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Il nuovo dispositivo indossabile può misurare il flusso sanguigno
Quanto sangue scorre nelle vene, nelle arterie e nei capillari? Per scoprirlo, in genere dovresti essere immobile. Ora un nuovo dispositivo indossabile potrebbe presto essere in grado di fornirti tali informazioni anche mentre ti muovi, svolgendo normali attività. Il cerotto flessibile, che si adatta alla pelle e utilizza minuscoli sensori di calore per mappare con precisione il flusso sanguigno sotto la superficie, potrebbe fornire ai medici una visione ad alta risoluzione di questo importante indicatore di salute.
Questa immagine termica a infrarossi mostra un nuovo sensore di flusso sanguigno indossabile. La componente luminosa al centro riscalda leggermente la pelle e minuscoli sensori monitorano il movimento di quel calore mentre il sangue lo porta via.
Gli inventori del nuovo sistema di sensori elettronici epidermici affermano che è pronto per l'uso in ambito clinico, in particolare per il monitoraggio della salute della pelle, ad esempio nei pazienti che hanno avuto recentemente innesti cutanei. Dicono che lungo la strada potrebbe anche essere possibile usarlo all'interno del corpo. In un recente manifestazione , i ricercatori hanno dimostrato che il dispositivo può registrare dati accurati da soggetti umani sul flusso di sangue nei vasi più grandi, in particolare nelle vene dell'avambraccio, nonché nella rete di minuscoli vasi vicino alla superficie della pelle.
Rispetto ai metodi all'avanguardia per la misurazione non invasiva del flusso sanguigno, che si basano su sistemi ottici o tecnologia a ultrasuoni, il nuovo sensore è molto più semplice e meno costoso, afferma John Rogers , uno degli inventori e professore di scienza dei materiali e ingegneria presso l'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign. Ancora più importante, dice, è molto meno sensibile ai movimenti grazie al modo in cui si lamina intimamente sulla pelle.
Le caratteristiche del flusso sanguigno in un dato tessuto sono un buon indicatore della salute di quel tessuto. Alcune condizioni, come infezioni e infiammazioni, possono portare a un aumento del flusso sanguigno locale, mentre altre, come l'aterosclerosi, l'insufficienza cardiaca e il diabete, possono causare una diminuzione. Se i medici potessero monitorare con precisione e persino continuamente questo flusso, potrebbero adattare meglio l'assistenza ai singoli pazienti e alle condizioni.
Rogers ei suoi colleghi hanno sviluppato per diversi anni sistemi di monitoraggio elettronico epidermico, che realizzano tramite tecniche di microfabbricazione consolidate (vedi Making Stretchable Electronics). Il sistema di rilevamento del flusso sanguigno rappresenta finora l'applicazione più sofisticata della tecnologia.
Il dispositivo funziona riscaldando impercettibilmente la pelle e quindi registrando il movimento di quel calore. Immagina, ad esempio, che l'elemento riscaldante sia posizionato sopra un'arteria o una vena vicino alla superficie della pelle. Dopo che il dispositivo ha riscaldato la pelle, il sangue in quel vaso porta via il calore, quindi i sensori di temperatura, disposti ad anelli attorno all'elemento riscaldante, registrano la direzione e la quantità di calore mentre si muove. Combinando queste informazioni con modelli che tengono conto della dinamica dei fluidi del flusso sanguigno, è possibile determinare quantitativamente la portata, afferma Rogers.
Rogers afferma che lui e i suoi colleghi si stanno muovendo immediatamente per utilizzare la tecnologia per monitorare la guarigione delle ferite negli studi su come avviene la vascolarizzazione negli innesti cutanei. Inoltre, l'azienda di cosmetici L'Oréal, che ha contribuito a finanziare la ricerca, ha iniziato a produrre i dispositivi e ha sviluppato un software che automatizza l'analisi dei dati e presenta un'interfaccia utente grafica. Rogers afferma che i dermatologi che fanno ricerca clinica per L'Oréal lo stanno ora usando per studiare la salute della pelle.
A questo punto il sistema può rilevare solo a una profondità fino a due millimetri, ma il gruppo sta cercando diversi modi per configurare i sensori e l'elemento riscaldante che potrebbero consentire loro di rilevare a una profondità maggiore. La stessa tecnologia potrebbe essere utilizzata anche su strumenti chirurgici o impianti per la misurazione del flusso sanguigno interno.