Cientistas desenvolvem protótipo que permite a realização de exames complexos

Brasília – Quando se menciona que um paciente está sob observação, não é difícil imaginá-lo cercado de muitos fios e monitores com números complicados, durante dias de descanso no hospital. Mas, em breve, esse conceito deve ser superado por uma tecnologia completamente wireless, que leva o consultório médico para onde o paciente estiver. Pesquisadores norte-americanos criaram um protótipo que reúne vários equipamentos de monitoramento de saúde em um pequeno adesivo flexível feito para ser aplicado diretamente sobre a pele, assim como um curativo. A ideia permitirá que qualquer paciente realize uma série de exames detalhados sem precisar sair da rotina, com a mesma qualidade do monitoramento feito em um hospital.

Os pesquisadores da Universidade de Northwestern e da Universidade de Illinois reuniram uma série de sensores, circuitos e rádios miniaturizados em um design ultraflexível e não invasivo. Um artigo publicado na revista Science descreve como a tecnologia funciona: ao invés de serem aparafusados no lugar como em um computador comum, os componentes eletrônicos ficam soltos entre duas membranas de silicone, como o recheio de um sanduíche. As peças são encaixadas de uma forma estável, mas ficam livres para se mover quando a membrana for torcida ou esticada.

O pacote flexível é preenchido com um óleo de silicone viscoso, onde as peças podem flutuar e deslizar com mais facilidade durante a deformação da estrutura. “Esse design minimiza a tensão nas interconexões e, ao mesmo tempo, permite um movimento de grande alcance dentro do fluido suspenso”, explica John Rogers, professor de Ciência dos Materiais e Engenharia na Universidade de Illinois e um dos autores do trabalho.

Esses componentes são ligados por uma técnica que os engenheiros chamam de “origami inverso”. As peças ficam unidas por conectores em forma de serpentina, que se desdobram conforme os sensores, transmissores e transmissores se deslocam pelo hidrogel. “Esse conceito evita que as conexões se quebrem. Elas são projetadas em layouts guiados por sofisticadas ferramentas de modelagem mecânica”, assegura Rogers. A flexibilidade permite que um dispositivo de menos de 3 cm seja esticado até dobrar de tamanho, sem quebrar.

A mesma equipe responsável por essa pesquisa publicou um trabalho semelhante, no mês passado, no qual descreve uma bateria de íons de lítio que também pode ser esticada. Assim como o micro dispositivo flexível, a bateria elástica teria como principal aplicação a utilização em equipamentos médicos de monitoramento. Mas, nesse caso, o exame poderia ser feito diretamente de dentro do corpo do paciente, por meio de aparelhos inseridos próximo aos órgãos investigados.

A invenção parte do mesmo conceito interconectado do sensor descrito na Science: componentes separados como ilhas interligadas por pontes encaracoladas, que se desdobram conforme o dispositivo é retorcido e as partes se separam. “Esses fios garantem a flexibilidade. Quando esticamos a bateria, as linhas interconectoras se desdobram, assim como uma lã que se desenrola. Podemos esticar bastante o dispositivo e manter a bateria funcionando”, explica Yonggang Huang, professor de engenharia mecânica na Universidade Northwestern, e líder da equipe de pesquisadores.

Prático e barato
O conceito do exame adesivo já foi aplicado na construção de um aparelho que pode ser usado para a realização de eletroencefalogramas, eletrocardiogramas, eletromiografias e exames de eletrofisiologia ocular. “A tecnologia é de grande importância por possibilitar a monitoração de parâmetros vitais de forma minimamente incômoda para o paciente, ao mesmo tempo que mantém a mesma qualidade das medições que a instrumentação convencional”, avalia o Luiz Otávio Saraiva Ferreira, professor de engenharia mecânica na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

Por enquanto, a invenção ainda é um protótipo. Mas no futuro ela pode receber uma interface que envie informações diretamente para um smartphone, via radiofrequência. As duas possibilidades estudadas para o fornecimento de energia do aparelho são a transferência wireless, com uma tecnologia similar à de transferência de dados em telefones celulares, ou com baterias em miniatura, que seriam usadas somente uma vez. O custo estimado de fabricação de um aparelho como esse é de apenas R$ 23.

A ideia é que uma pessoa possa aplicar o monitor no corpo, fazer suas atividades diárias, e retirá-lo no final dia, antes de receber um diagnóstico detalhado sobre sua saúde. O acessório também poderia ser usado durante a noite por pacientes que prefiram repousar em casa, como gestantes, usuários de remédios controlados ou participantes de estudos de qualidade do sono.

Os cientistas também construíram um modelo do adesivo feito para medir o biopotencial e a temperatura do usuário, além de funcionar como um acelerômetro. Ele poderia ser adaptado para aplicações fora da área médica, como um monitor especialmente projetado para atletas de alto rendimento. Com uma adaptação na superfície aderente, ressaltam os pesquisadores, seria possível até mesmo usar os sensores durante longos períodos de atividade física.

 

Teste matemático
O exame que mede a resposta dos olhos a diferentes estímulos foi testado pelos cientistas com um rápido raciocínio de matemática. O paciente (que usava o protótipo do dispositivo adesivo) subtraiu números numa contagem regressiva durante um minuto, e depois manteve a mente em repouso pelo mesmo período de tempo. Como esperado, o teste acusou atividades de alta frequência durante a conta matemática, e detectou valores muito menores durante o momento de contemplação.