Portrait de Pierre-Julien Guay

Collaboration avec les technologies

Retenir son souffle pour la biologie

Par Pierre-Julien Guay. Le 3 Août 2017

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Bruno Gilbert, enseignant en sciences de la nature au Cégep Beauce-Appalaches, souhaitait illustrer différents concepts de biologie en invitant les étudiants à mesurer leurs propres paramètres à l’aide de sondes liées à des appareils mobile. Le marché offre en effet une panoplie d’appareils à coût abordable dont les données peuvent être lues sur appareils mobiles de type tablette ou téléphone intelligent au moyen d’une liaison Bluetooth.

Un pèse-personne intelligent

Les balances intelligentes ont la particularité étonnante de pouvoir distinguer l’augmentation de masse grasse et de masse maigre (musculaire) lors de la prise de poids. La quantité de graisse est mesurée grâce à l'impédance bioélectrique en faisant passer un faible courant électrique d’un pied vers l’autre. La mesure est habituellement relativisée en fonction de l’âge, du sexe et de la taille, ce qui nécessite la saisie manuelle de ces données dans un dossier personnel.

L’expérimentation avec la balance connectée iHealth Core SH6 révèle que les mesures sont imprécises et instables. En outre, les produits conçus pour un usage familial ne peuvent conserver les données des étudiants de toute une classe et confondent les étudiants qui se ressemblent au niveau du poids et des masses. Bruno Gilbert ne recommande donc pas l’utilisation de cet appareil à des fins didactiques.

Un oxymètre

L’oxymètre de pouls permet de mesurer le taux d'oxygène dans le sang (SPO2), le pouls ainsi que l’indice de perfusion. Pour bien illustrer les phénomènes, des mesures doivent être prises au repos et à l’effort. L’expérimentation révèle également qu’il faut éviter de bouger l’appareil, car on obtient alors des données erratiques.

Lors de la mesure avec l’oxymètre de pouls Bluetooth iHealth, modèle PO3, les étudiants ont été invités à se priver d’inspiration sur de courtes périodes de temps et de façon répétée afin de restreindre la ventilation pulmonaire et observer une modification des résultats.

Période
Temps
(min.)
Sujet 1
Sujet 2
Sujet 3
Repos0989998
À l'effort1989998
2959596
3939495
Concentration relative en oxygène sanguin mesurée au niveau de l’index de la main droite chez 3 sujets au repos et 3 minutes après une activité physique (flexion sur jambes, sans poids) jumelé à une arythmie volontaire de la respiration où les sujets retenais leur respiration à 3 reprises chaque minute pour une durée de 10 secondes.

Bruno Gilbert a remarqué que l’application mobile associée à l’oxymètre de pouls iHealth Air ne semble pas enregistrer des données à intervalles réguliers. Il a également observé des difficultés de connexion Bluetooth. Il note qu’il faudra déterminer les conditions idéales pour la mesure avant d’envisager l’utilisation avec un groupe d’étudiants.

Le tensiomètre, mesure après un effort physique

Un tensiomètre mesure la tension artérielle et le pouls. Il est impératif d’être immobile pour l’utilisation de l’appareil sans fil d'iHealth, modèle BP3L. Ce type de sonde constraint donc les sujets au calme pour faire des lectures. L’expérience consiste à faire des mesures après un effort physique.

Période

Temps (min)

Sujet 1

Sujet 2

Sujet 3

Au repos

0

121/71

109/83

110/72

1

108/66

107/82

105/70

2

114/65

108/80

110/79

Après l’effort

3

135/94

121/73

146/96

4

130/94

118/75

144/97

5

124/90

109/75

139/92

Pression artérielle chez 3 sujets au repos et 3 minutes après une activité physique (flexion sur jambes, sans poids) jumelée à une arythmie volontaire de la respiration où les sujets retenaient leur respiration à 3 reprises chaque minute pour une durée de 10 secondes.

L’appareil connecté présente sensiblement les mêmes lectures de pression, en considérant les incertitudes des appareils, que le modèle d’appareil non connecté dont dispose le collège.

Il nous semble opportun d’évaluer d’autres modèles de tensiomètre iHealt soit, le BP5 et le BP7, pour lesquels la pompe est directement située sur le brassard. Cela donnera plus de flexibilité lors des expérimentations.

Une seconde expérience avec le tensiomètre consistait à utiliser une sonde iHealth modèle BP5 pour mesurer la pression sanguine des sujets dans un contexte où le corps est soumis à un stimulus, ici, un choc de température, ce qui permet d’illustrer  le concept d’homéostasie sous différents angles.

Cette sonde reliée par Bluetooth simplifie la prise de mesure. En étant semi-automatique, elle permet de faire le suivi des lectures de façon graphique sur l’iPad sans manipulations ou prises de notes supplémentaires. Dans cette expérience, la mesure de la température du corps se fait de façon manuelle. À noter que le temps de charge des sondes exige d’avoir une source électrique à proximité. Également, la sonde à usage domestique ne possède aucun indicateur de niveau de charge, seulement un voyant de couleur.

Mesure au tensiomètre après un choc thermique

Utilisation de la sonde iHealth modèle BP5 dans un contexte où le corps est soumis à un choc de température. Le sujet plongeait son avant-bras  dans bac d’eau de 12 degrés Celsius lors pendant 3 minutes.

Conclusion

Les sondes utilisées dans ces expériences sont prévues pour un usage domestique. Pour préserver la vie privée des étudiants, des comptes génériques ont été créés sur le site de iHealth. Naturellement, si plusieurs étudiants utilisent un même compte générique, la progression des mesures n’a plus aucune signification.

Bruno Gilbert a éprouvé plusieurs difficultés à connecter par Bluetooth les sondes aux appareils mobiles. Ces difficultés devraient être résolues avant d’envisager une application à grande échelle auprès de groupes-classes. Par ailleurs, il n’a pas observé d’interférence lors de l’utilisation simultanée d’un tensiomètre et d’un oxymètre alors qu’ils étaient reliés pour l’un à un iPad et pour l’autre à un Android

Enfin, l’utilisation d’un téléphone intelligent comme moniteur plutôt qu’un iPad est  recommandée pour réduire l’encombrement lors des mesures.

 

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