Ohio State Lança Primeiro Sensor Vestível para Monitoramento de Atrofia Muscular em Tempo Real

A Universidade Estadual de Ohio, Columbus, OH

O sensor proposto visa ajudar pacientes que sofrem de atrofia muscular a monitorar mudanças 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.

Contexto Clínico

Condição envolvendo perda de massa e força muscular esquelética, atrofia muscular pode ocorrer por várias razões, mas é tipicamente efeito colateral de doença degenerativa, envelhecimento ou desuso muscular.

Enquanto médicos atualmente dependem de ressonância magnética para avaliar se tamanho e volume muscular do paciente se deterioraram, testes frequentes podem ser demorados e custosos.

Sensor Eletromagnético com E-threads

No entanto, novo estudo publicado no periódico IEEE Transactions on Biomedical Engineering sugere que sensor eletromagnético feito de "e-threads" condutivos poderia ser usado como alternativa ao monitoramento frequente por ressonância magnética.

Validação Experimental

Para validar seu trabalho, pesquisadores fabricaram moldes de membros impressos em 3D e os preencheram com carne moída para simular tecido da panturrilha de sujeito humano médio. Seus achados mostraram que conseguiram demonstrar que o sensor podia medir mudanças de volume em pequena escala no tamanho geral do membro e monitorar perda muscular de até 51 por cento.

"Idealmente, nosso sensor proposto poderia ser usado por profissionais de saúde para implementar planos de tratamento mais personalizados para pacientes e criar menos ônus para o próprio paciente", disse Allyanna Rice, autora principal do estudo e bolsista de graduação em engenharia elétrica e de computação na Universidade Estadual de Ohio.

Origem na Pesquisa Espacial

A primeira abordagem conhecida para monitorar atrofia muscular usando dispositivo vestível, o estudo baseia-se no trabalho anterior de Rice criando sensores de saúde para NASA. A agência espacial tem interesse em monitorar saúde de astronautas de várias formas, pois passar longos períodos no espaço frequentemente tem efeitos prejudiciais no corpo humano.

Pesquisadores passaram décadas tentando entender e combater esses efeitos, e este estudo foi inspirado pelo objetivo de encontrar soluções para problemas de saúde enfrentados por astronautas.

Por exemplo, enquanto cientistas sabem que até membros de tripulação em voos espaciais curtos podem experimentar até 20% de perda de massa muscular e densidade óssea, não há muitos dados sobre efeito de viver no espaço por missões muito mais longas, disse Rice.

"Nosso sensor é algo que um astronauta em missão longa ou paciente em casa poderia usar para acompanhar sua saúde sem ajuda de profissional médico", disse ela.

Design do Sensor

Mas criar dispositivo vestível capaz de medir com precisão minúsculas mudanças musculares no corpo humano é mais fácil dizer que fazer. Rice e sua coautora Asimina Kiourti, professora em engenharia elétrica e de computação em Ohio State, projetaram dispositivo para funcionar empregando duas bobinas, uma que transmite e outra que recebe, além de condutor feito de e-threads que percorrem o tecido em padrão zigue-zague distinto.

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

"Quando propusemos o sensor pela primeira vez, não percebemos que precisaríamos de material elástico até percebermos que os membros da pessoa iam mudar", disse ela. "Precisamos de sensor que possa mudar e flexionar, mas também precisa ser conformal."

Após tentativa e erro, descobriram que enquanto costura em linha reta limitava elasticidade da manga, padrão zigue-zague era ideal para ampliá-la. Este mesmo padrão inovador é razão pela qual sensor pode ser escalável em múltiplas partes do corpo ou mesmo várias localizações no mesmo membro.

Próximos Passos

Embora o vestível ainda esteja anos longe de implementação, estudo nota que próximo grande salto seria conectar dispositivo a app móvel, que poderia ser usado para registrar e entregar informações de saúde diretamente a profissionais de saúde.

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

"No futuro, gostaríamos de integrar mais sensores e ainda mais capacidades com nosso vestível", disse Rice. Este trabalho foi apoiado pela NASA.

Para mais informações, contate Tatyana Woodall em [e-mail protegido].