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Résumé

L'objectif du projet MAN est d'élaborer et tester une méthodologie d'évaluation de l'accessibilité numérique pour les personnes âgées, croisant approches quantitatives et qualitatives. Les premiers résultats du projet obtenus en 2017 sont présentés, ainsi que les objectifs avancés pour 2018.

Abstract

Personalized monitoring is an emerging ambition for health technologies responding the needs of patients and healthcare professionals. In this regard, the purpose of this work is to propose a e-health care device offering active control and permanent actuating link able to control the amount of drug delivered. A first part presents our motivations related to the problems of the aging of the population, recalls the current approaches for the monitoring of the elderly and describes the need in the systems of actuations in particular for the aid to the taking of drugs. From these needs, a state of the art is proposed on the techniques for controlling the delivery of drugs. A second part is dedicated to the study and characterization of the diffusion of lidocaine through the skin. Experiments are carried out to demonstrate the efficiency of diffusion techniques in terms of control and improvement of the quantity delivered. Finally, the notion of control of the administered dose is correlated to the integrated actuator via a control command. A third part presents a modeling and a numerical simulation of the transdermal diffusion related to the results obtained during experiments on a Franz cell, and the transposition of the model on a planar structure. Different scenarios of electrical stimulations and shape factors have been conducted to obtain optimal administration profile. Finally, the last part is devoted to technological locks and to the design of the intelligent system which adapt the dose administered according to the needs of the patient. A prototype is made, integrating actuation functions, and data recovery from integrated sensors. This chapter discusses the intelligent aspect of the system through the implementation of a suitable program, it ends with an analysis of the energy consumption of the system.

Résumé

La surveillance personnalisée est une ambition émergente pour les technologies de la santé qui répond aux besoins des patients et des professionnels de santé. L'objectif de ce travail est d'aller jusqu’aux soins, en utilisant un actionneur télécommandé pour mettre en oeuvre automatiquement une prescription médicamenteuse. Un système transdermique intelligent est conçu, sous la forme d’un patch, pour administrer de manière contrôlée des médicaments. Une première partie présente nos motivations liées aux problèmes du vieillissement de la population, rappelle les approches menées actuellement pour le monitoring des personnes âgées et décrit le besoin et le manque au niveau des systèmes d’actionnements notamment pour l’aide à la prise de médicaments, A partir de ces besoins, un état de l’art est proposé sur les techniques permettant de contrôler la délivrance de médicaments afin de dégager des spécifications techniques d’un système d’actionnement intelligent. Une deuxième partie est consacrée à l’étude et la caractérisation de la diffusion de la lidocaïne à travers la peau. Des expérimentations sont réalisées pour démontrer l’intérêt des techniques d’aide à la diffusion en termes de contrôle et d’amélioration de la quantité délivrée. Finalement, la notion de contrôle de la dose administrée est corrélée à l’actionneur intégré via une loi de commande. Une troisième partie présente une modélisation et une simulation numérique de la diffusion transdermique en liaison avec les résultats obtenus lors d’expérimentations sur une cellule de Franz, et la transposition du modèle sur une structure planaire. Différents scénarios de stimulations électriques et de facteurs de formes ont été conduits pour obtenir profil d’administration optimal. Finalement, la dernière partie est dédiée à la conception du système qui permet d’adapter la dose administrée selon les besoins du patient. Un prototype est réalisé, intégrant des fonctions d’actionnement, et de récupération de données issues de capteurs intégrés.

Mots-Clés / Keywords

patch intelligent; Délivrance de médicament; Microsystèmes; Iontophorèse; Smart patch; Drug delivery; Microsystems; Iontophoresis;

Abstract

Transdermal active drug delivery is one way to propose new disease treatment as an improvement to passive patches diffusion based on concentration gradient. Although skin limitations due to low permeability active transdermal delivery approach are investigated, by the proposition of an iontophoretic reusable and controllable patch. Making such an e-health care device offers active control and permanent actuating link able to control the amount of drug delivered. In vitro experiment is conducted to investigate the current effect on the permeation. Modelling and simulations are carried out to optimise the design and the electrical stimulation and finally a global overview of the architecture of the patch is presented.

Abstract

The objectives of this work are to develop a technological solution designed to support active aging of frail older individuals and to conduct a first evaluation of the devices. We wish to bring a reflection in the field of connected health by setting up a remote medical follow-up. In this context, the connected object presented in this article aims at implementation a longitudinal follow-up of the walk by a health professional. Continuous remote data analysis applies behavior learning methods by modeling walking habits and allows the detection of deviations by application of thresholds defined by the expert. We propose an instrumented shoe insole to provide such monitoring (number of steps, distance covered and gait speed). In this perspective, we designed a low power microelectronic device integrated into the thickness of an insole in order to demonstrate the technical feasibility of such a device in laboratory and in living conditions. The project called “FOOT-TEST” is funded by the DIRECCTE of the Midi-Pyrenees Region in France. This project brought together a manufacturer who specializes in the design of foot-care systems, geriatricians and our laboratory specialized in electronics to propose a technical solution adapted to frail individuals. Two smart insole prototypes have been produced and a first evaluation of the smart insole in real use conditions has been performed. According to user feedback, the smart insole seems to be much easier to use than commercial connected pedometers. Moreover, in terms of performance, the smart insole provides better results. In this paper, we present specifications of the device, technological choices and the design of two versions of the smart insole, methods used to measure desired settings, a first evaluation of the system and, finally, preliminary conclusions and work in progress.

Résumé

Les enjeux liés au vieillissement de la population sont désormais considérables pour notre pays puisque à l’horizon 2060, les personnes de 60 ans et plus pourraient représenter près de 30 % de la population totale selon Blanpain et Chardon (2010), soit plus de 20 millions d’individus. Même si l’espérance de vie et la qualité de vie se sont très fortement améliorées par rapport à l’après-guerre, cela pose et va poser plusieurs questions notamment : comment permettre le maintien à domicile des personnes âgées, de celles qui sont en perte d’autonomie voire dépendantes ? Le secteur des services à la personne se situe à un moment charnière de son évolution, en raison de la mise en oeuvre de la loi relative à l’Adaptation de la Société au Vieillissement (ASV) au cours de l’année 2016, laquelle cherche à apporter des réponses aux transformations démographiques actuellement en cours dans notre pays. Compte tenu de la complexité des enjeux que le vieillissement de la population soulève, il nous a semblé nécessaire de pouvoir croiser différents points de vue, compétences et expérimentations en suscitant un dialogue entre des disciplines scientifiques variées mais aussi avec des praticiens "du domicile". Dans ce sens, nous avons mis en place un comité éditorial qui a réuni 33 enseignants-chercheurs et professionnels, dont l’expertise a permis de couvrir les principales problématiques rencontrées par le secteur des services à la personne et, de manière plus large, la Silver Economie, gage, par là même, de la rigueur et de la qualité des chapitres présentés dans ce livre. Dans cet ouvrage, vous trouverez 8 chapitres qui ont été rédigés par 21 auteurs professionnels, enseignants-chercheurs et/ou docteurs concernant cinq grandes thématiques qui sont : les conditions de travail et la conciliation emploi-famille pour les métiers d’intervention au Québec ; la construction de parcours et la gouvernance de réseaux sur les territoires ; la professionnalisation de l’encadrement et du management des structures de services à la personne ; le recours aux gérontechnologies pour favoriser le maintien à domicile ; les limites d’appropriation voire les questions déontologiques, éthiques et juridiques que pose l’utilisation des gérontechnologies au domicile.

Abstract

Over the last decade, smart sensors have grown in complexity and can now handle multiple measurement sources. This work establishes a methodology to achieve better estimates of physical values by processing raw measurements within a sensor using multi-physical models and Kalman filters for data fusion. A driving constraint being production cost and power consumption, this methodology focuses on algorithmic complexity while meeting real-time constraints and improving both precision and reliability despite low power processors limitations. Consequently, processing time available for other tasks is maximized. The known problem of estimating a 2D orientation using an inertial measurement unit with automatic gyroscope bias compensation will be used to illustrate the proposed methodology applied to a low power STM32L053 microcontroller. This application shows promising results with a processing time of 1.18 ms at 32 MHz with a 3.8% CPU usage due to the computation at a 26 Hz measurement and estimation rate

Abstract

In this paper, we present current-voltage characteristics of vertical and pseudo-vertical Diamond Schottky diodes operating up to 473 K. The functionality rate is greater than 75% for each samples. For vertical diodes, current density at 473 K reaches 488 A/cm², while it is greater than 1000 A/cm² for pseudo-vertical diodes. Under reverse bias, the leakage current is less than 10−7 A/cm² at 50 V for all functional diodes. However, the high barrier height and high non-ideality factor observed are probably caused by high charges at the Diamond/Schottky contact interface. This article emphasizes the high reproducibility of the characteristics and the functionality rate at 473 K.

Abstract

The GIBIC research team, from UdeA, and S4M from LAAS-CNRS, designed a glove with inertial sensors (IMU) for quantifying surgeons’ dexterity. A previous study validated its capacity to accurately rank participants, compared to a video evaluation, during neurosurgery training. The objective of this work is to check this validity for laparoscopic surgery, compared with a “gold-standard” simulator, the LapSim (Surgical Science®). For this purpose, the inertial basic data of the sensors were processed into quantified score comparable with the LapSim scores. A trial was designed and conducted during one month with nine students training on specific LapSim tasks.

Abstract

A large number of power meters were produced on the market for nearly 20 years and according to user requirements. Purpose: This study aimed to determine the validity, sensitivity, reproducibility and robustness of the Powertap (PWT), Stages (STG) and Garmin Vector (VCT) power meters in comparison with the SRM device. Methods: A national-level male competitive cyclist was required to complete three laboratory cycling tests that included a sub-maximal incremental test, a sub-maximal 30-min continuous test and a sprint test. Two additional tests were performed: the first on vibration exposures in the laboratory and the second in the field. Results: The VCT provided a significantly lower 5 s power output (PO) during the sprint test with a low gear ratio compared with the POSRM (-36.9%). The POSTG was significantly lower than the POSRM within the heavy exercise intensity zone (zone 2, -5.1%) and the low part of the severe intensity zone (zone 3, -4.9%). The POVCT was significantly lower than the POSRM only within zone 2 (-4.5%). The POSTG was significantly lower in standing position than in the seated position (-4.4%). The reproducibility of the PWT, STG and VCT was similar to that of the SRM system. The POSTG and POVCT were significantly decreased from a vibration frequency of 48 Hz and 52 Hz, respectively. Conclusions: The PWT, STG and the VCT systems appear to be reproducible, but the validity, sensitivity and robustness of the STG and VCT systems should be treated with some caution according to the conditions of measurement.