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Dispositivo bioeletrônico ingerível monitora sinais vitais no trato gastrointestinal

Divulgação, MIT

Fonte

MIT | Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Data

domingo, 26 novembro 2023 12:05

Áreas

Bioeletrônica. Bioengenharia. Bioética. Biologia. Biomedicina. Cardiologia. Engenharia Biomédica. Gastroenterologia. Informática Médica. Medicina. Sono.

O diagnóstico de distúrbios do sono, como a apneia do sono, geralmente exige que o paciente passe a noite em um laboratório do sono, conectado a uma variedade de sensores e monitores. Mas pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), da Celero Systems e da Universidade da Virgínia Ocidental, nos Estados Unidos, esperam tornar esse processo menos invasivo, usando uma cápsula ingerível que desenvolveram e que pode monitorar os sinais vitais do trato gastrointestinal do paciente.

A cápsula, que tem aproximadamente o tamanho de um comprimido multivitamínico, usa um acelerômetro para medir a frequência respiratória e cardíaca do paciente. Além de diagnosticar a apneia do sono, o dispositivo também pode ser útil para detectar overdoses de opioides em pessoas de alto risco, disseram os pesquisadores.

“É uma intervenção emocionante ajudar as pessoas a serem diagnosticadas e depois receberem o tratamento adequado caso sofram de apneia obstrutiva do sono”, disse o Dr. Giovanni Traverso, professor de Engenharia Mecânica no MIT e gastroenterologista no Brigham and Women’s Hospital. “O dispositivo também tem potencial para detecção precoce de alterações no estado respiratório, seja devido a opioides ou outras condições que possam ser monitoradas, como asma ou doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC)”, continuou o pesquisador.

Em um estudo com 10 voluntários humanos, os pesquisadores mostraram que a cápsula pode ser usada para monitorar sinais vitais e detectar episódios de apneia do sono, que ocorrem quando o paciente para repetidamente e recomeça a respirar durante o sono. Os pacientes não apresentaram quaisquer efeitos adversos da cápsula, que passou inofensivamente pelo trato digestivo.

O professor Giovanni Traverso é um dos autores seniores do estudo, juntamente com o Dr. Robert Langer, professor do MIT e membro do Instituto Koch para Pesquisa Integrativa do Câncer do MIT; com o Dr. Victor Finomore, diretor do Centro de Pesquisa de Desempenho Humano e Neurociência Aplicada da Escola de Medicina da Universidade de Virgínia Ocidental; e com o Dr. Ali Rezai, diretor do Rockefeller Neuroscience Institute da Escola de Medicina da Universidade da Virgínia Ocidental. O artigo foi publicado na revista científica Device.

Medições de sinais vitais

Na última década,  o Dr. Giovanni Traverso e o Dr. Robert Langer desenvolveram uma gama de sensores ingeríveis que poderiam ser usados para monitorar sinais vitais e diagnosticar distúrbios do trato gastrointestinal, como desaceleração gastrointestinal e doenças inflamatórias intestinais.

Este novo estudo centrou-se na medição dos sinais vitais, através de uma cápsula desenvolvida pela Celero Systems que inclui um acelerômetro que detecta ligeiros movimentos gerados pelos batimentos do coração e pela expansão dos pulmões. A cápsula também contém duas pequenas baterias e uma antena sem fio que transmite dados para um dispositivo externo, como um notebook.

Em testes em modelo animal, os pesquisadores descobriram que esta cápsula poderia medir com precisão a frequência respiratória e cardíaca. Em um experimento, eles mostraram que o sensor poderia detectar a depressão da frequência respiratória resultante de uma grande dose de fentanil, um medicamento opioide.

Com base nesses resultados, os pesquisadores decidiram testar ainda mais a cápsula em um ensaio clínico realizado no Rockefeller Neuroscience Institute da Universidade da Virgínia Ocidental. Dez pacientes inscritos no estudo foram monitorados usando a cápsula ingerível, e esses pacientes também foram conectados aos sensores normalmente usados para monitorar o sono, para que os pesquisadores pudessem comparar as medições dos dois tipos de sensores.

Os pesquisadores descobriram que seu sensor ingerível foi capaz de medir com precisão a frequência respiratória e cardíaca, e também detectou um episódio de apneia do sono que um dos pacientes experimentou.

“O que conseguimos mostrar é que, usando a cápsula, poderíamos capturar dados que correspondiam aos que os sensores transdérmicos tradicionais capturariam. Também observamos que a cápsula poderia detectar apneia, e isso foi confirmado com sistemas de monitoramento padrão disponíveis no laboratório do sono”, destacou o Dr. Giovanni Traverso.

Neste estudo, os pesquisadores monitoraram os sinais emitidos pela cápsula enquanto ela estava no estômago, mas em um estudo anterior mostraram que os sinais vitais também podem ser medidos em outras partes do trato gastrointestinal.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (em inglês).

Fonte: Anne Trafton, MIT News. Imagem: a cápsula, vista nas mãos do professor Giovanni Traverso, tem aproximadamente o tamanho de um multivitamínico e usa um acelerômetro para medir a frequência respiratória e cardíaca do paciente. Fonte: Divulgação, MIT.

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