Dispozitive purtabile, primele de acest fel, pot capta sunetele corpului pentru a monitoriza permanent starea de sănătate a organismului. Cercetătorii au creat tehnologia portabilă pentru a monitoriza mai îndeaproape organele umane vitale. Noile dispozitive au fost testate pe o serie de pacienţi, de la bebeluşi prematuri la vârstnici.
Dispozitivul, care se ataşează de corp, este conceput pentru a filtra zgomotul ambiental şi pentru a se concentra asupra sunetelor interne din organism.
Această inovaţie ar putea transforma monitorizarea stării de sănătate, în special pentru copiii prematuri şi adulţii cu boli respiratorii.
Specialiştii care au creat acest dispozitiv inovator spun că acesta depăşeşte metodele tradiţionale folosite de medici în evaluarea stării de sănătate a pacienţilor.
De obicei, medicii ascultă în mod obişnuit sunetele corpului - respiraţia, bătăile inimii şi mişcarea alimentelor prin tractul gastrointestinal - ca indicatori ai stării de sănătate.
Cu toate acestea, aceste sunete pot fi subtile, greu de urmărit şi pot fi uşor acoperite de zgomote din fundal.
Cercetătorii de la Universitatea Northwestern au dezvoltat dispozitivele portabile miniaturale care depăşesc aceste provocări ale metodelor de examinare medicale standard.
Aceste dispozitive wireless (fără fir) aderă uşor la piele, oferind o monitorizare continuă şi o urmărire a sunetelor în diverse regiuni ale corpului.
Prin plasarea dispozitivelor pe pieptul şi spatele unui pacient, personalul medical poate cartografia o singură respiraţie în timp ce aceasta se deplasează prin diferite regiuni din plămâni. Credit: Universitatea Northwestern
În cadrul primelor studii, dispozitivele au fost testate pe 15 copii prematuri cu probleme respiratorii şi intestinale şi pe 55 de adulţi, inclusiv mulţi dintre ei cu boli pulmonare cronice.
acestea nu numai că au respectat standardele de acurateţe de grad clinic, dar au introdus, de asemenea, noi funcţii care nu au fost încă observate în cercetare sau în practica clinică.
„Medicii trebuie să folosească un stetoscop convenţional, sau digital, pe diferite părţi ale pieptului şi ale spatelui pentru a asculta plămânii punct cu punct", spune John Rogers, un pionier în domeniul bioelectronicii de la Universitatea Northwestern, care a condus dezvoltarea dispozitivului, într-un comunicat al universităţii.
Acest dispozitiv este comparat de autori cu 13 medici care ascultă simultan corpul pacientului.
Ideea din spatele acestor dispozitive este de a oferi o evaluare continuă şi extrem de precisă a stării de sănătate a pacientului şi de a lua decizii clinice în clinici sau atunci când pacienţii sunt internaţi în spital sau conectaţi la aparate de respiraţie, spune dr. Ankit Bharat, specialist în chirurgie toracică la spitalul universitar Northwestern, care a condus cercetarea clinică pe subiecţi adulţi.
„Un avantaj cheie al acestui dispozitiv este acela de a putea asculta şi compara simultan diferite regiuni ale plămânilor", notează el.
Dispozitivele compacte sunt echipate cu microfoane digitale şi accelerometre de înaltă performanţă şi aderă uşor la piele, formând o reţea de detecţie cuprinzătoare.
Acestea captează sunetele şi le corelează cu procesele corporale, cartografiind fluxul de aer în plămâni, modificările ritmului cardiac şi mişcarea alimentelor şi a gazelor prin intestine.
În cadrul unor studii pilot, cercetătorii au plasat dispozitivele pe abdomenul bebeluşilor prematuri pentru a capta sunetele asociate cu digestia.
Fiecare dispozitiv, învelit în silicon moale, are o lungime de aproximativ 40 de milimetri, o lăţime de 20 de milimetri şi o grosime de opt milimetri.
În ciuda dimensiunilor sale mici, acesta conţine memorie flash, o baterie, capacităţi Bluetooth şi două microfoane - unul orientat spre corp şi celălalt spre exterior. Un algoritm face diferenţa între sunetele interne şi cele externe.
„Plămânii nu produc suficient sunet pentru ca o persoană normală să audă. Pur şi simplu nu sunt suficient de zgomotoşi, iar spitalele pot fi locuri zgomotoase", explică dr. Bharat.
„Când sunt oameni care vorbesc în apropiere sau aparate care bipăie, poate fi incredibil de dificil. Un aspect important al acestei tehnologii este că poate corecta aceste sunete ambientale", specifică medicul.
Captarea sunetelor ambientale oferă, de asemenea, un context despre mediul în care se află pacientul, ceea ce este un aspect foarte important în tratarea copiilor prematuri.
Mai multe dispozitive portabile pentru captarea sunetelor din interiorul corpului. Credit: Universitatea Northwestern
Oferă, de asemenea, oportunităţi imediate de a aborda orice surse de stimuli auditivi stresanţi sau potenţial compromiţători, notează coautorul principal, dr. Wissam Shalish, neonatolog la spitalul de pediatrie din Montreal.
Cercetătorii au dezvoltat dispozitivele având în vedere două grupuri de pacienţi cu risc: copiii prematuri din unităţile de terapie intensivă neonatală (UTIN) şi adulţii post-chirurgicali.
Bebeluşii prematuri, în special cei născuţi înainte ca sistemul respirator să se maturizeze, la aproximativ 28 de săptămâni, se confruntă adesea cu complicaţii respiratorii, cum ar fi apneea, care duc la şederi prelungite în spital sau chiar la deces.
„Mulţi dintre aceşti bebeluşi sunt mai mici decât un stetoscop, aşa că sunt deja dificil de monitorizat din punct de vedere tehnic", subliniază unul dintre coautorii studiului, dr. Debra Weese-Mayer.
Atât la copii, cât şi la adulţi, problemele cardiorespiratorii şi gastrointestinale sunt principalele cauze de deces în primii cinci ani de viaţă.
Problemele gastro-intestinale, indicate prin diminuarea sunetelor intestinale, pot semnala probleme de digestie şi potenţiale obstrucţii.
Senzorii au fost plasaţi pe abdomenul prematurilor, iar primele rezultate au fost similare cu măsurătorile motilităţii intestinale la adulţi, standardul actual de îngrijire.
Dispozitivele au captat sunetele pulmonare şi mişcările corpului în diferite locaţii, permiţând analiza respiraţiilor individuale prin plămâni.
Cu aceşti senzori wireless se pot capta diferite regiuni ale plămânilor, putându-se evalua performanţa lor specifică şi performanţa fiecărei regiuni în raport cu celelalte.
„Astfel putem personaliza tratamentele pentru fiecare pacient în parte", a explicat dr. Bharat.
Studiul a fost publicat luna aceasta în revista Nature Medicine.
Foto articol: Un lucrător medical plasează dispozitivele portabile pe pieptul unui pacient pentru a capta sunetele din plămâni asociate cu respiraţia. Credit: Universitatea Northwestern.
