Le tatouage électronique, une voie vers la révolution de la médecine

Aux États-Unis, un tatouage d’un nouveau genre qui pourrait révolutionner la médecine apparaît. Truffé d’électronique et appliqué directement sur la peau, il transmet des informations comme la température du corps et le rythme cardiaque directement aux médecins. Les diagnostics médicaux et les traitements pourraient se faire à l’aide de ces petits appareils.

Crédits photo : http://journaldugeek.com

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Le tatouage est à la mode mais celui présenté ici est tout à fait particulier, il est bourré d’électronique. À l’origine de cette innovation qui préfigure la médecine de demain, deux scientifiques, un ingénieur et un médecin installés à Chicago, aux États-Unis.

La médecine de demain est-ce l’établissement de diagnostics à distance, la surveillance de la santé des patients, et les soins sans même une hospitalisation ? Aujourd’hui les médecins s’appuient sur des outils perfectionnés et encombrants réservés au milieu médical pour détecter les dysfonctionnements du corps humain.  Les patients doivent donc venir à l’hôpital et parfois rester plusieurs jours pour un suivi approfondi.

Mais aujourd’hui, à la clinique de Chicago, un nouveau dispositif peut changer la donne : à l’avenir les diagnostics médicaux et les traitements pourraient se faire à l’aide de ces petits appareils. En parallèle avec son activité de chirurgien, le docteur Murad ALAM collabore avec une équipe de chercheurs, teste un dispositif innovant sur ses patients amputés dans l’espoir de mieux surveiller leur cicatrisation. Sous ce dispositif, des circuits électroniques ultra-fins au contact de la peau mesurent en continu la température locale de l’épiderme. Une information précieuse car une légère élévation de la température auprès de la plaie, peut-être signe d’infection.

Jusqu’ici seuls des appareils médicaux-complexes permettaient la mesure au centième de degré nécessaire à ce suivi. Avant que ce système existe, les médecins n’avaient pas, la plupart du temps, un accès à une information aussi précise. Ils sont obligés d’examiner la peau, de la toucher avec le bout des doigts pour savoir si elle est chaude… . Désormais ce système leur fourni des informations beaucoup plus précises.Les infections sont souvent diagnostiquées après coup, l’électronique épidermique pourrait permettre de les anticiper et de mieux comprendre les phénomènes biologiques. Pour l’instant ce prototype est relié par câble à l’ordinateur, à l’avenir des versions sans fil pourraient permettre un suivi à distance des patients sans hospitalisation.

Ce système pourrait bientôt mesurer, outre la température, l’activité cardiaque ou cérébrale des patients. Ceci ouvre la voie à une médecine d’avenir où le patient serait libre de ses mouvements. Dans une démarche originale, les créateurs du système ont décidé de se remettre aux médecins pour choisir les applications les plus utiles. Si ces applications futuristes ne font pas encore partie de notre quotidien, dans les laboratoires de l’université d’Illinois (Chicago), les créateurs de l’électronique épidermique développent déjà des prototypes qui s’y rapprochent. Le résultat, un véritable tatouage électronique très similaire, en apparence, à un tatouage d’enfant.

Pour créer ce tatouage, il a fallu relever plusieurs défis aux frontières de la recherche et de l’ingénierie. Obtenir une surface qui adhère parfaitement à la peau, miniaturiser à l’extrême les circuits, et une fois cette surface posée s’assurer que les connexions électriques faites de fils métalliques ne cassent pas lors de leur déformation. C’est un ingénieur en mécanique de l’université qui a trouvé une solution ingénieuse à ce problème : le matériau du câble de connexion n’est pas extensible, au contraire, il est très cassant donc il fallait trouver des ruses pour pouvoir l’étirer comme un élastique. L’idée est de donner au câble de connexion qui relie les composants une forme ondulée, un peu comme un ressort, permettant l’extensibilité.

Le problème des connexions résolu, il fallait encore réaliser des composants électroniques capables d’épouser parfaitement la peau : l’une des innovations des ingénieurs de l’université, est la production de circuits électroniques ultra-fins à partir d’un circuit intégré conventionnel, qui repose sur une rondelle de silicium d’un millimètre d’épaisseur.

L’équipe de recherche scientifique de cette université est donc partie d’un circuit intégré conventionnel produit sur des rondelles de siliciums comme les micros processeurs ou les mémoires d’ordinateurs, puis ils ont fait quelque chose de totalement inédit, en rasant la surface de cette rondelle, ils ont réussi à récupérer des composants dix fois plus fins qu’un cheveu humain.

Pour que le tatouage électronique se transforme en seconde peau, les scientifiques ont mené des recherches avancées sur les matériaux et le résultat est spectaculaire : le tatouage repose sur un substrat hydrosoluble (qui est soluble dans l’eau) pour la manipulation. Pour l’appliquer sur la peau, il suffit de le poser et de verser un peu d’eau, une opération qui prend moins de deux minutes.

Pour fonctionner, les circuits ultra-fins qui composent le tatouage doivent être alimentés en énergie, un véritable casse-tête car il n’existe pas de batteries aussi petites, l’équipe de recherche a trouvé une solution innovante : un dispositif de transmission sans fil de l’énergie électrique. Cette énergie provient d’une source, une antenne, qui émet des radiations un peu comme un téléphone portable. Ces radiations sont collectées par le dispositif et il s’en sert pour allumer une diode (électrode). Le circuit devient ainsi autonome, ouvrant le champ à une infinité d’applications notamment le suivi médical à domicile. Un simple téléphone peut servir d’une source d’énergie et lire en Wifi les données physiologiques relevées par le tatouage.

Au-delà de la collecte des données, les scientifiques se penchent sur série d’applications médicales qui vont bien plus loin, “l’interface homme-machine”. Le tatouage électronique capte le signal électrique lié à la contraction d’un muscle sachant que ce signal peut servir à contrôler à distance des machines, et c’est là l’espoir d’une plus grande autonomie pour les personnes handicapées : imaginez une personne complètement paralysée, incapable de bouger ses bras ou ses jambes, ce système pourrait alors se placer sous les cordes vocales dont les vibrations lui serviraient à contrôler des machines pour soulever ou déplacer des objets.

Aujourd’hui les chercheurs concentrent leurs efforts sur les applications de monitoring (surveillance médicale en continu), notamment chez les nouveau-nés pour aider la recherche médicale. Le champ des applications futures comme leur imagination est quasiment sans limites. Les scientifiques ont déjà imaginé utiliser cette technologie sur des organes internes, de sorte que le tatouage serait autour de la surface du cœur, recueillerait son activité électrique, le stimulerait électriquement de façon à éliminer l’arythmie par exemple.

Google et Motorola Mobility travaillent sur une application originale du tatouage électronique. Equipé d’un microphone émetteur-récepteur collé sur la gorge de l’utilisateur, il pourrait bientôt remplacer le kit mains libres. Le tatouage électronique enregistre les vibrations de la voix et transmet les informations aux smartphones collectés aux alentours.

Hakim BouarabaHakim BOUARABA

Etudiant en Master 2 Commerce électronique à l’Université de Strasbourg, je suis passionné par le domaine du numérique, les innovations technologiques et le droit de l’internet.

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1 réponse

  1. Victoire dit :

    C’est une invention dingue ! comment les données de température et autres sont transmises depuis le tatouage ?
    En tout cas cela annonce de grandes révolutions dans les années à venir !

    Super article !

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