Sensor inspirado em estrelas-do-mar monitora coração com precisão

Ilustração do dispositivo vestível inspirado em estrelas do mar, ao lado de estrelas do mar reais.
[Imagem: Zheng Yan]

Estrela do coração

Dispositivos vestíveis são muito promissores, mas eles ainda precisam melhorar. Por exemplo, quando nos movemos, esses aparelhos têm dificuldade em rastrear com precisão nossos indicadores de saúde, mesmo no caso de sinais fortes, como os da atividade cardíaca ou respiratória.

Sicheng Chen e colegas da Universidade do Missouri (EUA) acreditam ter encontrado uma saída, buscando inspiração na natureza, uma técnica conhecida como biomimetismo.

Chen replicou em seu monitor de vestir a estrutura de cinco braços de uma estrela-do-mar. Como o dispositivo inspirado nas estrelas-do-mar tem vários pontos tocando a pele perto do coração, ele permanece mais estável do que vestíveis tradicionais, construídos como uma estrutura única.

Isso permite que o dispositivo colete dados cardíacos mais claros e precisos - mesmo enquanto o usuário está se movendo. O protótipo funciona em conjunto com um aplicativo no celular, e conseguiu fornecer informações confiáveis sobre a saúde cardíaca, ajudando a detectar possíveis problemas no coração.

"Semelhante a uma estrela-do-mar, nosso dispositivo tem cinco braços, cada um equipado com sensores que capturam simultaneamente a atividade cardíaca elétrica e mecânica," explicou Chen. "A maioria dos dispositivos atuais se concentra em capturar apenas um sinal ou requer dispositivos separados para rastrear vários sinais ao mesmo tempo. Isso nos permite fornecer uma imagem mais completa da saúde cardíaca de alguém."

O sistema de IA identifica corretamente os sinais, separando-os do ruído do movimento natural do corpo.
[Imagem: Sicheng Chen et al. - 10.1126/sciadv.adv2406]

IA para monitoramento cardíaco

A equipe desenvolveu um sistema alimentado por inteligência artificial que aprendeu com uma grande coleção de dados cardíacos, incluindo sinais de indivíduos saudáveis e pessoas com doenças cardíacas.

Usando a tecnologia inteligente, o sistema filtra interrupções relacionadas ao movimento e analisa os sinais cardíacos para determinar se o coração do usuário está saudável ou mostrando sinais de problemas. Os resultados são mostrados no aplicativo.

"Isso também é um benefício em relação aos exames cardíacos clínicos tradicionais, como o ultrassom Doppler, que geralmente exige que os pacientes fiquem parados para obter resultados precisos," disse Chen.

Nos testes, a abordagem baseada em IA identificou corretamente os eventos cardíacos em mais de 90% das vezes. Como o aparelho tem capacidade Bluetooth, os médicos podem revisar os dados remotamente, tornando o aparelho uma opção conveniente para monitoramento em casa entre as visitas médicas.

Para evitar os conhecidos problemas de irritação na pele causada pelos aparelhos vestíveis, a equipe está trabalhando para tornar o dispositivo mais confortável. No momento, o protótipo adere à pele usando um gel especial, mas versões futuras usarão um material respirável e amigável à pele, que a equipe já está desenvolvendo, para maior conforto.