Un capteur portable hautement sensible pour la surveillance cardiorespiratoire pourrait potentiellement être porté en continu par des patients cardiaques ou d'autres personnes nécessitant une surveillance constante.

Le capteur petit et pas cher, annoncé dans Lettres de physique appliquée , est basé sur un système électrochimique impliquant deux formes ioniques d'iode, I- et I3-. Une solution contenant ces substances électrolytiques est placée dans une petite cavité circulaire qui est coiffée d'un mince diaphragme flexible, permettant la détection de mouvements subtils lorsqu'il est placé sur la poitrine d'un patient.

Les petits mouvements provoqués par le rythme cardiaque et la respiration amènent le diaphragme flexible à déplacer la solution I-/I3- dans un canal étroit dans l'appareil, où il est détecté électrochimiquement par quatre électrodes de platine.

"Le corps du capteur a été fabriqué à l'aide d'Ecoflex 00-20, qui s'est avéré être très doux, caoutchouc de silicone solide et extensible largement utilisé dans la simulation médicale, orthèses, et prothèses, ", a déclaré l'auteur Yong Xu.

Les enquêteurs ont créé un moule pour la chambre circulaire et le canal étroit associé en utilisant l'impression 3D. Une solution pour créer Ecoflex 00-20 a été versée dans le moule pour former le corps du capteur et a également été appliquée par centrifugation sur un disque à rotation rapide pour produire le diaphragme mince. Après que le diaphragme et le corps de la chambre aient été collés ensemble, les enquêteurs ont utilisé une seringue pour remplir la chambre avec la solution d'électrolyte.

L'appareil résultant ne mesure que 28 millimètres de large et est sans danger pour la peau, il peut donc être fixé directement sur le corps du patient. L'appareil a pu détecter le rythme cardiaque avec une sensibilité élevée. Un rapport signal sur bruit supérieur à 6:1 a été atteint, ce qui est considéré comme bon.

La respiration peut être détectée par cet appareil de deux manières différentes. En raison de l'extensibilité du capteur, il se déforme lorsque la poitrine se contracte et se dilate lors de la respiration, fonctionnant comme un capteur de contrainte. L'autre façon dont le capteur détecte la respiration est due à la façon dont le volume de la cavité thoracique change au cours d'une respiration, moduler le signal du rythme cardiaque. De cette façon, la respiration est détectée indirectement par des changements dans le rythme cardiaque.

Les auteurs suggèrent que leur capteur pourrait potentiellement être utilisé pour le diagnostic de maladies respiratoires, comme le COVID-19, ce qui conduit souvent à un essoufflement.

"Les symptômes au stade précoce de l'infection peuvent être subtils, ", a déclaré Xu. "Les dispositifs portables capables de détecter avec précision les variations respiratoires et cardiovasculaires subtiles sont d'un grand intérêt, en particulier pendant la pandémie actuelle."