Béatrice Garnier
Le diagnostic des problems du sommeil tels que l’apnée du sommeil nécessite généralement qu’un affected individual passe la nuit dans un laboratoire du sommeil, connecté à divers capteurs et moniteurs. Des chercheurs du MIT, de Celero Units et de l’Université de Virginie occidentale espèrent rendre ce processus moins intrusif, en utilisant une capsule ingérable qu’ils ont développée et qui peut surveiller les signes vitaux à partir du tractus gastro-intestinal du affected individual.
La capsule, qui a à peu près la taille d’une multivitamine, utilise un accéléromètre pour mesurer la fréquence respiratoire et la fréquence cardiaque du individual. En moreover de diagnostiquer l’apnée du sommeil, l’appareil pourrait également être utile pour détecter les surdoses d’opioïdes chez les personnes à haut risque, affirment les chercheurs.
“C’est une intervention passionnante pour aider les gens à être diagnostiqués et à recevoir ensuite le traitement approprié s’ils souffrent d’apnée obstructive du sommeil”, déclare Giovanni Traverso, professeur agrégé de génie mécanique au MIT et gastro-entérologue au Brigham and Women’s Clinic. “L’appareil a également le potentiel de détecter rapidement des changements dans l’état respiratoire, qu’ils soient dus à des opiacés ou à d’autres situations qui pourraient être surveillées, comme l’asthme ou la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC).”
Dans une étude menée auprès de 10 volontaires humains, les chercheurs ont montré que la capsule pouvait être utilisée pour surveiller les signes vitaux et détecter les épisodes d’apnée du sommeil, qui surviennent lorsque le affected individual s’arrête et recommence à respirer à plusieurs reprises pendant son sommeil. Les patients n’ont montré aucun effet indésirable dû à la capsule, qui a traversé le tube digestif sans hazard.
Traverso est l’un des auteurs principaux de l’étude, avec Robert Langer, professeur au MIT Institute et membre du Koch Institute for Integrative Most cancers Research du MIT Victor Finomore, directeur du Centre de recherche sur la functionality humaine et les neurosciences appliquées à la faculté de médecine de l’Université de Virginie occidentale et Ali Rezai, directeur du Rockefeller Neuroscience Institute de la faculté de médecine de l’Université de Virginie occidentale. L’article paraît aujourd’hui dans la revue System.
Mesures des signes vitaux
Au cours de la dernière décennie, Traverso et Langer ont développé une gamme de capteurs ingérables qui pourraient être utilisés pour surveiller les signes vitaux et diagnostiquer les troubles du tractus gastro-intestinal, tels que le ralentissement gastro-intestinal et les maladies inflammatoires de l’intestin.
Cette nouvelle étude s’est concentrée sur la mesure des signes vitaux, à l’aide d’une capsule développée par Celero Methods qui comprend un accéléromètre qui détecte les légers mouvements générés par les battements du cœur et l’expansion des poumons. La capsule contient également deux petites batteries et une antenne sans fil qui transmet les données à un appareil externe tel qu’un ordinateur portable.
Lors de tests sur un modèle animal, les chercheurs ont découvert que cette capsule pouvait mesurer avec précision la fréquence respiratoire et la fréquence cardiaque. Dans une expérience, ils ont montré que le capteur pouvait détecter la dépression du rythme respiratoire résultant d’une forte dose de fentanyl, un médicament opioïde.
S’appuyant sur ces résultats, les chercheurs ont décidé de tester davantage la capsule dans le cadre d’un essai clinique mené au Rockefeller Neuroscience Institute de l’Université de Virginie occidentale. Dix patients inscrits à l’étude ont été surveillés à l’aide de la capsule ingérable, et ces sufferers ont également été connectés aux capteurs généralement utilisés pour surveiller le sommeil, afin que les chercheurs puissent comparer les mesures des deux styles de capteurs.
Les chercheurs ont découvert que leur capteur ingérable était capable de mesurer avec précision à la fois la fréquence respiratoire et la fréquence cardiaque, et qu’il a également détecté un épisode d’apnée du sommeil vécu par l’un des sufferers.
“Ce que nous avons pu montrer, c’est qu’en utilisant la capsule, nous pouvions capturer des données correspondant à celles que capteraient les capteurs transdermiques traditionnels”, explique Traverso. “Nous avons également observé que la capsule pouvait détecter l’apnée, et cela a été confirmé par les systèmes de surveillance typical disponibles dans le laboratoire du sommeil.”
Dans cette étude, les chercheurs ont surveillé les signaux émis par la capsule alors qu’elle se trouvait dans l’estomac, mais dans une étude précédente, ils ont montré que les signes vitaux pouvaient également être mesurés à partir d’autres events du tractus gastro-intestinal.
“L’estomac offre généralement certains des meilleurs signaux, principalement parce qu’il est proche du cœur et des poumons, mais nous savons que nous pouvons également les détecter ailleurs”, explique Traverso.
Aucun des people n’a signalé d’inconfort ou de dommage causé par la capsule. L’imagerie radiographique réalisée 14 jours après l’ingestion des capsules a révélé que toutes avaient traversé le corps des patients. Les travaux antérieurs de l’équipe de recherche ont montré que des objets de taille similaire se déplacent généralement dans le tube digestif en un peu furthermore d’une journée.
Surveillance rapprochée
Les chercheurs envisagent que ce type de capteur pourrait être utilisé pour diagnostiquer l’apnée du sommeil de manière moins intrusive que les capteurs cutanés actuellement utilisés. Il pourrait également être utilisé pour surveiller les clients lorsqu’ils commencent un traitement contre l’apnée, afin de s’assurer que les traitements sont efficaces.
Celero Programs, une société fondée par Traverso, Langer, Jeremy Ruskin, professeur de médecine à la Harvard Healthcare School, et Benjamin Pless, aujourd’hui PDG de la société, travaille actuellement sur des capteurs qui pourraient être utilisés pour détecter l’apnée du sommeil ou une surdose d’opioïdes.
“Nous savons que les personnes qui ont fait une surdose courent un risque additionally élevé de récidive. Ces personnes pourraient donc être surveillées moreover étroitement afin qu’en cas de nouvelle surdose, quelqu’un puisse les aider”, explique Traverso.
Dans des travaux futurs, les chercheurs espèrent incorporer un agent d’inversion de surdose tel que le nalméfène dans le dispositif, de sorte que la libération du médicament soit déclenchée lorsque le rythme respiratoire de la personne ralentit ou s’arrête. Ils travaillent également sur des stratégies visant à prolonger la durée pendant laquelle les capsules peuvent rester dans l’estomac.
La recherche a été financée par la chaire de carrière Karl van Tassel, le département de génie mécanique du MIT et Celero Programs.
Les auteurs de l’article incluent également Pless, James Mahoney, Justin Kupec, Robert Stansbury, Daniel Bacher, Shannon Schuetz et Alison Hayward.
