Dossier Objets connectés. en collaboration avec Veltigroup

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1 Source: Fotolia Dossier Objets connectés en collaboration avec Veltigroup L Homme a cherché de tout temps à influencer le cours de l Histoire en augmentant sans relâche son champ d action. La croissance de productivité depuis la 1 ère révolution industrielle au début du XVIIIe siècle grâce au développement de la machine à vapeur en est une illustration. Dès la 2 ème moitié du XXe siècle avec l apparition des premières machines programmables, il arrive à interagir de manière bidirectionnelle avec la machine pour la mettre à son service. Puis, l émergence d internet crée une nouvelle ère et introduit un médium universel au travers duquel toute entité humaine, machine ou plus communément «objet» peut se connecter pour y transmettre ou y acquérir de l information. Les communications sont facilitées, les échanges s accélèrent grâce à la Mobilité et le volume d informations explose dans le Cloud, dans un contexte de données non structurées mais qui restent toutefois corrélées. Pour profiter pleinement de cette dernière révolution, l Homme doit continuer à créer une valeur ajoutée palpable à travers cet univers connecté. Un enjeu que la combinaison de l Internet des Objets avec le Big Data se propose de résoudre. Il existe notamment un domaine qui renferme un fort potentiel d avancées concrètes au service de l humanité, au-delà d une productivité accrue. C est celui des technologies médicales. L exemple de la bouteille connectée développée par Ethimedix et insentia illustre comment il est possible de conjuguer disruption technologique, développement business et amélioration du bien-être de l Homme. Rivo Radanielina, CEO d Insentia.

2 38 Dossier Objets connectés en collaboration avec Veltigroup «Le fait de connecter le dispensateur ouvre de nouvelles opportunités» Ethimedix a développé un dispensateur de morphine destiné aux pays en développement. En y ajoutant la connectivité, la jeune pousse souhaite ouvrir de nouveaux débouchés pour son produit. Explication avec René Patthey, ancien CIO du CHUV et officiant aujourd hui comme CTO d Ethimedix. Interview: Rodolphe Koller «La SmartBottle est aussi conçue pour être économique, robuste, portable, simple à utiliser et disposer d une grande autonomie» René Patthey, CTO d Ethimedix Quelle est l origine de ce projet de dispensateur de doses de morphine? L objectif initial était de répondre à un besoin présent dans les pays en développement. Dans ces régions, le traitement de la douleur est mal couvert. Le médicament en l occurrence la morphine existe, mais les contraintes de sécurité font qu il n est presque pas employé. Une grande partie des populations n a donc pas accès à des soins antalgiques, notamment pour des douleurs chroniques aiguës, typiquement dans les cas de cancers en phase terminale. Il n est pas non plus possible d hospitaliser toutes les personnes qui souffrent. D où l idée de développer une solution pour distribuer aux patients de la morphine liquide de façon sûre et autonome. La SmartBottle est le fruit de cette réflexion, des discussions avec des médecins spécialisés et de nombreuses recherches en collaboration avec le Département de Microtechnique de l EPFL. Comment l appareil répond-il à ces besoins de sécurité? Il faut distinguer deux aspects. Premièrement, l appareil doit protéger le patient. Il faut administrer les bonnes doses à la bonne personne au bon moment. La SmartBottle est ainsi dotée d un dispositif d identification biométrique et d un système de configuration qui permet au personnel hospitalier de programmer la posologie depuis un ordinateur par le biais d une interface infrarouge. Deuxièmement, la morphine étant un stupéfiant puissant, il faut éviter que des dealers ne s en emparent. Pour ce faire, le dispensateur est pressurisé et monitoré en continu. Dès que quelqu un cherche à pénétrer la bouteille de façon forcée le système déclenche un mélange neutralisant la morphine, un peu à la manière de l encre indélébile qui rend des billets de banque inutilisables. Outre la sécurité, la Smart- Bottle est aussi conçue pour être économique, robuste, portable, simple à utiliser et disposer d une grande autonomie autant d aspects essentiels pour son adoption dans les régions en développement. Actuellement, 25 dispensateurs financés par une ONG sont exploités dans des conditions réelles par un hôpital en Tanzanie. Nous espérons beaucoup de la publication des résultats de ce projet pilote, mené en collaboration avec l Hôpital de Morges. Pourquoi avoir décidé de faire du dispensateur un objet connecté? Cela ne semble pas indispensable Effectivement, tel que le dispensateur a été conçu pour être utilisé dans les pays en développement, il ne nécessite pas de connectivité. Toutefois, au fur et à mesure du développement de notre projet, nous avons réalisé qu il nous fallait un modèle d affaires plus robuste que le seul financement via des ONG. Les propriétés du dispensateur peuvent aussi être utiles dans les pays occidentaux, où il apporte au patient une autonomie et un confort du traitement de la douleur. Il pourra servir aussi pour administrer d autres substances sensibles comme par exemple la méthadone. Le fait de connecter le dispensateur à un smartphone ouvre des nouvelles opportunités d utilisation intéressantes. Qu apporte concrètement cette connectivité? C est tout l objet de notre collaboration avec Insentia. Nous avons équipé la SmartBottle d une puce et de la capacité d échanger des données avec un smartphone. Sur une app dédiée, le patient peut suivre sa consommation, l analyser et la partager avec les médecins traitants. La solution ouvre d innombrables possibilités. Grâce au journal des prises, le personnel médical peut monitorer la consommation du médicament et éventuellement adapter la posologie. Des sociétés pharmaceutiques pourraient l employer pour recueillir des informations utiles lors d essais cliniques. On peut aussi imaginer un centre médical utilisant ces données pour gérer un parc de dispensateurs et savoir quand il faut les recharger ou de s assurer de la prise régulière du médicament dans des cas de traitement de très longue durée. Nous travaillons sur de nombreuses pistes.

3 en collaboration avec Veltigroup Dossier Objets connectés 39 Un écosystème au service du patient Pour offrir de l autonomie au patient et améliorer son traitement, le dispositif SmartBottle embarque des fonctionnalités multiples permettant de satisfaire les exigences des divers acteurs de l écosystème entourant le patient. L AUTEUR Laurent Clerc est Directeur chez Insentia. La préoccupation du médecin est toujours d offrir à son patient les meilleurs soins, en toute humanité. La suppression de la sensibilité à la douleur fait partie intégrante de cette démarche. Le dispositif SmartBottle permet ainsi de délivrer aux patients de la morphine sous forme liquide dans le cadre du traitement de la douleur. La distribution de l analgésique s inscrit dans un cadre légal strict et induit naturellement une problématique de contrôle d accès. Sécuriser l accès au médicament La prescription médicale doit être facilement administrable mais de manière rigoureusement contrôlée et la posologie journalière maximum strictement respectée. A cette fin, la distribution du médicament requiert une authentification biométrique du patient par empreinte digitale sur le lecteur de la bouteille. D autre part, pour éviter tout abus ou tentative d utilisation illicite du produit, la bouteille est équipée d un système de neutralisation du médicament en cas d ouverture forcée. Un provisionnement centralisé sous contrôle Le pharmacien détient la responsabilité de mettre en service son «parc» de SmartBottle. Selon les prescriptions du médecin il va configurer simplement chaque bouteille en conformité avec l ordonnance de chaque patient. Il enrôle également ce dernier dans la configuration de la bouteille, au même titre que le personnel soignant et tiers de confiance, autorisés à interagir avec le dispositif. Le processus de provisionnement de la bouteille s effectue grâce à son téléphone intelligent Android et l application spécifique qui communique de manière sécurisée avec la SmartBottle via. Le médecin et le pharmacien disposent ainsi en tout temps d une parfaite maîtrise des dispositifs de traitement SmartBottle en visualisant l état des bouteilles, leur localisation, la liste des patients et des soignants autorisés ainsi que l accès aux journaux d évènements détaillés par bouteille. Un système intégré d aide à la prescription Le médecin utilise l application de suivi des bouteilles pour piloter ses prescriptions. Sur la base des informations récoltées il peut par exemple revoir sa prescription pour un patient donné suite à une analyse de la fréquence des prises qui montrerait des déviations par rapport à la posologie initiale. Dans ce cas, il en informe adéquatement le pharmacien qui peut alors délivrer la prescription corrigée en notifiant directement la bouteille du malade grâce à son application mobile. Il reste alors au personnel soignant en charge du patient d appliquer la prescription par un simple passage de son smartphone à proximité immédiate de la bouteille concernée. Avec ce scénario de mise en œuvre de la SmartBottle, on démontre qu en s appuyant sur une utilisation pragmatique des objets connectés servie par un écosystème de services applicatifs mobiles et cloud, on peut apporter des avantages significatifs aux utilisateurs finaux tels qu un traitement du patient de meilleure qualité, lui offrant une plus grande autonomie, tout en profitant également d un meilleur suivi et une traçabilité proactive. Une autonomie au service du patient Le patient sous traitement peut dès lors s administrer ses doses de manière régulière et autonome en s identifiant biométriquement sur le dispositif. La douleur, par son caractère difficilement prévisible et sa perception subjective, doit aussi permettre au patient de s administrer des doses hors de la posologie définie. A cet effet, des doses additionnelles, dites «bolus», peuvent être prises après autorisation biométrique d une tierce personne, du personnel soignant ou d un proche de confiance. Une traçabilité complète L ensemble des informations médicales (intervalles de prise, doses bolus ) et techniques (pression de la bouteille, authentification, localisation...) sont enregistrées par le dispositif puis restituées au travers d une interface web conviviale. Source: shutterstock

4 40 Dossier Objets connectés en collaboration avec Veltigroup Des technologies communicantes et sécurisées La santé doit pouvoir s appuyer sur des technologies fiables et performantes pour se hisser à la hauteur d un enjeu considérable, le soulagement de la douleur et le bien-être du patient. Laurent Clerc, Insentia La transformation digitale de la prescription médicale jusqu à l administration du médicament est rendue possible par un objet intelligent connecté à internet grâce à des applications mobiles. Le système central s appuie sur une architecture novatrice de type Backend as a Service (BaaS) offrant l ensemble des services métiers ainsi qu une centralisation des données collectées propice à l analyse. Une démarche «mobile first» La solution est principalement basée sur deux applications mobiles natives Android distinctes exploitant la technologie pour échanger de manière sécurisée des données avec les dispositifs Smart- Bottle. Cette interaction s effectue en amont par un pharmacien grâce à une application de gestion permettant d initialiser et de provisionner de manière centralisée les bouteilles avec les différentes prescriptions et profils utilisateurs (patients et soignants) autorisés. En aval, elle s effectue sur le terrain avec les différentes bouteilles déployées au gré du suivi des patients par le personnel soignant équipé d un téléphone intelligent Android. L application spécifique, qui sert de relais Internet géolocalisé aux SmartBottle supporte également un mode hors connexion. Ceci permet un suivi itinérant qui se révèle très utile dans le cas de soins sur le terrain dans des régions ne disposant pas d une couverture de communication suffisante. La solution verticale est complétée par une application web de type «Single Page» à l usage des médecins en charge de gérer, analyser et prescrire les traitements de lutte contre la douleur. Cette application, développée en s appuyant sur les derniers standards de développement front-end, offre des interfaces ergonomiques totalement adaptatives. Leur conception respecte le principe du Mobile first qui permet de fluidifier l expérience utilisateur indépendamment de la plateforme d usage. Un back-end orienté services Les applications clientes mobiles et d administration Web, s appuient sur un système back-end orienté Web exposant les différents services métier de type REST. Son architecture met également en œuvre des concepts novateurs de type Back-end as a Service (BaaS) en prenant en charge de manière uniforme l ensemble des fonctionnalités techniques nécessaires telles que la notification des appareils mobiles (grâce au système de messages ), le stockage des données dans une base NoSQL ou l alimentation au fil de l eau d une plateforme Big Data. Le dispenseur de morphine sécurisé mis au point par Ethimedix.

5 en collaboration avec Veltigroup Dossier Objets connectés 41 Google Big Data Cloud Analytics Messaging Système Système backend backend Système backend HTML5 CSS3 AngularJS Bootstrap HTML5 CSS3 AngularJS Bootstrap RESTFul API HTML5 CSS3 RESTFul AngularJS API Bootstrap RESTFul API Java - Spring Java - Spring Java - Spring MongoDB MongoDB MongoDB MongoDB MongoDB epositories va - Spring ESTFul API stème backend AngularJS Bootstrap A C La SmartBottle fonctionne avec deux apps Android et une application web s appuyant sur un backend-as-aservice. A chaque connexion de l application Android avec la bouteille, les services métiers utilisent ces fonctionnalités transverses qui permettent le recueil systématique de l ensemble des informations médicales et techniques, enrichies des données de géolocalisation. L analyse ultérieure des données permet de restituer des éléments de connaissance tant dans l étude épidémiologique que dans l optimisation du développement industriel de l objet connecté. Une sécurité applicative et physique combinée Les problèmes de sécurité habituels que l on rencontre sur Internet sont traités par la mise en œuvre systématique des meilleures pratiques d ingénierie logicielle, notamment celles recommandées par la communauté OWASP. De plus, le parti pris du fabricant d offrir le support, un standard ouvert et documenté, a l avantage d être accessible uniquement à toute proximité des objets, atténuant ainsi fortement les risques d attaques. La connexion internet est quant à elle déléguée aux smartphones, des appareils aujourd hui bien maîtrisés en termes de développement et de sécurité. Une industrialisation logicielle complète La production de l ensemble des logiciels mobiles, web et services est entièrement pilotée et contrôlée par une plateforme d intégration continue afin de supporter un démarche agile et des cycles itératifs à haute fréquence tout en garantissant la qualité du code et des produits finaux. L industrialisation des processus de construction et les technologies ouvertes sélectionnées permettent le déploiement transparent sur un service cloud de type Platform as a Service () tel que proposé par Swisscom par exemple. En tirant pleinement parti des possibilités d interconnexion bidirectionnelle de cet objet électronique intelligent à un appareil mobile supportant le, et en s intégrant en amont à des services métier sécurisés disponible sur le cloud, cette solution s inscrit résolument et de manière pragmatique dans la révolution de l Internet des Objets au profit d un traitement amélioré du patient.