ainsi intervenir à un stade précoce et prévenir l’apparition de maladies chroniques. En agissant tôt, on réduit le nombre d’admissions à l’hôpital et on favorise une meilleure utilisation des ressources.
Dans les
systèmes embarqués, il est important que
le matériel et le logiciel fonctionnent de concert. Il faut aux dispositifs médicaux des logiciels spécifiques pour traiter et analyser les données qu’ils collectent. Les logiciels assurent le suivi et la surveillance d’une gamme croissante d’appareils, d’objets à porter et d’autres équipements biomédicaux. Le matériel doit allier robustesse et fiabilité.
Les dispositifs doivent produire des
données précises que les médecins et les patients peuvent interpréter. Il faut également que soit
vérifié à intervalles réguliers le fonctionnement adéquat des
capteurs utilisés dans les dispositifs.
L’avenir des dispositifs médicaux et de l’IoT
La prochaine génération de
dispositifs médicaux électroniques émerge, faisant passer les soins de santé à la vitesse supérieure. Par exemple, des dispositifs portables peuvent injecter des médicaments à un patient en fonction de son état.
L’électronique et les logiciels embarqués des dispositifs médicaux gagnent en complexité. Autre point essentiel : il faut que les dispositifs IoT protègent les données personnelles qu’ils collectent en vue de protéger la vie privée des patients.
Les équipes de conception doivent avoir l’expérience nécessaire pour proposer des solutions de haute qualité présentant un risque minimal, tout en respectant les normes très rigoureuses d’homologation du domaine médical.
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