La collecte de sang assistée par drone peut réduire le temps de transport et éviter la détérioration des échantillons, selon une nouvelle étude réalisée à l’Université Concordia

L’acheminement du sang depuis les centres de prélèvement jusqu’aux laboratoires est un processus exigeant où la rapidité d’exécution est un facteur central. Le sang prélevé peut se détériorer en quelques heures à température ambiante, ce qui laisse peu de marge de manœuvre en cas d’embouteillages imprévus ou d’autres retards entre le point de collecte et le centre de transfusion.

Mais s’il est impossible de traverser la congestion routière au volant d’un véhicule, on peut toujours la survoler grâce à la technologie des drones.

Dans une étude publiée dans la revue Computers & Operations Research, le doctorant Amirhossein Abbaszadeh et Hossein Hashemi Doulabi, professeur agrégé au Département de génie mécanique, industriel et aérospatial, présentent un nouveau modèle d’optimisation qui utilise des drones en soutien aux unités mobiles de collecte de sang. Cette méthode constitue un moyen plus rapide, plus efficace et plus fiable de transporter les échantillons sanguins dans les villes.

Propulsé par une logistique intelligente

Le problème de collecte de sang mobile assistée par drone qu’ils se sont employés à résoudre est le premier cadre intégré consistant à coordonner les déplacements des unités mobiles et des drones afin de préserver la fraîcheur des échantillons sanguins et d’améliorer l’efficacité globale du système.

Ce système s’appuie sur une logistique intelligente où les unités mobiles se rendent à plusieurs points de collecte tandis que des drones font la navette entre ces unités et le centre de transfusion. Cette méthode élimine les retards dus à la circulation routière et garantit que le sang fraîchement prélevé arrive rapidement au centre de transfusion pour être transformé en ses différents composants – comme les plaquettes, qui doivent être fractionnées dans un délai de six heures.

Les chercheurs ont obtenu ce résultat en concevant un modèle de programmation linéaire partiellement en nombres entiers qui synchronise les itinéraires, les horaires et les activités de collecte des unités mobiles et des drones. Étant donné la complexité que présente un problème d’optimisation à si grande échelle sur le plan informatique, l’équipe a également conçu un algorithme matheuristique à horizon roulant qui permet de décomposer le problème en parties plus petites et gérables résolues de manière séquentielle, tout en explorant simultanément les solutions connexes afin de déterminer les meilleures.

« Les problèmes liés aux itinéraires des véhicules ne sont pas nouveaux dans le domaine de la recherche opérationnelle, mais la périssabilité du sang entraîne des contraintes de temps qui influent sur la façon dont les parcours doivent être planifiés, indique Amirhossein Abbaszadeh. C’est pourquoi j’ai eu l’idée d’utiliser des drones. »

Contrairement aux études antérieures qui abordaient les unités mobiles de collecte de sang et les drones comme des systèmes distincts, ce travail intègre totalement leurs opérations. Les drones peuvent décoller des unités mobiles, atterrir sur elles ou être transportés à bord, ce qui permet une coordination souple entre plusieurs points de collecte sans infrastructure fixe.

Le modèle prend également en compte l’âge du sang, c’est-à-dire le temps écoulé depuis le prélèvement; cette donnée constitue un élément clé de l’optimisation et favorise la livraison de sang plus frais et donc de meilleure qualité.

Mettre le modèle à l'épreuve

Pour tester leur modèle, les chercheurs ont choisi la ville de Québec pour effectuer une étude de cas dans des conditions réelles. Ils ont établi 13 points de collecte potentiels, estimé pour chacun d’entre eux le nombre de personnes susceptibles de donner du sang et calculé la distance jusqu’au centre de transfusion le plus proche.

« Nous avons eu recours à Google Maps pour calculer la distance routière ainsi que la distance euclidienne en ligne droite, les drones n’ayant pas besoin d’emprunter le réseau routier », précise Amirhossein Abbaszadeh.

« Nous avons effectué plusieurs analyses en appliquant différents paramètres : que se passerait-il si nous utilisions des drones ayant une plus grande capacité de charge, dotés de batteries à plus grande autonomie ou se déplaçant à des vitesses plus élevées? Nous avons ensuite comparé le système assisté par drone au système faisant essentiellement appel à des unités mobiles.

L’équipe a constaté que l’ajout de drones au parc d’unités mobiles permettait de réduire considérablement les temps de transport, d’augmenter les taux horaires de livraison et de maintenir la fraîcheur des échantillons de sang.

Les auteurs de l’étude sont d’avis que leurs résultats démontrent le potentiel réel de la logistique assistée par drone pour les chaînes d’approvisionnement en soins de santé, en particulier en ce qui a trait aux opérations dont le temps d’exécution revêt une importance capitale comme la collecte de sang. Ils ajoutent que leur cadre pourrait être adapté à d’autres contextes humanitaires ou d’expédition de produits médicaux où la rapidité, la coordination et la fraîcheur des produits sont des facteurs essentiels.

Lisez l’article cité : « Drone-Aided Mobile Blood Collection Problem ».