Avec un manteau blanc, un stéthoscope est la marque de fabrique des médecins du monde entier. Les stéthoscopes sont utilisés pour diagnostiquer les bruits produits par le cœur et les poumons. Utilisé de manière conventionnelle, les vibrations de la surface du corps sont transmises à une membrane du pavillon puis au tympan de l'utilisateur où elles sont perçues sous forme de sons. Les stéthoscopes acoustiques sont relativement peu coûteux et sont utilisés de manière fiable depuis plusieurs décennies, mais ils ont un inconvénient. Le diagnostic des souffles cardiaques, telles que l'évaluation de la fonction des valves cardiaques, est effectuée de manière subjective et dépend directement de l'expérience du médecin effectuant l'examen.

En collaboration avec des chercheurs de l'Université de technologie de Brandebourg (BTU) à Cottbus et du Département de médecine palliative de l'Universitätsklinikum Erlangen, Les ingénieurs électroniciens de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ont mis au point une procédure permettant de détecter et de diagnostiquer de manière fiable les bruits cardiaques à l'aide d'un radar. À l'avenir, des radars mobiles pourraient remplacer les stéthoscopes conventionnels et une surveillance permanente et sans contact des fonctions vitales des patients pourrait être possible à l'aide de radars fixes.

Les chercheurs ont développé une procédure qui pourrait éventuellement remplacer la phonocardiologie conventionnelle. En utilisant un système radar à ondes continues à six ports, ils ont mesuré les vibrations sur la peau causées par le rythme cardiaque. "En principe, nous utilisons une méthode similaire pour détecter la vitesse dans le trafic routier, " explique Christoph Will, un doctorant au LTE. « Au cours de ce processus, une onde radar est dirigée vers la surface d'un objet et réfléchie. Si l'objet bouge, la phase de l'onde réfléchissante change. Ceci est utilisé pour calculer la force et la fréquence du mouvement - de la poitrine, dans notre cas."

Contrairement aux systèmes radar pour la surveillance du trafic, le système radar biomédical peut détecter des changements de mouvement qui mesurent quelques micromètres, ce qui est une condition préalable importante pour diagnostiquer même les plus petites anomalies telles que l'insuffisance, sténoses ou valves cardiaques qui ne se ferment pas correctement.

Les premiers tests ont été très concluants. Les patients testés ont été examinés dans divers états d'activité tels qu'au repos et après le sport, et leurs bruits cardiaques ont été détectés. Une comparaison directe entre le système radar et les instruments standards conventionnels avec un stéthoscope numérique et un électrocardiographe (ECG) a montré une corrélation très élevée.

"Lors du diagnostic de S1, qui est le premier bruit du cœur, par exemple, nous avons obtenu une corrélation de 92 % avec l'ECG, " dit Kilin Shi, qui est également doctorant au LTE. "La corrélation était de 83 pour cent dans une comparaison directe des formes de signaux avec le stéthoscope numérique. C'est absolument fiable." Les chercheurs disent que les légères déviations sont causées par le fait que les mesures utilisant le système radar et les systèmes de référence ne peuvent pas être effectuées simultanément exactement au même endroit sur le corps. En outre, le système radar mesure une surface et non un seul point comme le stéthoscope, ce qui est également une raison pour les valeurs de mesure variables.

Sans contact et objectif

Les chercheurs de la FAU sont optimistes quant au fait que les systèmes radar mobiles pourraient remplacer les stéthoscopes conventionnels dans le diagnostic de la fonction cardiaque dans un avenir proche. Un avantage offert par le radar est le fait que les valeurs sont enregistrées numériquement et ne sont donc pas subjectives, exclure de manière significative l'erreur humaine lors du diagnostic d'anomalies ou de maladies. Utilisation de radars biomédicaux pour les examens prophylactiques automatisés, par exemple, dans les salles d'attente des médecins, au travail, ou à la maison, est également faisable.

Les chercheurs travaillent déjà sur un autre projet pour surveiller les fonctions vitales des patients gravement malades à l'aide de systèmes radar fixes 24 heures sur 24 et sans câbles perturbateurs. "La mesure sans contact et donc sans stress de paramètres vitaux tels que les bruits cardiaques a le potentiel de révolutionner les soins cliniques et la recherche, par exemple, en médecine palliative, " explique le Prof. Dr. Christoph Ostgathe, chef de la médecine palliative à l'Universitätsklinikum Erlangen à la FAU et co-auteur de l'étude. "Par exemple, nous pourrions informer plus rapidement les proches des malades en phase terminale au début de la phase mourante, car le système radar détecte immédiatement tout changement dans la santé des patients. Il serait également possible de détecter d'éventuels symptômes douloureux chez les patients qui ne peuvent pas communiquer."