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Monitorare il cuore senza perdere un battito
Un nuovo cerotto cardiaco wireless potrebbe consentire ai medici di monitorare continuamente il cuore dei pazienti e registrare gli elettrocardiogrammi (ECG) mentre sono in movimento. Questi monitor continui altamente portatili potrebbero aiutare i medici a curare i pazienti cardiaci e potrebbero presto diventare strumenti cruciali nella diagnosi di condizioni in persone altrimenti sane, affermano gli sviluppatori del dispositivo.
Monitoraggio flessibile: Ricercatori olandesi hanno progettato un cerotto cardiaco flessibile e wireless che potrebbe aiutare a prevenire malattie gravi rilevando i primi sintomi di problemi cardiaci attraverso il monitoraggio continuo. Il monitor, mostrato qui, è costituito da un circuito flessibile lungo appena 60 millimetri e largo 20 millimetri che contiene tutti i circuiti necessari per rilevare e trasmettere i dati dell'elettrocardiogramma (ECG) fino a 10 metri.
Sviluppato dai ricercatori del Centro Interuniversitario Micro-Elettronico (IMEC), un istituto di ricerca nanotecnologico indipendente a Eindhoven, nei Paesi Bassi, il dispositivo flessibile adesivo è una variazione di un monitor Holter, uno strumento ECG portatile attualmente utilizzato dai cardiologi per aiutare a valutare e diagnosticare i loro pazienti. Ma i monitor Holter richiedono un numero di elettrodi da attaccare al corpo e collegati, tramite un groviglio di fili, a un ingombrante dispositivo di registrazione indossato all'anca.
Al contrario, il nuovo dispositivo si attacca semplicemente al torace del paziente e invia in modalità wireless segnali elettrici rilevati dal cuore a un ricevitore simile a una carta di credito. Questi segnali possono essere analizzati e utilizzati per emettere un allarme come avvertimento precoce quando vengono rilevati ritmi cardiaci pericolosi o aritmie, afferma Bert Gyselinckx, direttore del programma Wireless Autonomous Transducer Solutions di IMEC. Ad esempio, il dispositivo potrebbe essere utilizzato per allertare i servizi di emergenza in caso di problemi subiti da pazienti cardiopatici anziani che vivono da soli.
Il nuovo dispositivo è costituito da un circuito flessibile lungo appena 60 millimetri e largo 20 millimetri che contiene tutti i circuiti per rilevare e trasmettere il segnale ECG fino a 10 metri. La scheda flessibile si inserisce in una toppa in Lycra con tre punti di contatto adesivi che fungono da elettrodi ECG. I fili corti all'interno della custodia collegano i punti di contatto al circuito tramite prese a scatto. Ciò rende più facile collegare gli elettrodi, afferma Gyselinckx.
Il segnale viene inviato al ricevitore utilizzando un trasmettitore wireless standard, che utilizza una tecnologia simile al Bluetooth ma a una potenza molto inferiore, afferma Gyselinckx. Il ricevitore è una smart card, una scheda tascabile con un circuito integrato incorporato, che incorpora anche una batteria sottile. Sembra una carta di credito, dice Gyselinckx. La scheda può memorizzare i dati dell'ECG su un dispositivo di memoria flash da due gigabyte integrato oppure può essere collegata a un computer palmare oa un telefono cellulare per trasmettere i dati a una clinica.
C'è una tendenza generale a rendere wireless i dispositivi per il monitoraggio del cuore perché sono molto più facili da usare, afferma Mike Kingsley , direttore dei laboratori di fisiologia dell'esercizio presso la Swansea University, in Galles.
Sono già disponibili prodotti di consumo che monitorano il cuore e inviano il segnale in modalità wireless a un orologio. Ma questi prodotti rilevano solo la frequenza cardiaca, in termini di battiti al minuto, afferma Kingsley. Un ECG ti dà molte più informazioni sul modo in cui la corrente elettrica viaggia attraverso il cuore, dice. Un cardiologo può utilizzare questi dati per determinare la morfologia e il comportamento del cuore, entrambi vitali per fare una diagnosi.
Molti ospedali hanno iniziato a installare sistemi di tracciamento dei pazienti ECG wireless, afferma Gyselinckx, per tenere sotto controllo i propri pazienti e localizzarli in caso di problemi. Ma tali sistemi sono poco più che monitor Holter collegati a un sistema di monitoraggio ospedaliero centrale che monitora la posizione dei pazienti e gli ECG.
Il dispositivo IMEC ha dei limiti: nella sua forma attuale, non può registrare la maggior parte dell'attività elettrica del cuore come può fare un ECG clinico. Non ti dà un quadro generale del cuore, solo un'istantanea, dice Kingsley.
Anche così, è ancora molto utile perché consente di rilevare tutti gli eventi aritmici, afferma Hans Stromeyer, direttore medico di monebo , ad Austin, TX, che ha sviluppato un dispositivo ECG wireless che viene indossato come una cintura. E il monitoraggio continuo può rilevare eventi di cui il paziente non sarà a conoscenza, afferma. Questo ha un enorme potenziale nella medicina preventiva perché può aiutare i medici a rilevare e trattare gravi condizioni cardiache prima che progrediscano e causino danni irreparabili.
In effetti, il team IMEC sta sviluppando il cerotto cardiaco come parte di un progetto più ampio, chiamato Human++, volto a progettare tecnologie di telemedicina per la salute preventiva. Il monitoraggio continuo dei segni vitali di persone altrimenti sane nella popolazione generale potrebbe consentire ai medici di prevenire una serie di malattie gravi attraverso la diagnosi precoce, afferma Gyselinckx.
Il monitoraggio e la diagnosi wireless da casa stanno già iniziando ad essere attuati, afferma Stromeyer. Ha dimostrato la sua utilità nel recupero a lungo termine ed è molto più economico della riabilitazione ospedaliera.
C'è anche molto interesse nell'uso di monitor cardiaci portatili per assistere nelle sperimentazioni sui farmaci. Questo perché una sezione del tracciato ECG, nota come segmento QT, ha dimostrato di essere un buon indicatore dei cambiamenti nell'attività cardiaca causati dalla tossicità dei farmaci, afferma Stromeyer. Monitor altamente portatili come il dispositivo IMEC potrebbero essere particolarmente utili in tale applicazione.
Ma per ora il team IMEC sta lavorando per consentire al dispositivo di registrare quanti più dati possibile un ECG clinico. Il team sta anche lavorando per rendere la patch più flessibile con una combinazione di elettronica organica flessibile ed elettronica di silicio a film sottile, con l'obiettivo di concedere in licenza la tecnologia.