Sensor com IA faz exames cardiológicos em movimento 

Um dispositivo não invasivo capaz de realizar exames de ultrassom do coração em qualquer lugar é o que engenheiros e médicos estão desenvolvendo na Universidade California San Diego. O novo monitor cardíaco, com tamanho aproximado de um selo postal, pode ser usado por até 24 horas mesmo durante exercícios extenuantes.

De acordo com Sheng Xu, professor de nanoengenharia que lidera o projeto, o objetivo é tornar os exames de ultrassom acessíveis mais amplamente em substituição aos ecocardiogramas, que precisam de técnicos treinados e equipamentos mais volumosos. “Essa tecnologia permite que qualquer pessoa capte imagens de ultrassom em qualquer lugar. O risco crescente de doenças cardíacas exige procedimentos de monitoramento mais avançados e inclusivos. Ao dar a pacientes e médicos detalhes mais completos, esse monitoramento contínuo e em tempo real das imagens cardíacas pode otimizar e remodelar fundamentalmente o paradigma dos diagnósticos”, destaca Xu.

O sensor adesivo é tão macio quanto a pele e não limita o movimento dos pacientes, podendo ser afixado ao peito com o mínimo de restrição aos exercícios físicos. Envia e recebe ondas de ultrassom usadas para produzir um fluxo constante de imagens da estrutura do coração em tempo real.

 A solução usada algoritmos de Inteligência Artificial para medir quanto sangue o coração está bombeando. O bombeamento insuficiente do sangue costuma ser a causa da maioria das doenças cardiovasculares. Podendo realizar exames de ultrassom em qualquer lugar, o novo dispositivo pode ajudar a fazer diagnósticos mais precisos da função cardíaca, já que os problemas geralmente se manifestam apenas quando o corpo está em movimento.

“Um modelo de aprendizado profundo segmenta automaticamente a forma do ventrículo esquerdo a partir da gravação contínua de imagens, extraindo o volume quadro a quadro e produzindo formas de onda para medir o volume sistólico, o débito cardíaco e a fração de ejeção”, explica Mohan Li, aluno de mestrado do grupo do professor Xu na Universidade California San Diego.

O sensor de monitoramento cardíaco capta continuamente imagens das quatro câmaras do coração em diferentes ângulos e analisa um subconjunto clinicamente relevante em tempo real, contando com ajuda da Inteligência Artificial. Em comparação, os métodos atuais têm recursos restritos de amostragem e fornecem dados limitados. Além disso, a nova tecnologia minimiza o desconforto do paciente e evita a exposição à radiação necessária em exames como tomografia computadorizada e PET.

O projeto, que se baseia em avanços anteriores da equipe em tecnologias vestíveis de imagem para tecidos profundos, foi apresentado na edição de 25 de janeiro da revista Nature. Na fase atual do projeto, o sensor é conectado por meio de cabos a um computador para transferir os dados. A equipe já desenvolveu um circuito sem fio que será abordado em uma próxima publicação do estudo.

A intenção é comercializar a tecnologia por meio da Softsonics, uma spin-off da Universidade California San Diego fundada pelo professor Xu junto com o engenheiro Shu Xiang.

Além do coração

“Adesivos inteligentes” também estão sendo pesquisados ​​para detectar certos biomarcadores na pele e identificar precocemente doenças neurodegenerativas, como Parkinson e Alzheimer. Um cientista da Universidade de Swansea, no Reino Unido, desenvolveu uma tecnologia usando microagulhas projetadas para quebrar a barreira da pele de maneira minimamente invasiva e monitorar biomarcadores com importância clínica.

“A pele é o maior órgão do corpo humano e contém mais fluídos do que o sangue. Esses fluidos possuem biomarcadores que complementam os de outros biofluidos, como suor, saliva e urina. Podem ser amostrados de maneira minimamente invasiva e usados em exames ou analisados em tempo real usando adesivos com microagulhas”, Sanjiv Sharma, que desenvolveu o que é considerado o primeiro ‘adesivo inteligente’ para Covid-19 do mundo.

O sensor tem um tempo de medição curto de 6 minutos, com alta precisão e baixo limite de detecção. Segundo o pesquisador, essa nova ferramenta de diagnóstico fará com que a pele atue como uma janela para o corpo e órgãos vitais, como o cérebro.

A Universidade de Swansea está trabalhando com parceiros de pesquisa no Reino Unido, Portugal, França e Japão para aprofundar o campo do diagnóstico transdérmico e estendê-lo para o desenvolvimento de dispositivos de diagnóstico para diversas outras aplicações na área de saúde.

O mercado de adesivos eletrônicos para pele deve crescer a uma taxa anual composta de 20,17% no período entre 2022 e 2027. Além de universidades, start-ups estão trabalhando para oferecer sensores eletrônicos de pele para medir frequência cardíaca e respiratória ou mesmo detectar níveis de álcool no sangue a partir do suor. Esses adesivos podem ajudar a monitorar pacientes remotamente e coletar dados fora dos ambientes laboratoriais e hospitalares. O acompanhamento de quadros de diabetes responde pela maior parcela dos adesivos inteligentes (43,51%), e a estimativa é que esse segmento de mercado alcance US$ 18,1 bilhões até 2027, mundialmente falando.