Pour développer son stimulateur de succion non-nutritive, Innara Health a intégré un capteur de position de MTS Sensors, basé sur l'effet magnétostrictif. Compact et précis, ce type de capteur se montre bien adapté aux besoins de l'instrumentation médicale.

Les données compilées par l'OMS (Organisation Mondiale de la Santé) montrent que 13 millions d'enfants naissent prématurément chaque année (soit 10% de l'ensemble des naissances mondiales). Des études ont mis en évidence que les naissances prématurées pouvaient conduire à des pathologies chroniques, et à des problèmes de santé pouvant mettre la vie en danger. Environ 5% des prématurés naissent avant la 28ème semaine de gestation. Les organes vitaux et le système neurologique de ces bébés, qui pèsent en général moins d'un kilo, sont souvent sous-développés.

L'une des difficultés de développement auxquelles font face les bébés nés avant terme est la difficulté à s'alimenter correctement. Le passage de l'alimentation par sonde à l'alimentation orale peut s'avérer problématique. Pour aider ces enfants à assimiler des réflexes de succion NNS (Non-Nutritive Succion, ou succion non-nutritive) plus efficaces, le fabricant de dispositifs médicaux Innara Health a créé le NTrainer. Cet appareil s'appuie sur une stimulation pneumatique pour favoriser le développement des tissus nerveux responsables de l'aspiration. Il permet ainsi aux bébés prématurés d'évoluer plus rapidement vers l'ingestion autonome de nourriture.

Des impulsions pneumatiques pour cadencer la succion

Le NTrainer applique des impulsions d'air à une enveloppe préformée jouant le rôle de "cadenceur", qui entraîne des modifications rythmées de la forme de la bouche du bébé prématuré. Cela émule les mouvements qui se produiraient si le bébé aspirait correctement. Le bébé essaie alors de synchroniser les mouvements de sa bouche avec le cadenceur, établissant ainsi les voies neurales nécessaires à une alimentation autonome.

Un générateur d'air comprimé fournit au dispositif les impulsions pneumatiques imitant le processus de succion. Un capteur intégré au dispositif suit l'intensité de la succion NNS du bébé prématuré. Il est monté sur un actionneur linéaire qui pilote le vérin pneumatique producteur du flux d'air pulsé. Le capteur mesure la position de l'actionneur linéaire à tout moment et donc la course de la pompe. Ceci permet une évaluation en continu du développement de la succion NNS du bébé.

Une technologie de mesure de position fiable...

La technologie de capteur intégrée à l'appareil est basée sur l'effet magnétrostrictif, qui modifie les propriétés d'un matériau ferromagnétique sous l'effet d'un champ magnétique. Cette méthode permet d'obtenir des mesures de position très précises. Pour cette partie de la conception du système, Innara Heath s'est rapproché de MTS Sensors, en spécifiant l'un des modèles de la série C. Celle-ci utilise la technologie Temposonics mise au point par MTS pour fournir une méthode de mesure de position fiable et précise, basée sur la magnétrostriction. Cette méthode de mesure étant sans contact, elle est insensible aux vibrations, aux chocs, aux températures élevées, et autres perturbations. Cela permet de maintenir des performances opérationnelles très élevées, même dans les conditions d'utilisation les plus difficiles.

... et de grande précision

La position est déterminée avec une grande précision grâce à l'interaction momentanée de deux champs magnétiques. La technologie Temposonics fait appel à un guide d'ondes ferromagnétique, un aimant mobile, un convertisseur d'impulsions et un circuit électronique. L'aimant mobile est solidaire de l'objet dont on veut mesurer la position. Il génère un champ magnétique longitudinal dans le guide d'ondes, à son emplacement. Une brève impulsion de courant est appliquée à la base du guide d'ondes, pour créer un champ magnétique radial. Quand l'impulsion de ce champ radial se rapproche de l'aimant mobile, les deux champs magnétiques interagissent. La magnétostriction provoque une déformation élastique du guide d'ondes, qui donne naissance à une onde ultrasonique de torsion. Celle-ci revient à la base du guide d'ondes où elle est convertie en signal électrique.

Schéma de principe.

Étant donné que l'onde ultrasonique se déplace à vitesse constante le long du guide d'ondes, il est possible de déterminer la position exacte de l'aimant mobile qui l'a produite (en mesurant le temps écoulé entre la génération de l'impulsion de courant et la détection de l'onde ultrasonique qui y répond). Comme la sortie des capteurs basés sur cette technologie correspond à une position absolue plutôt qu'à une valeur relative, toute re-calibration est inutile.

Les capteurs de la série C sont les plus petits du catalogue MTS. Ils sont particulièrement adaptés aux applications disposant d'un espace très limité, comme l'instrumentation médicale. Innara Health a opté pour ce type de capteur parce qu'il fournit une mesure de position absolue, en offrant à la fois une fiabilité et une précision élevées. En outre, le capteur a pu être monté à l'extérieur du compresseur, ce qui signifie qu'il n'empiète pas sur l'espace limité disponible à l'intérieur de la pompe.

Grâce à cette technologie de capteur, le traitement des bébés prématurés peut être amélioré, en leur permettant d'acquérir les réflexes de déglutition des aliments. Cela se traduira à terme par une prise de poids plus rapide, et une diminution sensible du temps passé en soins intensifs, donc du coût de ces soins, ainsi que du stress auquel le bébé et ses parents sont soumis.

MTS Sensors, F-94046 Créteil, www.mtssensors.de