Idéalement, toute technologie doit avoir un impact positif sur les personnes et leur capacité à accomplir les tâches dont elles ont besoin. Cependant, lorsqu'une nouvelle technologie entre dans le domaine médical, les enjeux sont toujours plus élevés, car toute défaillance, erreur ou dysfonctionnement affecterait immédiatement la santé d'une personne. Certes, tous les dispositifs médicaux ne sont pas forcément vitaux, mais tous doivent être considérés avec le plus grand soin. La conception d’objets connectés est toujours un défi et les applications médicales présentent un niveau de complexité supplémentaire qui exige une attention accrue. Non seulement le processus de sélection des composants doit être plus rigoureux, mais la conception doit également tenir compte du fait que l'appareil est soumis à une forte usure et à des conditions environnementales variées. En outre, la sécurité et la fiabilité doivent être des priorités absolues.
Quels sont les différents types d'appareils de santé connectés ?
Les dispositifs IoT de santé peuvent être envisagés sous deux angles différents : la médecine ou l'ingénierie.
Une classification des objets connectés de santé en fonction de leur utilisation médicale
Du point de vue médical, les dispositifs connectés sont classés en fonction de leur impact : les dispositifs critiques pour la gestion de la vie, les dispositifs non critiques pour le suivi de la santé et la gestion de la vie, et les trackers de santé ou de fitness.
Les dispositifs pour le suivi de l'état de santé et gestion de la vie
Ces appareils électroniques sont utilisés pour le suivi de santé, il peut s’agir de stimulateurs cardiaques, par exemple. Ils sont chargés de transmettre les données recueillies sur les organes et les systèmes vitaux pour la vie.
Les dispositifs pour le suivi non vital
Ces types de dispositifs non vitaux ne sont pas moins importants, mais offrent une fenêtre de temps plus large dans laquelle une réponse est nécessaire en cas de panne. Parmi ces objets connectés, on retrouve les appareils de mesure de la pression artérielle ou du taux de glucose, par exemple.
Les trackers de santé ou de forme physique
Comme leur nom l'indique, les trackers de santé ou de fitness enregistrent les données relatives au nombre de pas, au régime alimentaire ou encore à la consommation de calories, dans le but de maintenir la forme et la santé de chacun.
Une classification des objets connectés de santé en fonction de la technologie utilisée
Du point de vue de l'ingénierie, les dispositifs médicaux IoT se divisent en deux catégories : les capteurs et moniteurs implantés, et les dispositifs portables.
Les capteurs et moniteurs implantés
Ces types de dispositifs, du point de vue de l'ingénierie, doivent être réalisés en accordant une attention particulière à l'interaction des matériaux, des composants et des signaux qui seront affectés par les mouvements corporels. De plus, lors de la conception de capteurs ou de moniteurs implantés, prévoir un système d’alimentation fiable est primordial. En effet, si la batterie s'épuise, il faudra probablement recourir à une procédure invasive pour fournir plus d'énergie au dispositif.
Les dispositifs portables
Bien que ces dispositifs soient de nature similaire aux capteurs et moniteurs implantés, ils répondent à des besoins environnementaux différents, comme la résistance à l'humidité par exemple. S’il est toujours préférable de disposer d'une alimentation constante, les dispositifs portables pourront s'adapter davantage aux demandes d'alimentation que les dispositifs implantés.
L’aspect final du produit : un facteur déterminant des objets connectés de santé
La conception de l’appareil de santé connecté est fortement déterminée par le facteur de forme du produit final. Le moniteur sera-t-il placé sur un support portable ? Le patient le portera-t-il sur lui ? Sera-t-il autonome dans l'environnement du patient ? L’aspect final d'un produit IoT médical aura une incidence sur la façon dont les patients et les médecins l'utilisent.
Les applications corporelles sont souvent disponibles sous forme de bracelet ou de montre. Comme les patients sont habitués à porter quelque chose au poignet, il est beaucoup plus facile de s'assurer que le moniteur est porté de manière constante. Pour une option plus esthétique, les bijoux sont une autre possibilité, avec des dispositifs intégrés dans des colliers ou des broches. Les vêtements
sont aussi une option populaire, avec des antennes ou des capteurs intégrés dans le tissu. Cependant, l'utilisation des vêtements nécessite généralement une pièce connectée de matériel de traitement, ce qui réduit l'attrait de l'utilisation des vêtements. Toutefois, il est probable que l'amélioration des textiles électroniques réduise à l’avenir la nécessité d'une électronique intégrée.
Certains produits n'ont pas besoin de surveiller un patient en permanence et peuvent prendre la forme d'un appareil portable ou d'un objet domestique. La plupart des exemples domestiques sont axés sur le fitness, plutôt que sur les applications médicales, mais des principes similaires peuvent être appliqués. Il s'agit par exemple de balances qui sont reliées à une application de suivi et donnent à l’utilisateur un retour d'information à long terme sur ses progrès en matière de gestion de son poids. Une autre approche consiste à attacher un capteur à un matelas pour recevoir des informations détaillées sur la qualité du sommeil.
Défis et considérations en matière de conception : systèmes, intégrité des signaux et traitement des données
Quelle que soit la forme du produit fini, les données médicales et physiques sont très personnelles et doivent être protégées de manière adéquate pour des raisons éthiques et juridiques. Bien sûr, les utilisateurs doivent avoir la possibilité de protéger leur vie privée et de contrôler leurs propres données. Cependant, selon le pays d’exportation de l’objet de santé connecté, les données médicales sont protégées par diverses lois. Cela signifie que la sécurité des données sur l'appareil, pendant la transmission et partout où les informations sont regroupées doit être prise en compte, tant du point de vue du logiciel que du matériel.
Objet connecté santé : des exigences en matière d'agencement et de systèmes
L'électronique médicale IoT peut affecter de façon radicale la gestion des données pour les patients. Les objets connectés de santé nécessitent donc un matériel très robuste et capable de survivre aux environnements difficiles et variés que les patients font subir à leur équipement. Il peut s'agir d'une douche, d'un événement sportif ou de n’importe quelle activité quotidienne. Tout en étant solide, le matériel doit également être suffisamment sensible pour fournir des données fiables en collectant des signaux de haute qualité et en filtrant tout bruit environnemental.
En outre, les signaux collectés doivent également être traités, ce qui exige que le microprocesseur ait une vitesse et une capacité suffisantes pour gérer tout traitement de données nécessaire à des performances fiables. Enfin, ce processeur doit avoir des besoins énergétiques suffisamment faibles pour fonctionner avec une batterie adaptée à une application portable.
L’intégrité du signal : un point critique pour des objets connectés de santé performants
Les considérations de conception pour la gestion de l'intégrité du signal sont essentielles pour les dispositifs IoT. Tout appareil connecté doit être capable de transmettre le bon signal dans les délais prévus. Ainsi, les appareils IoT fonctionnant grâce à la connectivité s'appuieront sur des principes de conception de cartes tels que le routage et la gestion de la largeur des traces, la réduction des interférences électromagnétiques et du bruit, et la prise en compte des intensités de signal de sortie nécessaires. Enfin, l'alimentation et la consommation d'énergie font aussi partie des aspects d'une carte de circuit imprimé qui peuvent entrer en conflit avec l'intégrité des signaux de conception.
Des données sécurisées à tous les niveaux pendant la transmission et le traitement
En matière d’objets connectés de santé, l'interopérabilité du produit est cruciale. Si la compatibilité des données n’est pas prise en compte, tout le travail de conception sera gaspillé et le produit ne pourra pas fonctionner comme prévu. De plus, pour être totalement fiable et utilisable, le système doit pouvoir s'interfacer avec plusieurs spectres sans fil, ou interagir avec d'autres dispositifs médicaux sans aucune complication.
Bien que la conception d’IoT médicaux soit complexe et exigeante, il s'agit d’un domaine passionnant qui permet de faciliter la vie des patients et sauver des vies. Avec des enjeux aussi élevés, il est essentiel de faire appel à des partenaires fiables qui seront à la hauteur de la tâche. Depuis 1996, Cats Power Design travaille dans le secteur du médical. Une expérience reconnue sur le marché qui en fait un partenaire de choix, capable d’accompagner les fabricants dans le développement à la fois hardware et software des objets connectés médicaux, le tout suivant les normes applicables. Cats Power Design travaille en effet avec des partenaires certifiés ISO 13485 et présente une traçabilité complète de l’ensemble de sa chaine de production. Pour en savoir plus sur la façon de surmonter les défis de la conception d’objets connectés de santé fiables et robustes, parlez-en à l’un de nos experts !
