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Un cerotto innovativo per monitorare problemi cardiovascolari

È stato sviluppato un cerotto ad ultrasuoni in grado di monitorare vasi sanguigni fino a 14 cm di profondità sotto la pelle.

Categorie Dispositivi indossabili · Innovazione

Monitorare il flusso sanguigno è importante, soprattutto in alcuni vasi sanguigni specifici, in quanto consente ai medici di diagnosticare possibili malattie cardiovascolari. Ad esempio, a livello dell’arteria carotide il monitoraggio del flusso potrebbe fornire informazioni sul rischio di ictus e conseguentemente, si può fornire un opportuno trattamento. Gli ingegneri dell’Università della California di San Diego hanno sviluppato un cerotto ad ultrasuoni da indossare per monitorare il flusso delle principali arterie e vene.

Un dispositivo innovativo per monitorare problemi cardiovascolari

Le tecnologie attuali per misurare con precisione il flusso sanguigno sono spesso scomode, invasive e richiedono un tecnico qualificato in grado di utilizzare una sonda ad ultrasuoni per monitorare un determinato vaso bersaglio.

All’Università di San Diego è stato sviluppato un cerotto, morbido ed elasticizzato, che consente il monitoraggio specifico dei segnali provenienti dal flusso sanguigno. Il cerotto, da indossare sul collo o sul petto, permette di monitorare con precisione segnali cardiovascolari fino a 14 cm sotto la pelle. Indossarlo, permetterebbe di diagnosticare problemi cardiovascolari come coaguli di sangue, scarsa circolazione negli arti o anche eventuali arterie bloccate che potrebbero causare ictus o infarti.

rischio di infarto
Indossare il cerotto permetterebbe, ad esempio, di diagnosticare condizioni che potrebbe causare infarti.

Il team di ricercatori ha descritto questa tecnologia innovativa in un articolo pubblicato su Nature Biomedical Engineering. Il professore che ha guidato il team, riguardo al cerotto innovativo, ha affermato che si tratta di un dispositivo indossabile in grado di fornire un quadro completo e accurato di ciò che sta succedendo nei tessuti profondi e in organi critici come il cuore e il cervello, il tutto posizionandolo semplicemente sulla superficie della pelle.

Il funzionamento del cerotto per il monitoraggio del flusso sanguigno

Il cerotto è costituito da un sottile foglio di polimero flessibile ed elasticizzato ed include una serie di trasduttori ad ultrasuoni della dimensione di millimetri e ognuno di essi è controllato individualmente, si parla in particolare di “ultrasound phased array”.

L’array può funzionare secondo due diverse modalità. La prima modalità è quella che permette che tutti i trasduttori siano sincronizzati e trasmettano onde ultrasoniche in modo sincrono, creando un fascio ad alta intensità che si concentra in un punto. Invece nella seconda modalità, gli ultrasuoni non vengono trasmessi in maniera sincrona dai trasduttori e possono essere indirizzati secondo diverse angolazioni.

Il fascio di ultrasuoni può essere quindi inclinato a diverse angolazioni esaminando non soltanto l’area direttamente sotto il cerotto. Fondamentale è quindi la presenza di più trasduttori (una griglia 12×12), in quanto un unico trasduttore non permetterebbe queste diverse funzionalità.

cerotto ad ultrasuoni
Il cerotto può essere indossato, ad esempio, sul collo per monitorare l’arteria carotide. Credits: Nature Biomedical Engineering.

I trasduttori ad ultrasuoni convertono oscillazioni di natura elettrica in vibrazione meccanica, emettendo onde ultrasoniche. Queste onde raggiungono un vaso sanguigno, dove incontrano dei globuli rossi in movimento. Il movimento dei globuli rossi modifica il modo in cui le onde ultrasoniche riecheggiano nel cerotto, creando l’effetto noto come effetto Doppler. Questo viene utilizzato per creare una registrazione visiva di ciò che succede nel vaso sanguigno.

Utilizzo e sviluppo del cerotto innovativo

Il cerotto sviluppato dai ricercatori è stato testato e valutato su volontari sani. Nel test, il cerotto è stato posto sull’arteria carotide e i risultati ottenuti sono stati accurati. In generale, un dispositivo di questo tipo potrebbe permette di identificare, ad esempio, rischio di ictus, ben prima che i sintomi si presentino.

Tra i vantaggi da considerare c’è la semplicità d’utilizzo: una volta posizionato sulla pelle è possibile leggere i dati. La semplicità permetterebbe ai pazienti di poter monitorare continuamente il proprio flusso sanguigno, da casa.

Il cerotto non è ancora pronto per l’uso nella pratica clinica, come affermano gli stessi ricercatori. Il team sta infatti lavorando sull’integrazione di tutta l’elettronica del cerotto per renderlo wireless, in quanto nello studio effettuato era collegato ad una fonte di alimentazione.

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