Ohio State lança primeiro sensor vestível para monitoramento de atrofia muscular em tempo real

Universidade Estadual de Ohio, Columbus, OH
O sensor proposto visa ajudar pacientes que sofrem de atrofia muscular a monitorar as alterações em sua saúde de forma mais conveniente. (Imagens:Getty Images)
Pesquisadores da Universidade Estadual de Ohio fabricaram o primeiro sensor vestível projetado para detectar e monitorar atrofia muscular.

Uma condição que envolve a perda de massa e força muscular esquelética, a atrofia muscular pode ocorrer por vários motivos, mas normalmente é um efeito colateral de doença degenerativa, envelhecimento ou desuso muscular.

Embora os médicos atualmente dependam da ressonância magnética para avaliar se o tamanho e o volume muscular de um paciente se deterioraram, testes frequentes podem ser demorados e caros.

No entanto, este novo estudo publicado na revista IEEE Transactions on Biomedical Engineering sugere que um sensor eletromagnético feito de “fios eletrônicos” condutores poderia ser usado como alternativa ao monitoramento frequente por ressonância magnética.

Para validar seu trabalho, os pesquisadores fabricaram moldes de membros impressos em 3D e os preencheram com carne moída para simular o tecido da panturrilha de um ser humano de tamanho médio. Suas descobertas mostraram que eles foram capazes de demonstrar que o sensor poderia medir mudanças de volume em pequena escala no tamanho geral dos membros e monitorar a perda muscular de até 51%.

“Idealmente, o nosso sensor proposto poderia ser usado por prestadores de cuidados de saúde para implementar planos de tratamento mais pessoalmente para os pacientes e para criar menos encargos para os próprios pacientes”, disse Allyanna Rice, principal autora do estudo e bolseira de pós-graduação em engenharia eléctrica e informática na The Ohio State University.

A primeira abordagem conhecida para monitorar a atrofia muscular usando um dispositivo vestível, o estudo baseia-se no trabalho anterior de Rice na criação de sensores de saúde para a NASA. A agência espacial está interessada em monitorar a saúde dos astronautas de diversas maneiras, já que passar muito tempo no espaço pode muitas vezes ter efeitos prejudiciais ao corpo humano.

Os investigadores passaram décadas a tentar compreender e combater estes efeitos, e este estudo foi inspirado no objetivo de encontrar soluções para os problemas de saúde enfrentados pelos astronautas.

Por exemplo, embora os cientistas saibam que mesmo os membros da tripulação em voos espaciais curtos podem sofrer uma perda de até 20% na massa muscular e na densidade óssea, não há muitos dados sobre o efeito que viver no espaço durante missões muito mais longas poderia ter nos seus corpos, disse Rice.

“Nosso sensor é algo que um astronauta em uma missão longa ou um paciente em casa poderia usar para monitorar sua saúde sem a ajuda de um profissional médico”, disse ela.

Mas criar um dispositivo vestível capaz de medir com precisão pequenas mudanças musculares no corpo humano é mais fácil de falar do que fazer. Rice e sua coautora Asimina Kiourti, professora de engenharia elétrica e de computação na Ohio State, projetaram o dispositivo para funcionar empregando duas bobinas, uma que transmite e outra que recebe, bem como um condutor feito de fios eletrônicos que correm ao longo do tecido em um padrão distinto em zigue-zague.

Embora o produto final se assemelhe a um manguito de pressão arterial, Rice disse que originalmente era um desafio encontrar um padrão que permitisse uma ampla gama de alterações no tamanho do laço do sensor, para que pudesse caber em uma grande parte da população de pacientes.

“Quando propusemos o sensor pela primeira vez, não percebemos que precisaríamos de um material elástico até percebermos que os membros da pessoa iriam mudar”, disse ela. “Precisamos de um sensor que possa mudar e flexionar, mas que também precise ser conforme.”

Depois de algumas tentativas e erros, descobriram que, embora costurar em linha reta limitasse a elasticidade da manga, um padrão em zigue-zague era ideal para ampliá-la. Esse mesmo novo padrão é a razão pela qual o sensor pode ser escalonável em várias partes diferentes do corpo ou até mesmo em vários locais no mesmo membro.

Embora o wearable ainda esteja a anos de ser implementado, o estudo observa que o próximo grande salto seria provavelmente ligar o dispositivo a uma aplicação móvel, que pudesse ser usada para registar e fornecer informações de saúde diretamente aos prestadores de cuidados de saúde.

E para melhorar a vida dos futuros pacientes, tanto na Terra como no espaço, Rice espera combinar o sensor com outros tipos de dispositivos para detectar e monitorizar problemas de saúde, como uma ferramenta para detectar perda óssea.

“No futuro, gostaríamos de integrar mais sensores e ainda mais capacidades ao nosso wearable”, disse Rice. Este trabalho foi apoiado pela NASA.

Para mais informações, entre em contato com Tatyana Woodall em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para visualizá-lo.