Notícia

Na Austrália, pesquisadores desenvolvem dispositivo que pode monitorar remotamente a respiração

Sam Fraser-Smith via Wikimedia Commons

Fonte

Universidade de Sydney

Data

quarta-feira, 5 julho 2023 15:40

Áreas

Biologia. Cardiologia. Ciência de Dados. Engenharia Biomédica. Física Médica. Fotônica. Informática Médica. Medicina. Medicina Intensiva. Processamento de Sinais.

O monitoramento constante dos sinais vitais de saúde é necessário em uma variedade de ambientes clínicos, como unidades de terapia intensiva, para pacientes com condições críticas de saúde, monitoramento de saúde em lares de idosos e prisões ou em situações de monitoramento de segurança em que a sonolência pode causar acidentes.

Até agora, esse tipo de monitoramento usa principalmente sistemas de contato com fio ou invasivos. No entanto, estes são inconvenientes ou, para pacientes com queimaduras ou para crianças com área de pele insuficiente, são inadequados.

Recentemente, cientistas do Instituto Nano da Universidade de Sydney e da NSW Smart Sensing Network, na Austrália, desenvolveram um sistema de radar fotônico que permite monitoramento altamente preciso e não invasivo de sinais vitais.

A pesquisa foi publicada na revista científica Nature Photonics.

Monitorando a respiração do sapo-cururu

Usando o sistema de radar recém-desenvolvido e patenteado, os pesquisadores monitoraram sapos-cururus e conseguiram detectar com precisão as pausas nos padrões respiratórios remotamente. O sistema também foi utilizado em aparelhos que simulam a respiração humana.

Os cientistas disseram que é uma prova de conceito para o uso de radar fotônico, que pode permitir o monitoramento de sinais vitais de vários pacientes a partir de uma única estação centralizada.

O Dr. Ben Eggleton, vice-reitor de Pesquisa da Universidade de Sydney e líder da pesquisa, destacou: “Nosso princípio orientador aqui é superar problemas de conforto e privacidade, enquanto fornecemos monitoramento de sinais vitais altamente preciso”.

Uma vantagem dessa abordagem é a capacidade de detectar sinais vitais à distância, eliminando a necessidade de contato físico com os pacientes. Isso não apenas aumenta o conforto do paciente, mas também reduz o risco de contaminação cruzada, tornando-o valioso em ambientes onde o controle de infecções é crucial.

“O radar fotônico usa um sistema fotônico baseado em luz – em vez da eletrônica tradicional – para gerar, coletar e processar os sinais de radar. Essa abordagem permite a geração de banda larga de sinais de radiofrequência (RF), oferecendo rastreamento múltiplo altamente preciso e simultâneo”, disse Ziqian Zhang, autor principal do artigo e doutorando da Escola de Física da Universidade de Sydney.

“Nosso sistema combinou essa abordagem com [a tecnologia] LiDAR – detecção e alcance de luz. Essa abordagem híbrida forneceu um sistema de detecção de sinais vitais com uma resolução de até seis milímetros com precisão de nível micrométrico. Isso é adequado para ambientes clínicos”, continuou Ziqian Zhang.

Abordagens alternativas para monitoramento sem contato normalmente se baseiam em sensores ópticos, usando câmeras infravermelhas e de comprimento de onda visível.

“Sistemas baseados em câmeras têm dois problemas. Um deles é a alta sensibilidade a variações nas condições de iluminação e na cor da pele. A outra é com a privacidade do paciente, com imagens de alta resolução dos pacientes sendo gravadas e armazenadas na infraestrutura de computação em nuvem”, disse o professor Ben Eggleton, que também é codiretor da NSW Smart Sensing Network.

A tecnologia de detecção por radiofrequência (RF) pode monitorar remotamente sinais vitais sem a necessidade de gravação visual, fornecendo proteção de privacidade integrada. A análise de sinal, incluindo a identificação de assinaturas de saúde, pode ser realizada sem a necessidade de armazenamento de informações em nuvem.

O Dr. Yang Liu, coautor do trabalho e ex-aluno de doutorado da equipe do professor Ben Eggleton, agora na Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, concluiu: “Uma inovação real em nossa abordagem é a complementaridade: nosso sistema demonstrado tem a capacidade de ativar simultaneamente a detecção de radar e LiDAR. Isso tem redundância embutida; se um dos sistemas falhar, o outro continua a funcionar”.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Sydney (em inglês).

Fonte: Universidade de Sydney. Imagem: sapo-cururu. Fonte: Sam Fraser-Smith via Wikimedia Commons.

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