Um grande salto em frente no ultrassom sem fio m

Engenheiros da UC San Diego desenvolvem um sistema totalmente integrado para monitoramento de tecidos profundos

Universidade da Califórnia - San Diego

imagem: Um sistema ultrassônico vestível montado no peito para medir a atividade cardíaca.Veja mais

Crédito: Muyang Lin

Uma equipe de engenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego desenvolveu o primeiro sistema de ultrassom vestível totalmente integrado para monitoramento de tecidos profundos, inclusive para indivíduos em trânsito. Ele facilita o monitoramento cardiovascular que pode salvar vidas e marca um grande avanço para um dos principais laboratórios de ultrassom vestíveis do mundo. O artigo, “Um sistema de ultrassom vestível totalmente integrado para monitorar tecidos profundos em assuntos em movimento”, foi publicado na edição de 22 de maio de 2023 da Nature Biotechnology.

“Este projeto oferece uma solução completa para a tecnologia de ultrassom vestível – não apenas

sensor vestível, mas também a eletrônica de controle é feita em formatos vestíveis”, disse Muyang Lin, Ph.D. candidato no Departamento de Nanoengenharia da UC San Diego e primeiro autor do estudo. “Criamos um dispositivo verdadeiramente vestível que pode detectar sinais vitais dos tecidos profundos sem fio.”

A pesquisa surge do laboratório de Sheng Xu, professor de nanoengenharia na Escola de Engenharia Jacobs da UC San Diego e autor correspondente do estudo.

Este sistema ultrassônico vestível autônomo e totalmente integrado (USoP) baseia-se no trabalho anterior do laboratório no projeto de sensores ultrassônicos suaves. No entanto, todos os sensores ultrassônicos suaves anteriores exigem cabos de amarração para transmissão de dados e energia, o que restringe amplamente a mobilidade do usuário. Neste trabalho, inclui um circuito de controle pequeno e flexível que se comunica com um conjunto de transdutores de ultrassom para coletar e transmitir dados sem fio. Um componente de aprendizado de máquina ajuda a interpretar os dados e rastrear objetos em movimento.

De acordo com as descobertas do laboratório, o sistema ultrassônico permite o rastreamento contínuo de sinais fisiológicos de tecidos tão profundos quanto 164 mm, medindo continuamente a pressão arterial central, frequência cardíaca, débito cardíaco e outros sinais fisiológicos por até doze horas em um tempo.

“Esta tecnologia tem muito potencial para salvar e melhorar vidas”, disse Lin. “O sensor pode avaliar a função cardiovascular em movimento. Valores anormais de pressão arterial e débito cardíaco, em repouso ou durante o exercício, são características de insuficiência cardíaca. Para populações saudáveis, o nosso dispositivo pode medir as respostas cardiovasculares ao exercício em tempo real e, assim, fornecer informações sobre a intensidade real do treino exercido por cada pessoa, o que pode orientar a formulação de planos de treino personalizados.”

A USoP também representa um avanço no desenvolvimento da Internet das Coisas Médicas (IoMT), um termo para uma rede de dispositivos médicos conectados à Internet, transmitindo sem fio sinais fisiológicos para a nuvem para computação, análise e diagnóstico profissional.

Graças aos avanços tecnológicos e ao trabalho árduo dos médicos nas últimas décadas, o ultrassom tem recebido uma onda contínua de interesse, e o laboratório Xu é frequentemente mencionado à primeira vista como um líder precoce e duradouro na área, particularmente no ultrassom vestível. . O laboratório pegou dispositivos estacionários e portáteis e os tornou extensíveis e usáveis, impulsionando uma transformação em todo o cenário do monitoramento de saúde. A sua força reside, em parte, na sua estreita colaboração com os médicos. “Embora sejamos engenheiros, conhecemos os problemas médicos que os médicos enfrentam”, disse Lin. “Temos um relacionamento próximo com nossos colaboradores clínicos e sempre recebemos feedback valioso deles. Esta nova tecnologia de ultrassom vestível é uma solução única para enfrentar muitos desafios de monitoramento de sinais vitais na prática clínica.”

Ao desenvolver a sua mais recente inovação, a equipa ficou surpreendida ao descobrir que tinha mais capacidades do que inicialmente previsto.