Adesivo fixado na pele consegue fazer imagens de ultrassom do coração enquanto a pessoa se movimenta
Um adesivo pequeno e flexível usado no peito pode criar imagens de ultrassom do coração à medida que as pessoas se movem. O dispositivo, o primeiro desse tipo, pode ajudar a diagnosticar várias condições médicas por meio de imagens do coração durante o exercício.
O protótipo do adesivo, descrito em um estudo publicado na revista Nature, produziu imagens comparáveis às de um dispositivo portátil padrão usado para visualizar o coração antes e depois do exercício.
Atualmente, os médicos realizam imagens de ultrassom do coração, chamadas de ecocardiograma, colocando um dispositivo portátil no peito que envia e recebe ondas de ultrassom. Isso é usado para visualizar o órgão após um ataque cardíaco, por exemplo, ou em alguém com insuficiência cardíaca, quando o sangue não é bombeado com força suficiente pelo corpo.
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De acordo com Hongjie Hu, da Universidade da Califórnia, em San Diego, os médicos atualmente fazem imagens do coração de alguém antes e depois do exercício para avaliar problemas que só se tornam aparentes quando o órgão precisa trabalhar mais. Monitorar a atividade cardíaca durante o exercício pode ajudar no diagnóstico, diz ele.
Hu e seus colegas, portanto, criaram um dispositivo vestível (wearable) para produzir e receber ondas de ultrassom a partir de um material piezoelétrico, que pode transformar energia elétrica em energia mecânica e vice-versa.
O adesivo, que tem aproximadamente o tamanho de um selo postal, converte sinais elétricos em vibrações para produzir as ondas de ultrassom. Ele também detecta ondas de ultrassom refletidas, as quais ele transforma em sinais elétricos.
O primeiro protótipo é conectado a um computador que analisa os sinais elétricos e os transforma em imagens.
Quando usado pelos testadores, o protótipo produziu imagens do coração comparáveis a um dispositivo portátil padrão, relata a equipe.
“Nunca houve uma maneira de ver o coração durante o exercício antes”, diz Hu.
Um porta-voz da British Heart Foundation diz que o dispositivo deve ser capaz de mostrar o movimento e o débito cardíacos, o que seria útil para diagnosticar condições como insuficiência cardíaca e problemas nas válvulas do coração.
A equipe também criou uma versão sem fio, cujos resultados serão publicados em um artigo futuro.
No artigo atual, os pesquisadores contextualizam que a imagiologia contínua das funções cardíacas é altamente desejável para a avaliação da saúde cardiovascular a longo prazo, detecção de disfunção cardíaca aguda e gestão clínica de pacientes críticos ou cirúrgicos.
No entanto, as abordagens convencionais não invasivas para obter imagens da função cardíaca não podem fornecer medições contínuas devido ao volume do dispositivo, e os dispositivos cardíacos vestíveis existentes só podem capturar sinais na pele.
No estudo, é relatado um dispositivo ultrassônico vestível para avaliação contínua, em tempo real e direta da função cardíaca. Foram introduzidas inovações no design do dispositivo e na fabricação de materiais que melhoram o acoplamento mecânico entre o dispositivo e a pele humana, permitindo que o ventrículo esquerdo seja examinado de diferentes pontos de vista durante o movimento.
Também foi desenvolvido um modelo de aprendizado profundo que extrai automaticamente o volume do ventrículo esquerdo da gravação contínua da imagem, gerando formas de onda dos principais índices de desempenho cardíaco, como volume sistólico, débito cardíaco e fração de ejeção.
Essa tecnologia permite o monitoramento dinâmico e vestível do desempenho cardíaco com precisão substancialmente aprimorada em vários ambientes.
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Fontes:
Nature, publicação em 25 de janeiro de 2023.
New Scientist, notícia publicada em 25 de janeiro de 2023.