Um novo adesivo de ultra-som que monitora de forma não invasiva a pressão arterial nas artérias abaixo da pele pode ajudar as pessoas a detectar problemas cardiovasculares mais cedo e com maior precisão. Em testes, o patch funcionou bem como alguns métodos clínicos para medir a pressão arterial.

Os aplicativos incluem tempo real, monitoramento contínuo das alterações da pressão arterial em pacientes com doenças cardíacas ou pulmonares, bem como pacientes gravemente enfermos ou submetidos a cirurgia. O patch usa ultrassom, portanto, ele poderia ser potencialmente usado para rastrear de forma não invasiva outros sinais vitais e fisiológicos de locais nas profundezas do corpo.

Uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade da Califórnia em San Diego descreve seu trabalho em um artigo publicado em 11 de setembro em Nature Biomedical Engineering .

"Dispositivos vestíveis até agora têm se limitado a detectar sinais na superfície da pele ou logo abaixo dela. Mas isso é como ver apenas a ponta do iceberg, "disse Sheng Xu, um professor de nanoengenharia na Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs e o autor correspondente do estudo. "Ao integrar a tecnologia de ultrassom aos vestíveis, podemos começar a capturar muitos outros sinais, eventos biológicos e atividades acontecendo abaixo da superfície de uma maneira não invasiva. "

"Estamos adicionando uma terceira dimensão à faixa de detecção de eletrônicos vestíveis, "disse Xu, que também é afiliado ao Center for Wearable Sensors da UC San Diego.

O novo adesivo de ultrassom pode monitorar continuamente a pressão arterial central nas principais artérias, a uma profundidade de até quatro centímetros (mais de uma polegada) abaixo da pele.

Os médicos envolvidos no estudo dizem que a tecnologia seria útil em vários procedimentos de internação.

"Isso tem o potencial de ser um ótimo complemento para a medicina cardiovascular, "disse o Dr. Brady Huang, co-autor do artigo e radiologista da UC San Diego Health. "Na sala de cirurgia, especialmente em procedimentos cardiopulmonares complexos, avaliação precisa em tempo real da pressão arterial central é necessária - é aqui que este dispositivo tem o potencial de suplantar os métodos tradicionais. "

Uma alternativa conveniente para métodos clínicos

O dispositivo mede a pressão arterial central, que difere da pressão arterial medida com uma braçadeira inflável amarrada ao redor do braço, conhecida como pressão arterial periférica. A pressão arterial central é a pressão nos vasos sanguíneos centrais, que enviam sangue diretamente do coração para outros órgãos importantes em todo o corpo. Especialistas médicos consideram a pressão arterial central mais precisa do que a pressão arterial periférica e também dizem que é melhor para prever doenças cardíacas.

A medição da pressão arterial central não é normalmente feita em exames de rotina, Contudo. O método clínico de última geração é invasivo, envolvendo um cateter inserido em um vaso sanguíneo no braço de um paciente, virilha ou pescoço e conduzindo-o ao coração.

Existe um método não invasivo, mas não pode produzir leituras precisas de maneira consistente. Envolve segurar uma sonda semelhante a uma caneta, chamado de tonômetro, na pele diretamente acima de um grande vaso sanguíneo. Para obter uma boa leitura, o tonômetro deve ser mantido estável, no ângulo certo e com a quantidade certa de pressão a cada vez. Mas isso pode variar entre testes e diferentes técnicos.

"É altamente dependente do operador. Mesmo com a técnica adequada, se você mover a ponta do tonômetro apenas um milímetro, os dados ficam distorcidos. E se você empurrar o tonômetro com muita força, vai colocar muita pressão no vaso, o que também afeta os dados, "disse o co-primeiro autor Chonghe Wang, um estudante de graduação em nanoengenharia na UC San Diego. Os tonômetros também exigem que o paciente fique quieto - o que torna o monitoramento contínuo difícil - e não são sensíveis o suficiente para obter boas leituras através do tecido adiposo.

A equipe liderada pela UC San Diego desenvolveu uma alternativa conveniente — adesivo de ultrassom elástico que pode ser usado na pele e fornece precisão, leituras precisas da pressão arterial central a cada vez, mesmo enquanto o usuário está se movendo. E ainda pode obter uma boa leitura através do tecido adiposo.

O patch foi testado em um sujeito do sexo masculino, quem usava no antebraço, pulso, pescoço e pé. Os testes foram realizados enquanto o sujeito estava parado e durante o exercício. As gravações coletadas com o patch foram mais consistentes e precisas do que as gravações de um tonômetro comercial. As gravações do patch também foram comparáveis ​​àquelas coletadas com uma sonda de ultrassom tradicional.

Tornando o ultrassom usável

"Um grande avanço desse trabalho é transformar a tecnologia de ultrassom em uma plataforma vestível. Isso é importante porque agora podemos começar a fazer de forma contínua, monitoramento não invasivo dos principais vasos sanguíneos profundamente sob a pele, não apenas em tecidos superficiais, "disse Wang.

O patch é uma folha fina de elastômero de silicone padronizada com o que é chamado de estrutura de "ponte-ilha" - uma série de pequenas peças eletrônicas (ilhas) que são conectadas por fios em forma de mola (pontes). Cada ilha contém eletrodos e dispositivos chamados transdutores piezoelétricos, que produzem ondas de ultra-som quando a eletricidade passa por eles. As pontes que os conectam são feitas de finas, fios de cobre em forma de mola. A estrutura da ponte da ilha permite que todo o remendo se adapte à pele e se estique, dobre e torça sem comprometer a função eletrônica.

O patch usa ondas de ultra-som para registrar continuamente o diâmetro de um vaso sanguíneo pulsante localizado a uma profundidade de quatro centímetros abaixo da pele. Essas informações são então traduzidas em uma forma de onda usando um software personalizado. Cada pico, vale e entalhe na forma de onda, bem como a forma geral da forma de onda, representa uma atividade ou evento específico no coração. Esses sinais fornecem muitas informações detalhadas aos médicos que avaliam a saúde cardiovascular do paciente. Eles podem ser usados ​​para prever a insuficiência cardíaca, determinar se o suprimento de sangue está bom, etc.

Próximos passos

Os pesquisadores observam que o adesivo ainda tem um longo caminho a percorrer antes de chegar à clínica. As melhorias incluem a integração de uma fonte de energia, unidades de processamento de dados e capacidade de comunicação sem fio no patch.

"Agora mesmo, esses recursos devem ser fornecidos por fios de dispositivos externos. Se quisermos mudar isso da bancada para a cabeceira, precisamos colocar todos esses componentes a bordo, "disse Xu.

A equipe está procurando colaborar com especialistas em processamento de dados e tecnologias sem fio para a próxima fase do projeto.