Sensores vestíveis monitoram a saúde e o bem-estar do usuário

postado em 10/10/2022 06:00

Quando se fala em dispositivos vestíveis, chamados wearables, o que vem à mente são relógios e anéis inteligentes. O fato é que essa tecnologia está cada vez mais presente na vida das pessoas, e a engenharia biomédica é um campo que a incorpora aos dispositivos de saúde. Um exemplo vem de pesquisadores da Colégio Imperial de Londresnão Reino Unido.

Eles criaram uma solução que ajuda a monitorar informações como qualidade da respiração e frequência cardíaca: sensores que podem ser costurados em tecidos, como roupas, por um fio de alta performance.

O baixo custo e simplicidade na produção do dispositivo médico é um dos atrativos. A fabricação de um metro da linha Pecotex, fio condutor de energia à base de algodão orgânico e revestido com polímeros, custa US$ 0,15 (aproximadamente R$ 0,80) e pode costurar 10 sensores usando máquinas de bordar computadorizadas domésticas e industriais. O padrão de sensor vestível é desenhado por computador.

“Eles são relativamente fáceis de produzir, e isso possibilita expandir a fabricação e inaugurar uma nova geração de wearables em roupas”, diz Fahad Alshabouna, primeiro autor da pesquisa e doutorando no Departamento de Bioengenharia da instituição britânica , em um comunicado.

Depois de pronto, o material continua a ser vantajoso, segundo os criadores. É lavável na máquina a até 30°C, é menos quebrável e mais eletricamente eficaz do que os fios condutores à base de prata disponíveis comercialmente. Isso significa que mais camadas podem ser adicionadas para criar tipos de sensores complexos.

“O meio flexível da roupa significa que nossos sensores têm uma ampla gama de aplicações”, diz Alshabouna. A equipe bordou os sensores vestíveis em máscaras faciais, para monitorar o ritmo respiratório dos usuários, e em camisetas, para rastrear a atividade cardíaca.

A tecnologia, recentemente apresentada no Materials Today, também pode ser aplicada ao tecido para procurar a presença de amônia, um componente da respiração indicativo de anormalidades na função hepática e renal. Existem projetos para criar e costurar detectores de outros gases usando a criação da equipe britânica.

“Nossa pesquisa abre possibilidades interessantes de sensores vestíveis em roupas do dia a dia. Ao monitorar respiração, batimentos cardíacos e gases, eles já podem ser integrados de forma transparente e, no futuro, ajudar a diagnosticar e monitorar tratamentos de doenças”, garante. , em nota, Frat Guder, principal autor do estudo e professor do mesmo departamento de bioengenharia.

Flexível

Até agora, a indústria de sensores vestíveis não possuía fios condutores adequados, o que explica por que esses dispositivos integrados a roupas ainda não foram amplamente produzidos, de acordo com os autores do estudo. Para atestar a eficiência de sua criação, eles compararam os novos sensores com fios à base de prata em duas situações: durante e após serem bordados nas roupas.

Durante a costura, o Pecotex era mais confiável e menos propenso a quebras, permitindo que mais camadas fossem colocadas umas sobre as outras, mostra o artigo. Após o bordado, demonstrou menor resistência elétrica do que os fios convencionais, o que significa que eles eram melhores na condução de eletricidade.

Ricardo Emmanuel de Souza, professor do Departamento de Engenharia Biomédica da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), explica como esse novo fio consegue ter propriedades condutoras: “O polímero funciona como uma espécie de elo de ligação com a molécula de celulose do algodão fio.

Este revestimento de polímero condutor tem que ser bem feito para que não haja falhas na conexão. Ao mesmo tempo, não pode alterar muito as propriedades mecânicas do algodão. Ou seja, a linha não pode perder a flexibilidade que tem, pois isso impede a costura”.

Os sensores vestíveis são conectados a uma placa Arduino, um pequeno processador de computador amplamente utilizado no campo da eletrônica. Para facilitar a conexão entre o mundo físico e o digital, a placa, conectada a uma bateria, acumula dados coletados ao longo de um período de tempo. Em seguida, um telefone Android é pareado via bluetooth com o minicomputador, que encaminha as informações para um aplicativo onde serão analisadas.

Segundo o professor Souza, os pesquisadores obtiveram resultados surpreendentes que podem facilitar a realização de diagnósticos cardíacos. “Acredito que esse trabalho pode miniaturizar drasticamente o Holter, que é um aparelho usado para fazer exames cardiológicos em que eletrodos são colados no tórax. , volumoso e ainda pesado. Em vez de colocar eletrodos e fios no corpo, a pessoa pode simplesmente vestir uma camiseta”, prevê.

*Estagiária sob supervisão de Carmen Souza

várias aplicações

“Com os avanços da nanotecnologia, novos materiais sintéticos com propriedades físicas estão permitindo a criação de sensores mais modernos, principalmente modelos de transdutores que permitem outros protocolos para uso em diagnóstico e terapia clínica. A bioengenharia do Imperial College London já é uma realidade em diversos centros de pesquisa em nanotecnologia ao redor do mundo, inclusive no Brasil.Os avanços tecnológicos em materiais com propriedades físicas controladas nanometricamente (condutividade, resistência, capacitância, suscetibilidade, etc.) estão revolucionando o desenvolvimento de novos produtos para diversas aplicações. No setor da saúde, isso cria grandes oportunidades para a engenharia biomédica inovar em itens aplicados ao controle do bem-estar, além de desenvolver novos negócios.”

Antonio Adilton Oliveira Carneiro, vice-presidente da Sociedade Brasileira de Engenharia Biomédica (SBEB)