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Pílula eletrônica monitora a respiração e a frequência cardíaca a partir do trato gastrointestinal

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Uma pílula inteligente pode monitorar com precisão a respiração e a frequência cardíaca de dentro do trato gastrointestinal, o que pode ser útil para detectar a apneia1 do sono e até overdoses de opioides.

O estudo descrevendo o dispositivo foi publicado na revista Device.

A apneia1 do sono é definida como lapsos respiratórios durante o sono. O diagnóstico2 geralmente envolve passar a noite no hospital enquanto está conectado a dispositivos que monitoram a respiração, a frequência cardíaca e outras medidas fisiológicas3 de uma pessoa.

Agora, Giovanni Traverso, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, e seus colegas desenvolveram um dispositivo eletrônico ingerível que pode permitir que as pessoas sejam avaliadas quanto à apneia1 do sono de forma sem fio e barata enquanto estão em casa.

O dispositivo, que tem aproximadamente o tamanho de um suplemento vitamínico, contém um pequeno acelerômetro que mede a respiração e a frequência cardíaca detectando vibrações no trato gastrointestinal. Possui também um rádio4 de implante5 médico para transmitir essas informações a um computador externo.

Leia sobre "Apneia1 do sono", "Falta de ar - como acontece" e "O que é respirar normalmente?"

A equipe testou a pílula inteligente em 10 pessoas, com idade média de 41 anos, que já estavam agendadas no Centro de Avaliação de Medicina do Sono da Universidade de West Virginia.

Todos os participantes conseguiram engolir a pílula facilmente e não sentiram quaisquer efeitos colaterais6. Uma vez em suas entranhas, ela mediu a frequência respiratória com 93% de precisão e a frequência cardíaca com 96% de precisão, que foram determinadas conectando os participantes a um equipamento de monitoramento padrão.

Apenas uma pessoa no estudo tinha apneia1 do sono não controlada, que os pesquisadores conseguiram detectar através das medições recolhidas pelo dispositivo.

Traverso e seus colegas acreditam que a pílula também poderia ser administrada a usuários de opioides para detectar se eles pararem de respirar devido a uma overdose e então enviar um alerta pedindo ajuda.

Para explorar esta ideia, eles introduziram a pílula no estômago7 de um porco anestesiado antes de lhe administrarem uma grande dose do opioide fentanil. O dispositivo detectou quando o fentanil causou uma queda acentuada na frequência respiratória do porco, permitindo aos pesquisadores administrar o medicamento naloxona para reverter os efeitos do opioide e retornar a frequência respiratória do porco ao normal.

Na sua forma atual, a pílula é normalmente excretada dentro de um dia, o que pode limitar a sua utilidade na detecção de overdoses. No entanto, os pesquisadores esperam modificá-la para que possa permanecer no estômago7 por mais tempo. Eles também estão procurando maneiras de projetar a pílula para que ela libere automaticamente naloxona quando um usuário de opioides parar de respirar.

Primeiro teste em humanos de uma pílula ingerível para monitoramento de sinais vitais8

Destaques

  • Desenvolveu-se uma pílula de monitoramento de sinais vitais8 para monitorar as frequências respiratória e cardíaca.
  • É a primeira vez que a frequência respiratória e a frequência cardíaca são monitoradas a partir do estômago7 humano com uma cápsula flutuante.
  • Os dados alcançaram alta concordância com as métricas padrão do estudo do sono.
  • Foram capturados eventos apneicos que são fisiologicamente semelhantes à depressão respiratória induzida por opioides.
Saiba mais sobre "Sinais vitais8 e suas funções" e "Distúrbios respiratórios do sono".

Panorama geral

Sensores usados no corpo, desde dispositivos implantáveis até monitores fitness usados no pulso, estão em uso há muitas décadas. Dispositivos implantáveis, como desfibriladores automáticos e marca-passos, têm sido preferidos para aplicações de suporte vital porque os dispositivos usados externamente podem ser retirados ou sofrer falta de conformidade. No entanto, a disponibilidade de dispositivos implantáveis é limitada devido ao custo e à invasividade do procedimento de implantação.

Os dispositivos ingeríveis têm o potencial de fornecer uma alternativa acessível aos dispositivos implantáveis, proporcionando alta adesão com invasividade e custo muito mais baixos.

Neste trabalho, relatou-se a primeira experiência humana com um monitor balístico ingerível que pode medir a respiração e a atividade cardíaca.

Mostrou-se que o sensor ingerível tem o potencial de substituir sensores intrusivos usados externamente para estudos do sono e que poderia servir de base para um dispositivo autônomo que salva vidas para resgatar pessoas de uma overdose acidental de opiáceos.

Resumo

Os eletrônicos ingeríveis podem transformar a forma como os pacientes são diagnosticados e tratados em muitas condições. Desenvolveu-se uma pílula ingerível de monitoramento de sinais vitais8 (pílula de MSV) capaz de monitorar sinais vitais8, incluindo frequências respiratória e cardíaca.

O desempenho da pílula de MSV foi avaliado em um modelo suíno de overdose de opiáceos e em um ensaio humano com pacientes em um laboratório do sono.

Os estudos do sono envolvem admissão em uma instalação, colocação de vários sensores de pele9 e observação durante a noite. A hipótese é que a pílula de MSV poderia diagnosticar alterações clinicamente significativas no estado respiratório, como apneia1, de forma discreta.

A pílula de MSV foi avaliada em 10 seres humanos sem eventos adversos. Os fluxos de dados capturados pela pílula de MSV alcançaram alta concordância com as métricas padrão do estudo do sono.

Monitores de sinais vitais8 ingeríveis podem transformar o diagnóstico2 de distúrbios respiratórios relacionados ao sono e capturar eventos potencialmente fatais, como apneia1 ou overdose de opioides.

Veja também sobre "Overdose", "Higiene do sono" e "Insuficiência respiratória10".

 

Fontes:
Device, Vol. 1, Nº 5, em 17 de novembro de 2023.
New Scientist, notícia publicada em 17 de novembro de 2023.

 

Créditos da imagem: Ben Pless

 

NEWS.MED.BR, 2023. Pílula eletrônica monitora a respiração e a frequência cardíaca a partir do trato gastrointestinal. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/medical-journal/1462137/pilula-eletronica-monitora-a-respiracao-e-a-frequencia-cardiaca-a-partir-do-trato-gastrointestinal.htm>. Acesso em: 28 fev. 2024.

Complementos

1 Apnéia: É uma parada respiratória provocada pelo colabamento total das paredes da faringe que ocorre principalmente enquanto a pessoa está dormindo e roncando. No adulto, considera-se apnéia após 10 segundos de parada respiratória. Como a criança tem uma reserva menor, às vezes, depois de dois ou três segundos, o sangue já se empobrece de oxigênio.
2 Diagnóstico: Determinação de uma doença a partir dos seus sinais e sintomas.
3 Fisiológicas: Relativo à fisiologia. A fisiologia é estudo das funções e do funcionamento normal dos seres vivos, especialmente dos processos físico-químicos que ocorrem nas células, tecidos, órgãos e sistemas dos seres vivos sadios.
4 Rádio:
5 Implante: 1. Em cirurgia e odontologia é o material retirado do próprio indivíduo, de outrem ou artificialmente elaborado que é inserido ou enxertado em uma estrutura orgânica, de modo a fazer parte integrante dela. 2. Na medicina, é qualquer material natural ou artificial inserido ou enxertado no organismo. 3. Em patologia, é uma célula ou fragmento de tecido, especialmente de tumores, que migra para outro local do organismo, com subsequente crescimento.
6 Efeitos colaterais: 1. Ação não esperada de um medicamento. Ou seja, significa a ação sobre alguma parte do organismo diferente daquela que precisa ser tratada pelo medicamento. 2. Possível reação que pode ocorrer durante o uso do medicamento, podendo ser benéfica ou maléfica.
7 Estômago: Órgão da digestão, localizado no quadrante superior esquerdo do abdome, entre o final do ESÔFAGO e o início do DUODENO.
8 Sinais vitais: Conjunto de variáveis fisiológicas que são pressão arterial, freqüência cardíaca, freqüência respiratória e temperatura corporal.
9 Pele: Camada externa do corpo, que o protege do meio ambiente. Composta por DERME e EPIDERME.
10 Insuficiência respiratória: Condição clínica na qual o sistema respiratório não consegue manter os valores da pressão arterial de oxigênio (PaO2) e/ou da pressão arterial de gás carbônico (PaCO2) dentro dos limites da normalidade, para determinada demanda metabólica. Como a definição está relacionada à incapacidade do sistema respiratório em manter níveis adequados de oxigenação e gás carbônico, foram estabelecidos, para sua caracterização, pontos de corte na gasometria arterial: PaO2 50 mmHg.
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