Pour Microsoft, les cardiofréquencemètres embarqués sur nos objets connectés actuels sont loin d’être fiables. Dans un brevet, la firme de Redmond explique non seulement ce qui ne va pas, mais expose également son idée pour corriger le tir et permettre une meilleure mesure cardiaque sur nos bracelets connectés, montres et smartphones.

Dominé par l’Apple Watch, le marché des « wearables » est pluriel, composé de nombreux bracelets connectés et autres montres intelligentes. Les formats sont multiples, les fonctions aussi, mais il est un point que l’on retrouve très régulièrement : la mesure de la fréquence cardiaque. Pour cela, mis à par la dernière Apple Watch qui intègre un véritable électrocardiogramme, ces objets connectés intègrent généralement un cardiofréquencemètre.

Le problème du cardiofréquencemètre

Un cardiofréquencemètre fonctionne à l’aide d’un capteur optique infrarouge qui pulse une lumière contre le corps de l’utilisateur, généralement au niveau d’une artère. Cette lumière traverse les tissus et capte les changements lumineux liés aux différences de flux sanguin dans les veines à chaque pulsation cardiaque. Cela permet de connaître le nombre de battements par minute de votre palpitant.

Selon la qualité et l’emplacement du capteur, la fiabilité de la mesure peut néanmoins varier sensiblement. Dans un brevet déposé auprès de la WIPO (l’Organisation mondiale de la propriété intellectuelle), Microsoft s’étend sur le problème et explique ses faiblesses :

En raison de la nature unidimensionnelle de chaque capteur optique inclus dans un dispositif portable conventionnel, le dispositif portable ne peut pas vérifier que le capteur optique est correctement positionné sur une artère de l’utilisateur. De plus, en raison de la nature unidimensionnelle des capteurs du dispositif portable conventionnel, le dispositif portable conventionnel est incapable de détecter les artefacts de mouvement basés uniquement sur le ou les signaux délivrés par le(s) capteur(s).

Un appareil portable conventionnel est limité à la sortie de valeurs indicatives de la fréquence cardiaque et, dans certains cas, de l’oxygénation du sang, mais ces valeurs peuvent être inexactes en raison des mouvements de l’utilisateur et / ou des conditions environnementales. En outre, le dispositif portable est incapable de faire la distinction entre les réflexions du sang circulant dans les artères et les fluctuations provenant d’autres sources.

Vous l’aurez compris, si un cardiofréquencemètre correctement utilisé et placé peut s’avérer très fiable, de nombreux éléments peuvent venir faire fluctuer les résultats.

Une solution avancée

Parallèlement à cela, Microsoft détaille son idée pour améliorer la fiabilité de ce type d’appareil avec un capteur amélioré :

Le dispositif comprend un capteur optique multidimensionnel, tel qu’un capteur CMOS [identique aux capteurs photo donc, ndlr], conçu pour générer des images de MxN pixels […]. Le dispositif comprend de plus des lumières (par exemple, des diodes électroluminescentes) configurées pour éclairer le tissu sous la surface de la peau de l’utilisateur dans le champ de vision du capteur optique multidimensionnel. Étant donné que le sang absorbe plus de lumière visible que les autres substances du derme, les réflexions détectées par le capteur optique indiquent des artères et des veines.

Le dispositif comprend également un circuit de traitement qui reçoit des images générées par le capteur optique multidimensionnel et calcule des valeurs indicatives de l’hémodynamique de l’utilisateur. Dans les images générées par le capteur optique multidimensionnel, les circuits de traitement (qui peuvent être, par exemple, un processeur de signal numérique (DSP)) peuvent vérifier un type de tissu qui a été capturé dans l’image (par exemple, une artère par rapport à une autre), qui est une capacité que les dispositifs conventionnels ne peuvent pas fournir en raison de la nature unidimensionnelle des capteurs optiques.

Pour faire simple, Microsoft souhaite prendre des photos de votre derme afin de parfaitement repérer les artères et autres veines et s’assurer que les variations lumineuses détectées par le capteur optique sont bien générées par les afflux sanguins et non par des changements parasites (artefact, mouvement…). Un tel dispositif pourrait être embarqué dans des wearables, mais également dans des smartphones.

Encore un projet

Toujours est-il que Microsoft n’est plus présent sur le marché des objets connectés ni sur celui des smartphones. Il faudra donc voir dans quelle mesure il compte mettre en place son idée, qui pour l’instant reste au stade du simple brevet.