O sensor de ultrassom vestível fornece imagens cardíacas contínuas

Um sistema de ultrassom cardíaco vestível que pode funcionar até mesmo durante um treino foi desenvolvido por pesquisadores do University of California San Diego. A equipe espera que o sensor do tamanho de um selo postal, que pode avaliar tanto a função quanto a estrutura do calor, torne o exame cardíaco de longo prazo acessível a uma grande população.

De acordo com a British Heart Foundation, só no Reino Unido, 7.6 milhões vivem com doenças cardíacas ou circulatórias e cerca de 460 pessoas morrem diariamente devido às mesmas. Embora as doenças cardíacas sejam a principal causa de morte entre os idosos, também estão a tornar-se cada vez mais comuns entre os jovens.

“O coração sofre todos os tipos de patologias diferentes”, explica o co-primeiro autor e cientista de materiais Hongjie Hu. “Seja porque uma contração forte, mas normal, das câmaras cardíacas leva a flutuações de volumes, ou porque um problema morfológico cardíaco ocorreu como uma emergência, o monitoramento de imagens em tempo real do coração mostra todo o quadro com detalhes vívidos.”

O problema com a imagem cardíaca é que os ecocardiogramas normalmente requerem técnicos altamente treinados e máquinas de varredura volumosas, enquanto a tomografia computadorizada e a PET podem ser desconfortáveis ​​para alguns e vêm com o fator adicional de expor os pacientes à radiação.

Além disso, muitos problemas com a função cardíaca são intermitentes ou só se tornam aparentes quando o corpo está em movimento, observam os pesquisadores. Equipamentos grandes e fixos são inadequados para monitoramento de longo prazo e certamente não conseguem gerar imagens de pacientes em movimento.

Em contraste, diz o líder do projeto e nanoengenheiro Sheng Xu, o novo sensor pode ser usado por 24 horas de uma só vez, permitindo que “qualquer pessoa use imagens de ultrassom em qualquer lugar”.

No centro do sistema de Xu e de seu colega está um adesivo vestível, elástico e aderente – com tamanho de 1.9 x 2.2 cm, pouco menos de um milímetro de espessura e tão macio quanto a pele – que emite e recebe ondas de ultrassom. O patch retrata a estrutura do coração em tempo real e com alta resolução espacial e temporal.

Além disso, os algoritmos de inteligência artificial incorporados no dispositivo permitem-lhe determinar a quantidade de sangue que o coração está realmente a bombear – uma medida vital, uma vez que a incapacidade de bombear sangue suficiente está frequentemente na origem de muitas doenças cardiovasculares.

O design do patch o torna ideal para uso em corpos em movimento. Como coautor e nanoengenheiro Xiao Xiang Gao observa, pode ser fixado ao tórax com restrição mínima ao movimento do sujeito, proporcionando até mesmo uma leitura contínua das atividades cardíacas antes, durante e após o exercício. Atualmente, o patch precisa ser conectado a um computador por meio de cabos, mas os pesquisadores afirmam ter desenvolvido um circuito sem fio para eliminar essa limitação.

“O risco crescente de doenças cardíacas exige procedimentos de monitorização mais avançados e inclusivos”, diz Xu. “Ao fornecer aos pacientes e médicos detalhes mais completos, o monitoramento contínuo e em tempo real de imagens cardíacas está preparado para otimizar e remodelar fundamentalmente o paradigma dos diagnósticos cardíacos.”

Especialista em imagens cardiovasculares Alastair Moss da Universidade de Leicester, que não esteve envolvido no presente estudo, afirma que o sistema tem a capacidade de “transformar” a forma como os médicos monitorizam e tratam doenças cardíacas entre pacientes de alto risco. “Imagens de alta qualidade podem ajudar a salvar vidas de pessoas com doenças cardíacas”, diz ele. “É surpreendente pensar que seremos capazes de levar a ecocardiografia para fora dos ambientes tradicionais de saúde e colocá-la diretamente nas mãos dos pacientes.”

O adesivo de ultrassom fornece imagens contínuas de órgãos internos

Steffen Petersen – um cardiologista da Universidade Queen Mary de Londres, que também não esteve envolvido neste estudo – concorda, elogiando em particular a capacidade do adesivo de fornecer dados contínuos durante as atividades diárias. Ele acrescenta: “O potencial para tal tecnologia em cardiologia é enorme e avaliar a estrutura e a função cardíaca dessa forma levará a novas invenções e indicações clínicas”.

Com o estudo inicial concluído, Xu e colegas procuram melhorar o design do sensor, miniaturizar o seu sistema de energia e generalizar o modelo de aprendizagem profunda para que possa ser utilizado por uma população maior de pacientes. Eles também irão comercializar a tecnologia – através de sua start-up Softsonics – nos próximos anos, com a expectativa de que uma única unidade custará provavelmente cerca de US$ 80 (£ 66).

O estudo é descrito em Natureza.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/wearable-ultrasound-sensor-provides-continuous-cardiac-imaging/