Des étudiants de la LAU placent l’ingénierie au service de la santé

DiaBEAT, conçu par Valérie Naufal et Elissa Diab, étudiantes en génie informatique, ainsi que Taline Saad et Hassan Tfaily, en cursus de génie électrique et mécatronique, tous à la Lebanese American University (LAU), consiste en un bracelet doté d’un capteur et porté au poignet, d’une pompe automatisée fixée à la ceinture, ainsi que d’une application mobile connectée au dispositif. Derrière ce système à l’apparence plutôt simple, un mécanisme complexe permet d’effectuer des mesures bien précises et d’administrer des doses d’insuline personnalisées. « DiaBEAT propose un écosystème complet de gestion du diabète. Il combine des données optiques non invasives et un apprentissage automatique afin d’estimer avec précision les taux de glucose », souligne Valérie Naufal, 22 ans. « DiaBEAT se distingue parce qu’il ne s’agit ni d’un simple gadget ni d’un prototype limité. C’est un système intégré qui s’inspire de la logique réelle de la prise en charge du diabète : la mesure, l’interprétation et l’action », affirme Noël Maalouf, professeur assistant à la LAU qui a dirigé l’équipe.

Quant à son fonctionnement, le capteur intégré au bracelet « permet une surveillance continue du taux de glucose sanguin grâce à la lumière proche infrarouge, sans piqûres au doigt », précise Taline Saad, 22 ans, nouvellement diplômée. Ce dispositif garantit « à la fois une mesure optimale et un confort d’utilisation », continue Valérie Naufal. Quant à l’application mobile, elle permet de visualiser les tendances, d’afficher les données en temps réel, d’envoyer des alertes et de fournir des recommandations personnalisées d’insuline, aidant « les utilisateurs à mieux gérer leur maladie », ajoute-t-elle. Enfin, les données collectées permettent de calculer les doses d’insuline appropriées « en fonction du taux de glucose de l’utilisateur, de ses repas et de ses activités quotidiennes », selon Taline Saad. Ces doses seront administrées grâce à la pompe automatisée portée à la ceinture. « Cet écosystème a été conçu pour imiter le fonctionnement du pancréas humain, qui réalise naturellement toutes ces étapes. L’aboutissement de ce système en boucle fermée permet au patient de se libérer des contraintes liées aux mesures constantes, à la surveillance, aux calculs et aux injections », explique Valérie Naufal. Taline Saad affirme que « l’objectif principal de DiaBEAT est d’offrir une gestion du diabète précise, indolore et personnalisée, tout en améliorant la qualité de vie des patients ».

La précision médicale et la qualité de vie au cœur de la solution

Conçu comme projet dans le cadre d’un cours de fin d’études, l’idée de DiaBEAT émane surtout du vécu d’Elissa Diab. Cette diplômée de 22 ans évoque le parcours douloureux traversé par son cousin, qui vit depuis sa naissance avec un diabète de type 1. « En grandissant, j’ai été témoin de la douleur liée aux tests fréquents par piqûre au doigt, des calculs constants d’insuline et de glucides, ainsi que des nombreuses contraintes qui l’empêchaient de profiter pleinement de son enfance », confie-t-elle, pensant également à l’inquiétude constante vécue par son cousin, à la suite de crises soudaines d’hypo ou d’hyperglycémie déclenchées par des activités quotidiennes ou par le stress. « Cette réalité nous a poussés à réfléchir à la manière dont la technologie pourrait alléger ce fardeau et répondre aux besoins de plus de 300 millions de patients diabétiques à travers le monde. L’objectif de DiaBEAT a ainsi été de repenser la prise en charge du diabète en plaçant à la fois la précision médicale et la qualité de vie au cœur de la solution », affirme la jeune femme.

L’équipe d’étudiants en ingénierie a conçu ce dispositif de façon à offrir de meilleures solutions que celles existant sur le marché. La méthode traditionnelle de mesure du glucose par piqûre au doigt « reste insuffisante pour une gestion efficace du diabète en raison des fluctuations continues du taux de glucose. La seconde (méthode) repose sur des systèmes de surveillance continue portés sous forme de patchs, souvent invasifs, inconfortables et coûteux », observe Elissa Diab. Si DiaBEAT se démarque des méthodes disponibles, c’est parce que son approche se base sur « une surveillance plus simple et indolore » qui « favorise une utilisation régulière, menant à un meilleur contrôle glycémique, à une réduction des complications et à une amélioration globale de la qualité de vie des personnes diabétiques », ajoute-t-elle. Noël Maalouf précise que l’équipe a porté une attention particulière « à l’expérience utilisateur et à l’aspect pratique », tout en maintenant « une véritable rigueur d’ingénierie ». Les étudiants ont, en effet, cherché d’une part à « réduire la douleur et les contraintes liées aux piqûres au doigt », et d’autre part à privilégier la précision quant à l’administration de l’insuline, vu que « la pompe délivre environ une goutte par seconde, un débit qui permet un contrôle plus sûr et plus prévisible ». Autre atout majeur de DiaBEAT, son accessibilité financière. « De nombreuses solutions commerciales de surveillance continue du glucose restent coûteuses et peu accessibles. DiaBEAT a été pensé dès le départ en tenant compte de ces contraintes de coût. Même à l’état de prototype, cette approche est essentielle, car elle relie les choix technologiques aux questions d’accès et d’équité, et pas uniquement à la performance », assure Noël Maalouf.

Une approche centrée sur le patient

Remporter le premier prix à l’AUT CREATE 25, en septembre, a constitué une étape-clé du parcours de DiaBEAT. « La combinaison de l’intégration du système, de la conception centrée sur l’utilisateur, des phases de test et de la prise en compte de contraintes réalistes est souvent ce qui distingue un » bon projet étudiant « d’un projet capable de convaincre des jurys de son potentiel à devenir une solution viable », affirme Noël Maalouf. Grâce à cette compétition nationale d’innovation, soutenue par le ministère fédéral allemand de l’Éducation et de la Recherche (BMBF) et organisée par l’American University of Technology (AUT), en collaboration avec la Hochschule Bonn-Rhein-Sieg University of Applied Sciences (Allemagne), l’IEEE SectionLiban, ZAKA (Beirut AI) et DX Talks, l’équipe lauréate s’est vu offrir, fin novembre, une semaine à l’Université des sciences appliquées, la Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, durant laquelle les étudiants ont participé à des ateliers intensifs axés sur l’entrepreneuriat, la durabilité et l’innovation, ainsi qu’à des sessions collaboratives avec des universitaires et des partenaires industriels. « L’une des expériences marquantes a été la visite de DIGITALHUB.DE à Bonn, qui nous a permis de découvrir l’écosystème dynamique des start-up allemandes. Cette expérience nous a aidés à affiner la conception et la stratégie du projet. À notre retour au Liban, nous avons poursuivi l’amélioration de DiaBEAT à la suite de séances de coaching individualisées », raconte Elissa Diab.

Le séjour en Allemagne, mais aussi la participation à l’AUT CREATE 25 et à la compétition LIRA 18 (organisée par l’IRALEB, Industrial Research Achievements Lebanon) ont manifestement forgé le parcours de l’équipe de la LAU. « Ce projet a transformé ma vision, passant d’un simple défi technique à une responsabilité réelle dans le domaine de la santé », avoue Valérie Naufal. Titulaire d’une mineure en gestion, elle ajoute que cette expérience lui a permis « d’acquérir une perspective entrepreneuriale », ainsi que de concevoir « une approche mieux adaptée aux besoins réels (du patient) et aux limites des technologies existantes ». Ces expériences « m’ont surtout appris qu’en tant qu’ingénieur, il est de ma responsabilité sociale de relier technologie, innovation et problèmes réels afin de contribuer à un monde meilleur », poursuit-elle.

Des essais cliniques en perspective

Équipe multidisciplinaire, les étudiants ont pu développer DiaBEAT sous différents angles complémentaires, couvrant un éventail de technologies nécessitant des expertises variées. Des projets comme DiaBEAT « obligent (les étudiants) à dépasser l’ingénierie théorique pour adopter une véritable pensée systémique. Ils ont dû concevoir du matériel, développer des logiciels, gérer des données et faire fonctionner l’ensemble de manière cohérente. Ce type d’intégration correspond aux attentes de l’industrie et aux exigences de la recherche, en particulier lorsque les problématiques se situent à l’interface de l’électronique, de l’informatique et de la santé », explique Noël Maalouf.

Comme prochaine étape, l’équipe compte « renforcer les bases scientifiques et cliniques » de la technologie de DiaBEAT, selon Valérie Naufal. « Nous prévoyons d’améliorer la précision du modèle grâce à des données plus vastes et plus diversifiés. Cela nécessite des cycles intensifs de tests, de recherche et de retours continus ». Une fois une précision optimale atteinte, l’équipe vise à intégrer son dispositif dans des essais cliniques, notamment dans les laboratoires de la LAU, en collaboration avec des professionnels de santé au Liban. « Cela nous permettra de recueillir des retours directs des patients et d’ajuster davantage le dispositif, notamment en termes de confort », précise la jeune femme. Enfin, l’équipe est en quête de collaborations et de financements pour soutenir sa recherche et le développement technologique du projet.