Usando la tecnología inventada en el MIT, los médicos algún día podrán monitorear los signos vitales de los pacientes haciendo que traguen un dispositivo electrónico ingerible que mide la frecuencia cardíaca y la frecuencia respiratoria desde el tracto gastrointestinal
Este tipo de sensor podría facilitar la evaluación de pacientes con trauma, monitorear soldados en la batalla, realizar evaluaciones a largo plazo de pacientes con enfermedades crónicas o mejorar el entrenamiento para atletas profesionales y aficionados, dicen los investigadores.
El nuevo sensor calcula las frecuencias cardíacas y respiratorias a partir de las ondas de sonido distintivas producidas por los latidos del corazón y la inhalación y exhalación de los pulmones.
"A través de la caracterización de la onda acústica, registrada en diferentes partes del tracto gastrointestinal, descubrimos que podíamos medir tanto la frecuencia cardíaca como la frecuencia respiratoria con buena precisión", dice Giovanni Traverso, un afiliado de investigación en el Instituto Koch para el Cáncer Integrativo del MITResearch, un gastroenterólogo en el Hospital General de Massachusetts y uno de los autores principales de un artículo que describe el dispositivo en la edición del 18 de noviembre de la revista PLOS uno .
El otro autor principal del artículo es Gregory Ciccarelli, miembro del personal asociado del Laboratorio Lincoln del MIT. Los autores principales son Robert Langer, profesor del Instituto David H. Koch en el MIT y miembro del Instituto Koch, y Albert Swiston, un personal técnicomiembro del Laboratorio Lincoln.
Detectando desde adentro
Los médicos actualmente miden los signos vitales, como la frecuencia cardíaca y respiratoria, utilizando técnicas que incluyen electrocardiogramas ECG y oximetría de pulso, que requieren contacto con la piel del paciente. Estos signos vitales también se pueden medir con monitores portátiles, pero a menudo son incómodos de usar.
Inspirado por los dispositivos ingeribles existentes que pueden medir la temperatura corporal y otros que toman imágenes internas del tracto digestivo, los investigadores se propusieron diseñar un sensor que midiera la frecuencia cardíaca y respiratoria, así como la temperatura, desde el interior del tracto digestivo.
Decidieron que la forma más sencilla de lograr esto sería escuchar el cuerpo con un pequeño micrófono. Escuchar los sonidos del cofre es una de las técnicas de diagnóstico médico más antiguas, practicadas por Hipócrates en la antigua Grecia. Desde el siglo XIX, los médicos han usado estetoscopios para escuchar estos sonidos.
Los investigadores esencialmente crearon "un estetoscopio extremadamente pequeño que puedes tragar", dice Swiston. "Usando el mismo sensor, podemos recolectar tanto los sonidos de tu corazón como los de tus pulmones. Esa es una de las ventajas de nuestro enfoque: podemosuse un sensor para obtener dos piezas de información "
Para traducir estos datos acústicos en frecuencias cardíacas y respiratorias, los investigadores tuvieron que idear sistemas de procesamiento de señales que distingan entre sí los sonidos producidos por el corazón y los pulmones, así como el ruido de fondo producido por el tracto digestivo y otras partes deel cuerpo.
Todo el sensor es aproximadamente del tamaño de una píldora multivitamínica y consiste en un pequeño micrófono empaquetado en una cápsula de silicona, junto con dispositivos electrónicos que procesan el sonido y envían señales de radio de forma inalámbrica a un receptor externo, con un alcance de aproximadamente 3 metros.
En las pruebas realizadas en el tracto gastrointestinal de los cerdos, los investigadores descubrieron que el dispositivo podía detectar con precisión la frecuencia cardíaca y la frecuencia respiratoria, incluso cuando las condiciones, como la cantidad de alimentos que se digieren, variaban
Mejor diagnóstico
Los investigadores esperan que el dispositivo permanezca en el tracto digestivo solo por un día o dos, por lo que para un monitoreo a más largo plazo, los pacientes tragarían nuevas cápsulas según sea necesario.
Para los militares, este tipo de dispositivo ingerible podría ser útil para controlar a los soldados en busca de fatiga, deshidratación, taquicardia o shock, dicen los investigadores. Cuando se combina con un sensor de temperatura, también puede detectar hipotermia, hipertermia o fiebre por infecciones.
En el futuro, los investigadores planean diseñar sensores que puedan diagnosticar afecciones cardíacas tales como ritmos cardíacos anormales arritmias o problemas respiratorios, como enfisema o asma. Actualmente, los médicos requieren que los pacientes usen un monitor de arnés Holter por hastasemana para detectar tales problemas, pero estos a menudo no producen un diagnóstico porque los pacientes se sienten incómodos al usarlos las 24 horas del día.
"Si pudiera ingerir un dispositivo que escuchara esos sonidos patológicos, en lugar de usar un monitor eléctrico, eso mejoraría el cumplimiento del paciente", dice Swiston.
Los investigadores también esperan crear sensores que no solo diagnostiquen un problema sino que también entreguen un medicamento para tratarlo.
"Esperamos que algún día podamos detectar ciertas moléculas o un patógeno y luego administrar un antibiótico, por ejemplo", dice Traverso. "Este desarrollo proporciona la base para ese tipo de sistema en el futuro".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Anne Trafton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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