Un inalámbrico monitor portátil construido con electrónica elástica podría permitir comodidad, vigilancia de la salud a largo plazo de los adultos, bebés y niños pequeños sin preocuparse por lesiones en la piel o reacciones alérgicas causadas por sensores adhesivos convencionales con geles conductores.

El monitor suave y adaptable puede transmitir electrocardiograma (ECG), ritmo cardiaco, datos de frecuencia respiratoria y actividad de movimiento de hasta 15 metros a un dispositivo de grabación portátil, como un teléfono inteligente o una tableta. La electrónica está montada sobre un sustrato estirable y conectada al oro, electrodos similares a la piel a través de conectores impresos que se pueden estirar con la película médica en la que están incrustados.

"Este monitor de salud tiene una ventaja clave para los niños pequeños que siempre están en movimiento, Dado que el dispositivo de conformación suave puede adaptarse a esa actividad con una suave integración en la piel, "dijo Woon-Hong Yeo, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Mecánica George W. Woodruff y Departamento de Ingeniería Biomédica Wallace H. Coulter en el Instituto de Tecnología de Georgia. "Esto está diseñado para satisfacer las necesidades de monitoreo electrónico de la salud de las personas cuya piel sensible puede resultar dañada por los monitores convencionales".

Los detalles del monitor se informaron el 24 de julio en la revista. Ciencia avanzada . La investigación fue apoyada por el Imlay Innovation Fund en Children's Healthcare of Atlanta, NextFlex (Instituto de fabricación de componentes electrónicos híbridos flexibles), y por una subvención inicial del Instituto de Electrónica y Nanotecnología de Georgia Tech. El monitor se ha estudiado tanto en modelos animales como en humanos.

Debido a que el dispositivo se adapta a la piel, evita problemas de señal que pueden ser creados por el movimiento de los típicos electrodos de gel de metal a través de la piel. El dispositivo puede incluso obtener señales precisas de una persona que camina, correr o subir escaleras.

"Cuando se coloca un electrodo convencional en el pecho, el movimiento de sentarse o caminar crea artefactos de movimiento que son difíciles de separar de las señales que desea medir, ", dijo." Debido a que nuestro dispositivo es suave y conforme, se mueve con la piel y proporciona información que no se puede ver con los artefactos de movimiento de los sensores convencionales ".

La evaluación continua con un monitor de salud inalámbrico podría mejorar la evaluación de los niños y ayudar a los médicos a identificar las tendencias antes. potencialmente facilitando la intervención antes de que una condición progrese, dijo el Dr. Kevin Maher, cardiólogo pediátrico en Children's Healthcare of Atlanta.

"La generación de datos continuos de los sistemas respiratorio y cardiovascular podría permitir la aplicación de diagnósticos avanzados para detectar cambios en el estado clínico, respuesta a terapias e implementación de intervención temprana, "Dijo Maher." Un dispositivo para seguir literalmente cada respiración que toma un niño podría permitir el reconocimiento e intervención tempranos antes de una presentación más grave de una enfermedad ".

Usado en el hogar un monitor portátil puede detectar cambios que de otro modo no serían evidentes, él dijo. En entornos clínicos, el dispositivo inalámbrico podría permitir que los niños se sientan menos "atados" al equipo. "Veo este dispositivo como un cambio significativo en la atención médica pediátrica y estoy emocionado de asociarme con Georgia Tech en el proyecto, "Añadió Maher.

El monitor utiliza tres electrodos de oro incrustados en la película que también contiene el equipo de procesamiento electrónico. Todo el monitor de salud tiene solo tres pulgadas de diámetro, y una versión más avanzada en desarrollo tendrá la mitad de ese tamaño. El monitor inalámbrico ahora funciona con una pequeña batería recargable, pero las versiones futuras pueden reemplazar la batería con un sistema de carga de radiofrecuencia externo.

Yeo y sus colaboradores, incluido el primer autor y becario postdoctoral Yun-Soung Kim, se están enfocando en aplicaciones pediátricas debido a la necesidad de monitoreo ambulatorio en niños. Sin embargo, prevén que el monitor de salud también podría utilizarse para otros grupos de pacientes, incluidos los adultos mayores que también pueden tener piel sensible. Para adultos, habría ventajas adicionales.

"El monitor se puede usar durante varios días, tal vez hasta dos semanas, "Dijo Yeo." La membrana es impermeable, para que un adulto pueda ducharse mientras lo lleva puesto. Después de su uso, los componentes electrónicos se pueden reciclar ".

Se han desarrollado dos versiones del monitor. Uno se basa en cinta médica y está diseñado para uso a corto plazo en un hospital u otro centro de atención, mientras que el otro usa una película médica de elastómero suave aprobada para su uso en el cuidado de heridas. Este último puede permanecer en la piel por más tiempo.

"Los dispositivos están completamente secos y no requieren un gel para captar señales de la piel, "Yeo explicó." No hay nada entre la piel y el sensor ultrafino, por lo que es cómodo de llevar ".

Debido a que el monitor se puede usar durante largos períodos de tiempo, puede proporcionar un registro a largo plazo de los datos del ECG que resultan útiles para comprender los posibles problemas cardíacos. "Usamos el aprendizaje profundo para monitorear las señales mientras las comparamos con los datos de un grupo más grande de pacientes, "Dijo Yeo." Si se detecta una anomalía, se puede informar de forma inalámbrica a través de un teléfono inteligente u otro dispositivo conectado ".

La fabricación de los circuitos del monitor utiliza película delgada, Patrones de cobre en forma de malla que pueden flexionarse con el sustrato blando. Los chips son la única parte que no es flexible, pero están montados sobre un sustrato blando aislado de tensión en lugar de una placa de circuito de plástico tradicional.

Como próximos pasos, Yeo planea reducir el tamaño del dispositivo y agregar funciones para medir otros parámetros relacionados con la salud, como la temperatura, oxígeno en sangre y presión arterial. Un hito importante sería un ensayo clínico para evaluar el rendimiento frente a los monitores de salud convencionales.

Para Yeo, que se especializa en nano y microingeniería, la perspectiva de ver el dispositivo en ensayos clínicos y, en última instancia, usarse en hospitales de niños, es un poderoso incentivo.

"Será un sueño hecho realidad para mí ver que algo que hemos desarrollado será útil para alguien que está sufriendo, ", dijo." Todos queremos ver los avances en la ciencia y la ingeniería traducidos en una mejor atención al paciente ".