05/05/2020

Chip-estetoscópio faz medições em tempo real

Redação do Diário da Saúde
Sensor minúsculo monitora coração e pulmão
Como é minúsculo, este estetoscópio de alta tecnologia poderá ser embutido na roupa.
[Imagem: Georgia Tech/Ayazi lab]

Estetoscópio de alta tecnologia

A largura de banda de detecção deste chip liliputiano é enorme - desde movimentos corporais aos fracos sons dos batimentos cardíacos, ondas de pulso atravessando os tecidos corporais, a frequência respiratória e os sons pulmonares.

Ou seja, o pequeno aparelho é mais sensível e oferece uma gama de exames muito mais amplo do que o tradicional estetoscópio, um verdadeiro símbolo da medicina moderna. Além disso ele funciona continuamente, provendo medições em tempo real.

A ideia é colocar esse "estetoscópio do futuro" em roupas, provendo um sistema de monitoramento contínuo de saúde que alerte para qualquer eventualidade que sugira a necessidade de um check-up mais detalhado.

O chip, desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia (EUA), tem um núcleo formado por duas camadas finíssimas de silício, separadas uma da outra por um espaço de 270 nanômetros - cerca de cinco milésimos da largura de um fio de cabelo humano. Ambas são energizadas por uma tensão elétrica minúscula.

Vibrações de movimentos e sons corporais fazem as duas membranas de silício vibrarem, mudando seu distanciamento, o que faz com que o fluxo da tensão elétrica se modifique, gerando saídas eletrônicas diferenciáveis.

E a largura de banda de detecção é enorme - desde movimentos amplos até tons inaudivelmente agudos. Assim, o chip-sensor registra ao mesmo tempo detalhes finos dos batimentos cardíacos, ondas de pulso que atravessam os tecidos do corpo, taxas de respiração, sons pulmonares e também rastreia as atividades físicas do usuário, como caminhar.

Sensor minúsculo monitora coração e pulmão
O chip mede uma ampla gama de sinais com maior sensibilidade.
[Imagem: Georgia Tech/Ayazi lab]

Chip-estetoscópio

Nos primeiros testes em humanos, o chip registrou uma variedade de sinais do funcionamento mecânico dos pulmões e do coração com clareza, incluindo sinais que geralmente escapam à detecção pela tecnologia médica atual.

"Hoje, a medicina procura informações sobre o coração nos eletrocardiogramas, mas esses exames medem apenas os impulsos elétricos. O coração é um sistema mecânico com músculos bombeando e válvulas abrindo e fechando, e ele gera com isso uma assinatura de sons e movimentos que um eletrocardiograma não detecta. Os eletrocardiogramas também não dizem nada sobre a função pulmonar," comparou o professor Farrokh Ayazi.

O chip, que funciona simultaneamente como um estetoscópio eletrônico avançado e um acelerômetro, é apropriadamente chamado pela equipe de "microfone-acelerômetro de contato". Além de detectar vibrações minúsculas, ele também filtra ruídos espúrios que podem atrapalhar as medições, como sons do ambiente.

"Se eu esfregá-lo na minha pele ou na camisa, ele não escuta o atrito, mas o dispositivo é muito sensível aos sons vindos de dentro do corpo, por isso capta vibrações úteis mesmo através das roupas," disse Ayazi.

Checagem com artigo científico:

Artigo: Precision wearable accelerometer contact microphones for longitudinal monitoring of mechano-acoustic cardiopulmonary signals
Autores: Pranav Gupta, Mohammad J. Moghimi, Yaesuk Jeong, Divya Gupta, Omer T. Inan, Farrokh Ayazi
Publicação: Nature Digital Medicine
Vol.: 3, Article number: 19
DOI: 10.1038/s41746-020-0225-7

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