Contrats octroyés pour le développement de technologies de la santé en vue de missions dans l'espace lointain

Les agences spatiales de partout sur la planète envisagent l'avenir de l'exploration de l'espace lointain au-delà de la Station spatiale internationale (SSI). Le Canada s'est engagé à contribuer aux efforts à l'échelle internationale dans le domaine de l'exploration spatiale qui visent à propulser l'humanité encore plus loin dans le système solaire. Aux yeux du Canada et de ses partenaires de la communauté spatiale internationale, la santé et le bien-être des astronautes jouent un rôle de premier plan dans la réalisation des missions spatiales de longue durée.

Le Programme de développement des technologies spatiales (PDTS) de l'Agence spatiale canadienne (ASC) appuie l'innovation qui favorise la croissance de l'industrie spatiale canadienne et qui réduit les incertitudes technologiques des missions spatiales futures. En raison des distances physiques plus grandes et de la durée accrue des missions, ainsi que des délais sur le plan des communications, le Canada étudie présentement le développement de systèmes médicaux et de technologies de soutien qui augmenteront l'autonomie médicale des membres d'équipage lors des missions futures des vols spatiaux habités dans l'espace lointain. Ces technologies pourraient également servir à la prestation de soins médicaux sur Terre, puisque certaines synergies existent entre la télésanté terrestre et les concepts de médecine spatiale.

Au début de , suite à deux demandes de propositions publiées en , 13 contrats totalisant 1,3 M$ ont été octroyés dans le cadre du PDTS pour la réalisation d'études portant sur des concepts technologiques favorisant les technologies de soins de santé dans l'espace lointain. Les contrats octroyés, incluant les organisations, la valeur des contrats et les descriptions des projets, sont présentés ci-dessous dans deux catégories :

  1. Catégorie A – Études de concepts technologiques et prototypage des technologies de la santé pour les missions dans l'espace lointain – Systèmes d'aide à la décision : Lors des missions d'exploration de l'avenir, l'équipage devra prendre des décisions en matière de santé et sur le plan médical indépendamment du personnel au sol, que ce soit pour déterminer les changements touchant la santé et le rendement, de diagnostiquer des maladies et des blessures ou de recommander des contremesures et des traitements. Pour ce faire, on devra pouvoir compter sur des systèmes d'aide à la décision, permettant ainsi à l'équipage de prendre de manière autonome ses décisions en lien avec la santé et les soins médicaux. Les organisations se sont vues octroyer des contrats pour étudier les concepts technologiques (première phase). Au moment de l'achèvement de ces études de concepts, l'ASC choisira deux solutions dont on élaborera ensuite un prototype (deuxième phase).
  2. Catégorie B – Études de concepts technologiques dans les domaines des outils de diagnostic médical, de la protection contre les radiations, et de la formation et la simulation médicales en vue des missions dans l'espace lointain : Confinés à l'intérieur d'un vaisseau spatial, les astronautes prenant part à des missions de longue durée se retrouveront confrontés à différents risques pour la santé, allant du déficit cognitif au rayonnement spatial, en passant par des blessures physiques et le stress. En raison de l'accès limité à l'aide et aux outils médicaux terrestres, le développement de technologies compactes et légères jouera un rôle essentiel pour permettre aux membres d'équipage de gérer leur santé indépendamment du personnel au sol.
Catégorie Organisation Valeur du contrat Proposition Objectif
A Carré Technologies Inc.
Montréal (Québec)
99 995 $ Système de support à la décision dans le domaine de la médecine spatiale (SSDMS)

Cette étude de concept vise à élaborer un cadre de diagnostic permettant de gérer les plans de traitement et de suivre l'état de santé général des membres d'équipage pour aider ainsi le médecin de bord à gérer de manière autonome la santé des membres d'équipage.

On surveillera alors la santé de ces derniers à partir d'une version améliorée d'Astroskin, un vêtement biométrique ‘intelligent' et muni de capteurs, qui acheminera continuellement les données au SSDMS aux fins d'analyse en les jumelant à différentes sources de données et en faisant appel à des algorithmes. Le SSDMS guidera le médecin de bord tout au long des diagnostics établis par des experts et fournira un aperçu des plans de mesures thérapeutiques et/ou de contremesures proposés afin de surveiller et traiter les membres d'équipage. Carré Technologies mettra en œuvre un premier outil algorithmique doté d'une intelligence artificielle pour diagnostiquer les arythmies et les maladies cardiovasculaires et jettera la base pour une croissance future et pour d'autres algorithmes.

A Lunar Medical Inc.
Hamilton (Ontario)
99 940 $ Architecture d'intelligence artificielle hybride pour le système de support à la décision dans le domaine médical lors des vols spatiaux (IA hybride-SSD)

Cette étude de concept vise à développer l'IA hybride-SSD. Cette solution facilitera la prise de décisions en matière de diagnostics et de traitements médicaux, en plus d'aider à surveiller l'état de santé et la détection précoce des premiers symptômes lors des missions en orbite basse terrestre.

L'IA hybride-SSD comprendra des éléments intégrés d'intelligence artificielle et de systèmes experts, incluant un système algorithmique expert axé sur les connaissances, un moteur de diagnostic différentiel probabiliste de réseau bayésien, et des composants d'apprentissage machine qui réalisent une analyse continue des données, en plus d'établir la différenciation normale/anormale sur les plans physiologique et médical. Le système sera conçu pour aider le médecin de bord et les autres membres d'équipage possédant moins de connaissances sur le plan médical, advenant que le médecin de bord soit lui-même frappé d'incapacité.

A Photon etc.
Montréal (Québec)
98 092 $ Mise en place du perceptron moléculaire : une nouvelle plate-forme pour cartographier la santé humaine par détection spectroscopique

Cette étude de concept vise à concevoir un système de détection optique et portatif qui permettra de cartographier le métabolome humain – soit l'ensemble complet des molécules – afin d'identifier les changements dans la santé d'un membre d'équipage.

Photon etc. propose un système d'implant et de détection, à la fois durable et portatif, qui permettra d'analyser les liquides organiques en temps réel pour ainsi détecter un vaste éventail de marqueurs biologiques, d'analytes et de conditions, sans exiger de prélèvement sanguin. Le système de support à la décision fera simultanément appel à l'intelligence artificielle et à la collecte de données de la manière la moins invasive possible afin de répondre aux besoins médicaux.

A Thales Canada Inc. Québec (Québec) 97 823 $ Système de soutien à l'évaluation et à la gestion de l'état des membres d'équipage

Cette étude de concept vise à élaborer un système de support à la décision qui permettra d'évaluer et de gérer la santé humaine.

Ce cadre unique de traitement des données sera capable d'ingérer différents types d'intrants, de mettre en œuvre plusieurs types de modèles et d'activer différentes formes de support, allant des avertissements à des plans d'action, en passant par des recommandations sous forme de schémas de séquence d'événements et de contremesures. Le système aura principalement pour but de détecter et de gérer une condition médicale particulière, soit le syndrome coronarien aigu – un terme qui englobe différentes conditions attribuables à la diminution du flux sanguin vers le cœur – ainsi que l'hypovigilance, un état psychologique précis.

B Carré Technologies Inc.
Montréal (Québec)
99 995 $ Système hybride de pointe pour la surveillance médicale

Carré Technologies propose une étude conceptuelle d'un système de surveillance médicale hybride qui intégrera deux de leurs technologies afin de détecter et prédire les risques sur les plans de la santé physique et psychosociale : le système biomoniteur Astroskin et le système de microdétecteurs sans fil pour la surveillance biométrique des membres d'équipage.

Des capteurs longue durée, intégrés aux vêtements des membres d'équipage, permettront une surveillance continue des signes vitaux en plus de recueillir des données. Advenant que les capteurs longue durée détectent une condition quelconque, et que le système de support à la décision clinique ou le médecin de bord le juge nécessaire, on utilisera avec une confiance accrue des capteurs d'investigation des conditions aiguës pour surveiller les signaux physiologiques. Ces capteurs sans fil seront appliqués directement sur la peau des membres d'équipage. Les données du système hybride seront utilisées à des fins d'analyse, de support à la décision, de traitement, de contre-mesures et pour la formation médicale des membres d'équipage.

B Neptec Design Group Ltd.
Kanata (Ontario)
99 190 $ Capteur d'imagerie fonctionnelle multimodale

Neptec Design Group propose un outil de diagnostic médical novateur pour la modélisation de la performance humaine et l'évaluation cognitive.

L'équipe explorera l'aspect pratique d'intégrer des capteurs biométriques miniaturisés mesurant les signes vitaux, avec de nouveaux capteurs qui mesurent l'électroencéphalographie (EEG) et l'imagerie spectroscopique proche infrarouge fonctionnelle (ISPIf) du cortex préfrontal afin d'enregistrer l'activité électrique dans le cerveau et surveiller les états cognitifs. Le développement d'une version miniaturisée du capteur intégré d'EEG/ISPIf permettra à Neptec Design Group d'accroître le nombre de paramètres biométriques utilisés dans les modèles analytiques afin de réaliser ainsi une surveillance plus complète des états cognitifs.

B Université de la Saskatchewan
Saskatoon (Saskatchewan)
100 000 $ Système d'imagerie médicale pour vaisseau spatial

L'Université de la Saskatchewan et ses partenaires vise à étudier la capacité de développer un système d'imagerie biomédicale capable de détecter les risques critiques pour la santé, comme les effets du rayonnement sur le cerveau, le syndrome neuro-oculaire associé aux vols dans l'espace, la perte osseuse et musculaire, ainsi que d'autres risques, allant du cancer aux os brisés.

Le système sera axé sur un appareil d'imagerie par résonance magnétique (IRM) multimodal de la taille d'une tête à l'intérieur duquel les capteurs correspondant aux différentes méthodes d'imagerie du cerveau – spectroscopie à rayonnement infrarouge, électroencéphalographie, tomographie par impédance électrique et tomographie par cohérence optique – seront utilisés pour mettre en valeur et compléter les données d'IRM. Une suite logicielle d'apprentissage machine complète viendra ensuite fusionner les images à modalités multiples acquises aux fins d'interprétation et d'analyse, extraire les éléments d'intérêt, modéliser et simuler les processus en cours et orienter le personnel spatial.

B Bubble Technology Industries Inc.
Chalk River (Ontario)
100 000 $ Spectromètre de neutrons compact canadien

Bubble Technology Industries propose de concevoir un détecteur de neutrons miniaturisé pour assurer la protection radiologique des astronautes.

Le spectromètre de neutrons fera appel à deux technologies habilitantes afin de produire un système compact à faible puissance, soit des matériaux de détecteur à scintillation qui deviennent fluorescents lorsqu'ils sont frappés par des neutrons à haute énergie, et des photomultiplicateurs en silicium qui détecteront la lumière émise par les détecteurs à scintillation. Le recours à ces deux technologies rehaussera l'efficacité du processus de détection en plus d'accroître la capacité de distinguer la radiation neutronique des autres types de radiation qu'on retrouve dans l'espace.

B Calian Ltd.
Ottawa (Ontario)
99 672 $ Développement d'un dosimètre de base d'ADN

Calian vise à examiner davantage la capacité d'un dosimètre au gel à base biologique à mesurer le champ de rayonnement mixte dans l'espace lointain.

L'acide désoxyribonucléique (ADN) procure une compréhension cruciale des effets biologiques du rayonnement. Par conséquent, la solution proposée repose sur un dispositif à l'intérieur duquel des cassures d'ADN double brin équivalentes au tissu sont utilisées pour estimer la quantité de rayonnement absorbé par les membres d'équipage. Le dosimètre à base d'ADN pourra également qualifier le type de champ de rayonnement en comparant les cassures à brin unique aux cassures à double brin dans les champs de rayonnement variés.

B Laboratoires Nucléaires Canadiens
Chalk River (Ontario)
98 089 $ Solutions en matière de dosimétrie neutronique

Cette étude de concept propose un dosimètre neutronique actif personnel qui sera utilisé pour surveiller la composante neutronique rapide de l'environnement de rayonnement diffusé secondaire, générée par l'environnement de rayonnement cosmique galactique qui émane de l'extérieur du système solaire, et les événements à particules solaires possibles, émises par le soleil.

L'étude propose aussi un outil supplémentaire qui aidera à prédire l'environnement de rayonnement diffusé secondaire, ainsi que la dose de rayonnement, provoquée par l'interaction des événements impliquant des particules solaires avec le blindage du vaisseau spatial, à laquelle les membres d'équipage sont exposés.

B Lunar Medical Inc.
Hamilton (Ontario)
99 940 $ AstroSim : simulateur de patient humain lors des vols spatiaux et cadre de formation

Cette étude de concept vise à développer le système AstroSim, qui améliorera la capacité des membres d'équipage d'apprendre et d'entretenir des compétences en matière de gestion des événements médicaux complexes.

L'AstroSim est un simulateur léger et portatif du corps complet d'un patient comprenant une tête fidèlement reproduite sur le plan anatomique et un cou relié à un corps gonflable fabriqué de vinyle durable. Un ordinateur de commande sera fixé pour assurer la modélisation physiologique, procurer des réponses électrocardiographiques, ainsi que la vocalisation, la respiration et des bruits cardiaques appropriés. Un autre ordinateur permettra de surveiller les soins intensifs. L'étude de concept consistera, entre autres, à identifier les matériaux des composants, à élaborer un logiciel de modélisation physiologique spécifique aux vols spatiaux, à offrir une formation axée sur des compétences spécifiques aux vols spatiaux, ainsi qu'à préciser les étapes essentielles qu'on doit suivre pour s'assurer que le concept est compatible avec l'environnement des vols spatiaux. Alors que le simulateur de patient à corps complet a été conçu pour l'espace, il sera également d'une grande utilité pour transmettre et entretenir des compétences médicales chez les fournisseurs de soins de santé au sein des communautés rurales et éloignées, notamment celles dans le nord du Canada.

B Luxsonic Technologies Inc.
Saskatoon (Saskatchewan)
100 000 $ Système de formation médicale par réalité virtuelle juste à temps

Luxsonic Technologies propose de créer une solution de bout en bout à la fois portative et légère pour la formation et la simulation médicales.

La suite logicielle de réalité virtuelle complète pour l'éducation, la formation et l'évaluation médicales sera produite en faisant appel aux casques d'écoute et au matériel informatique de réalité virtuelle les plus évolués qu'on puisse trouver sur le marché. Le système informatique regroupera différents modules cliniques conçus pour la prestation juste à temps; chaque module présentera une vidéo éducative de grande qualité sur 360 degrés avec niveau correspondant de haute-fidélité, simulations de réalité virtuelle entièrement interactives et capacité intégrée d'autoévaluation.

B ADGA Group Consultants Inc.
Gatineau (Québec)
100 000 $ MedCoach

Cette étude de concept a pour but d'apporter un soutien médical à haute fidélité dans le cadre d'une formation juste à temps basée sur des algorithmes préenregistrés et sur une base de données de procédures.

Le projet sera axé sur un casque d'écoute mains libres à commande vocale grâce auquel on pourra voir et entendre des instructions. L'affichage en réalité augmentée du casque d'écoute, auquel on accèdera au moyen de lunettes intelligentes, superposera les renseignements pratiques sur un patient ou un équipement du monde réel pour ainsi combiner une liste de vérification électronique avec repères visuels qu'on doit suivre pour l'apprentissage contextuel et les interventions d'urgence juste à temps. Le concept d'expérience d'apprentissage par immersion comprendra également une vidéo rétrospective subjective qu'on utilisera pour évaluer le rendement et exploiter les possibilités d'améliorer la qualité.

Personne-ressource

Pour toute question concernant l'initiative de financement du PDTS, communiquez avec nous à l'adresse asc.pdts-stdp.csa@canada.ca.

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