Un nuevo parche de ultrasonido portátil que monitoriza de forma no invasiva la presión arterial en las arterias profundas debajo de la piel, podría ayudar a las personas a detectar problemas cardiovasculares más temprano y con mayor precisión.
En las pruebas, el parche funcionó tan bien como algunos métodos clínicos para medir la presión arterial.
Las aplicaciones incluyen la monitorización continua y en tiempo real de los cambios de presión arterial en pacientes con enfermedades cardíacas o pulmonares.
Así como en pacientes que están en estado crítico o que se están sometiendo a una cirugía.
Con ultrasonido
El parche utiliza ultrasonido, por lo que podría utilizarse para rastrear de manera no invasiva otros signos vitales y señales fisiológicas desde profundos lugares dentro del cuerpo.
El trabajo es descrito en un artículo publicado en Nature Biomedical Engineering Sheng Xu, profesor de nanoingeniería de la Facultad de ingeniería Jacobs de la Universidad de San Diego, California y autor del estudio:
«Hasta ahora, los dispositivos portátiles se han limitado a detectar señales en la superficie de la piel o justo debajo de ella. Pero esto es como ver sólo la punta del iceberg.
Al integrar la tecnología de ultrasonido en los tejidos, podemos empezar a capturar un montón de otras señales.
Eventos biológicos y actividades que se desarrollan bajo la superficie de una manera no invasiva. Estamos añadiendo una tercera dimensión a la gama de sensores de la electrónica portátil».
Más profundo
El nuevo parche de ultrasonido puede monitorear continuamente la presión arterial central en arterias principales tan profundas como cuatro centímetros (más de una pulgada) debajo de la piel.
Los médicos involucrados en el estudio dicen que la tecnología sería útil en varios procedimientos de hospitalización.
El Dr. Brady Huang, coautor del artículo y radiólogo de UC San Diego Health, dijo:
«Esto tiene el potencial de ser una gran adición a la medicina cardiovascular.
En el quirófano, especialmente en procedimientos cardiopulmonares complejos, se necesita una evaluación precisa en tiempo real de la presión arterial central
-aquí es donde este dispositivo tiene el potencial de suplantar a los métodos tradicionales».
Una alternativa conveniente a los métodos clínicos
El dispositivo mide la presión arterial central, que difiere de la presión arterial que se mide con un manguito inflable atado alrededor de la parte superior del brazo, conocido como presión arterial periférica.
La presión arterial central es la presión en los vasos sanguíneos centrales que envían sangre directamente del corazón a otros órganos importantes de todo el cuerpo.
Los expertos médicos consideran que la presión arterial central es más precisa que la presión arterial periférica y también dicen que es mejor para predecir la enfermedad cardíaca.
Sin embargo, la medición de la presión arterial central no suele realizarse en exámenes de rutina.
El método clínico de última generación es invasivo e implica la inserción de un catéter en un vaso sanguíneo en el brazo, la ingle o el cuello de un paciente y la guía hasta el corazón.
Otros métodos
Existe un método no invasivo, pero no puede producir lecturas precisas consistentemente
Consiste en sostener una sonda similar a un lápiz, llamada tonómetro, en la piel directamente encima de un vaso sanguíneo mayor.
Para conseguir una buena lectura, los tonómetros deben ser sostenidos constantes, en el angulo justo y con la cantidad derecha de presión cada vez.
Depende todo depende
Pero esto puede variar entre las pruebas y los diferentes técnicos.
El primer co-autor, Chonghe Wang, un estudiante de posgrado en nanoingeniería de la Universidad de California en San Diego, agregó:
«Es altamente dependiente del operador. Incluso con la técnica apropiada, si usted mueve la extremidad de los tonómetro apenas un milímetro de distancia, los datos son distorsionados.
Y si usted empuja los tonómetro abajo demasiado fuerte, pondrá demasiada presión en el recipiente, que también afecta los datos».
No se mueva
Los tonómetros también requieren que el paciente se siente quieto -que hace la supervisión continua difícil- y no son bastante sensibles conseguir buenas lecturas a través del tejido graso.
El equipo dirigido por UC San Diego ha desarrollado una alternativa conveniente -un parche de ultrasonido suave y elástico que se puede usar en la piel y proporciona lecturas precisas de la presión arterial central, incluso con el usuario en movimiento.
Y todavía puede obtener una buena lectura a través del tejido graso.
Pruebas y más pruebas
El parche fue probado en un sujeto masculino, que lo usaba en el antebrazo, la muñeca, el cuello y el pie.
Las pruebas se realizaron tanto mientras el sujeto estaba inmóvil como cuando hacia ejercicio.
Las grabaciones recogidas con el parche eran más constantes y precisas que las grabaciones de un tonómetro comercial.
Las grabaciones del parche también fueron comparables a las recogidas con una sonda de ultrasonido tradicional.
Haciendo que el ultrasonido sea portable
El parche es una fina lámina de elastómero de silicona estampada con lo que se denomina una estructura de «isla-puente».
Un conjunto de pequeñas partes electrónicas (islas) que están conectadas entre sí mediante cables en forma de resorte (puentes).
Wang dijo:
«Un gran avance de este trabajo es que transforma la tecnología de ultrasonido en una plataforma usable.
Esto es importante porque ahora podemos empezar a hacer un monitoreo continuo y no invasivo de los principales vasos sanguíneos que se encuentran debajo de la piel, no sólo en los tejidos poco profundos».
Cada isla contiene electrodos y dispositivos llamados transductores piezoeléctricos, que producen ondas de ultrasonido cuando la electricidad pasa a través de ellos.
Los puentes que los conectan están hechos de finos alambres de cobre con forma de resorte.
La estructura de la isla-puente permite que todo el parche se adapte a la piel y se estire o doble sin comprometer la función electrónica.
El parche utiliza ondas de ultrasonido para registrar continuamente el pulsante vaso sanguíneo ubicado a una profundidad de hasta cuatro centímetros por debajo de la piel.
Información personalizada
Esta información se traduce en una forma de onda utilizando un software personalizado. Cada pico, valle y muesca forma una onda.
Y la forma general de la onda, representa una actividad o evento específico en el corazón.
Estas señales proporcionan mucha información detallada a los médicos que evalúan la salud cardiovascular de un paciente.
Se pueden utilizar para predecir la insuficiencia cardíaca, determinar si el suministro de sangre está bien, etc.
Próximos pasos
Los investigadores notan que el parche aún tiene un largo camino por recorrer antes de llegar a la clínica.
Las mejoras incluyen:
- La integración de una fuente de alimentación,
- Unidades de procesamiento de datos
- Y capacidad de comunicación inalámbrica en el parche, dijo Xu:
«En este momento, esta prestación tienen que ser enviada por medio de cables desde dispositivos externos.
Si queremos pasar esto de la mesa de trabajo a la cama, tenemos que poner todos estos componentes a bordo».
El equipo busca colaborar con expertos en procesamiento de datos y tecnologías inalámbricas para la siguiente fase del proyecto.
Proporcionado por: University of California – San Diego [Nota: Los materiales pueden ser editados en su contenido y extensión].
