Une nouvelle façon de mesurer le muscle

Rapidement après prenant une position de faculté à MIT, Joel Dawson '96, SM '97, se réunissait avec son professeur ancien de musique, Elana Ruehr, pour un café. Ruehr, un locuteur MIT dans la musique et les arts du théâtre, mentionnait que son mari, un neurologiste au Beth Israel, cherchait un ingénieur pour lui aider avec un appareil pour mesurer la perte musculaire dans des patients avec la SLA et d’autres maladies musculaires.

Dawson, qui se spécialise dans des microplaquettes pour des communications sans fil, était intrigue par la chance de faire quelque chose hors de son focus normale – et quelque chose qui pourrait avoir un impact directe sur l’amélioration des vies des gens.

"Beaucoup de ma recherche dans le laboratoire est sur des microplaquettes pour des systèmes sans fil, et des électroniques pour des GSMs et des stations de base,’ a dit Dawson, un professeur associé dans l’ingénierie électrique. ‘Les communications sans fil ont aidé les gens, mais ici la dimension d’aide est un peu plus directe.’

Dawson a assisté le mari de Ruehr, Dr. Seward Rutkove, avec un essai de muscle qui est en train d’être testé maintenant dans des patients au Beth Israel Deaconess Medical Center, où Rutkove est directeur de la Division de Maladies Neuromusculaires. Rutkove a lancé le projet il y a presque 10 ans, en espérant de créer une façon facile, consciencieuse d’observer la perte musculaire dans des patients avec la SLA, aussi connue comme la sclérose latérale amyotrophique, ou la SLA. La maladie attaque les neurones moteurs qui contrôlent les mouvements musculaires volontaires, menant à la faiblesse musculaire et l’atrophie.

"Dès que quelqu’un a reçu la diagnose, nous n’avons pas une bonne façon de suivre la progression de la maladie,’ dit Rutkove.

Observer le muscle

Pour le moment il n’y a aucun traitement pour la SLA, mais être capable à consciencieusement mesurer la progression de la perte musculaire, pourrait aider les scientifiques d’évaluer l’efficacité de médicaments dans des testes cliniques. Mesurer la perte musculaire peut aussi aider les médecins à déterminer si des patients avec des conditions traitables comme des maladies de muscle inflammatoires et des dommages orthopédiques répondent à une thérapie.

Pour le moment, la fonction musculaire est testée avec électromyographie, qui nécessite une aiguille d’être placée dans le muscle du patients quand le patients le contracte – une procédure pénible.

L’essai de Rutkove et Dawson estime la perte musculaire en utilisant la myographie impédance électrique (EIM), qui mesure la résistance du muscle à un courant électrique en traversant un petit nombre de courant non-pénible à travers le muscle en utilisant deux électrodes. Rutkove a trouvé que tester sa résistance, ou impédance, dans des patients avec l’atrophie musculaire donne une image consciencieuse de la perte ou le gagne de muscles.

Pour rassembler des données utiles, néanmoins, l’impédance doit être mesurée dans plusieurs différentes directions transversalement dans le muscle, ce qui peut consommer beaucoup de temps.

"Si vous allez utiliser des électrodes, vous les attachez, faites vos mesures, et vous les ré-attachez dans une autre direction et refaites le mesure,’ dit Dawson. ‘Si vous êtes intéressés dans plus de deux directions, vous voyez que c’est une procédure longue.’

Rutkove a annexé Dawson pour emballer le système EIM dans un appareil portable que les médecins ou les thérapeutes physiques pourraient facilement utiliser dans leurs cliniques. Le nouvel appareil contient deux couronnes concentriques d’électrodes, qui peuvent être sélectivement activées pour produire des mesures dans des différentes directions, éliminant le besoin d’attacher et détacher à plusieurs reprises les électrodes.

La première génération de leur appareil produisait des mesures consciencieux, mais avec ses électrodes proéminentes, effilées, n’était pas gentil pour le patient. C’était aussi trop compliqué pour un non-ingénieur à comprendre. ‘En principe, nous avons pu nous arrêter là. Nous ramasseraient les données que nous voulaient, mais un thérapeute physique ne va pas utiliser quelque chose comme ceci. C’est trop encombrant." dit Dawson.

En rendant l’essai plus conviviale, était un processus que Dawson comparait avec le dessin d’Apple du iPod et l’iPhone. ‘Les joueurs MP3 sont déjà là pour un temps longue, mais ils ne démarraient pas jusqu’à ce qu’ils étaient faciles à utiliser,’ il a dit. L’iPhone vous enseigne presque comment il faut l’utiliser. Comme interface, c’est géniale. "

Avec l’aide de l’associé postdoctorale MIT Hong Ma, l’équipe a fait l’essai plus petit et plus facile à utiliser, et ils ont construit un tableau d’électrodes avec une surface plate au lieu de pointes, le rendant plus confortable pour les patients.

William David, un neurologiste au Massachusetts General Hospital qui est familier avec le projet, dit qu’un tel essai a le potentiel de devenir un jour l’équivalent d’un stéthoscope d’un neurologiste.

"Si ils peuvent avec succès développer un essai portable qui pourrait simplement être placé sur la peau d’un patient, ça pourrait être un teste non-invasive, et très vite pour exécuter dans le lit, avec aucun désaccord pour le patient,’ dit-il.

Dawson et ses collègues décrivent la dernière génération de l’essai EIM dans un rapport qu’ils ont soumis à l’Annals of Biomedical Engineering. Ils ont présenté la première génération de l’essai à la Conférence IEEE International Engineering in Medicine and Biology l’année passée.

Dès perfectionné, l’appareil ne pourrait pas seulement être utilisé pour étudier la SLA mais aussi pour aider à évaluer la santé des muscles dans des patients avec d’autres maladies, comme la dystrophie musculaire.

Rutkove, qui a registré un patent sur l’appareil, a aussi parlé à NASA sur la possibilité d’utiliser les essais pour mesures l’atrophie musculaire dans des astronautes engageant dans une mission potentielle à Mars. Pendant le voyage de 6 mois, les astronautes perdaient de la masse musculaire à cause de la manqué de gravité, mais il n’y a pas de façon facile de mesurer justement combien de leur force sera affecté. Avec l’essai, les astronautes pourrait évaluer s’ils sont assez forts pour ouvrir la porte de l’hublot, ou pour faire des tâches ayant besoin de force.

Rutkove a dit qu’il s’attend à l’appareil étant prêt pour la production commerciale dans les deux ans, et pourrait possiblement avoir l’accord du FDA un an plus tard.

Traduire: Joke Mulleners

Source: ALS Independence