El estado de Ohio lanza el primer sensor portátil para el monitoreo de la atrofia muscular en tiempo real

La Universidad Estatal de Ohio, Columbus, Ohio

El sensor propuesto tiene como objetivo ayudar a los pacientes que sufren de atrofia muscular a controlar los cambios en su salud de una manera más conveniente. (Imágenes:Getty Images)

Investigadores de la Universidad Estatal de Ohio han fabricado el primer sensor portátil diseñado para detectar y controlar la atrofia muscular.

La atrofia muscular, una afección que implica la pérdida de masa y fuerza del músculo esquelético, puede ocurrir por diversas razones, pero generalmente es un efecto secundario de una enfermedad degenerativa, el envejecimiento o el desuso de los músculos.

Si bien los médicos actualmente dependen de la resonancia magnética para evaluar si el tamaño y el volumen de los músculos de un paciente se han deteriorado, las pruebas frecuentes pueden llevar mucho tiempo y ser costosas.

Sin embargo, este nuevo estudio publicado en la revista IEEE Transactions on Biomedical Engineering sugiere que un sensor electromagnético hecho de "hilos electrónicos" conductores podría usarse como una alternativa al monitoreo frecuente mediante resonancia magnética.

Para validar su trabajo, los investigadores fabricaron moldes de extremidades impresos en 3D y los llenaron con carne molida para simular el tejido de la pantorrilla de un sujeto humano de tamaño promedio. Sus hallazgos mostraron que pudieron demostrar que el sensor podía medir cambios de volumen a pequeña escala en el tamaño general de las extremidades y monitorear la pérdida muscular de hasta un 51 por ciento.

"Idealmente, los proveedores de atención médica podrían utilizar nuestro sensor propuesto para implementar de manera más personal planes de tratamiento para los pacientes y crear una carga menor para los propios pacientes", dijo Allyanna Rice, autora principal del estudio y becaria graduada en ingeniería eléctrica e informática en la Universidad Estatal de Ohio.

El estudio, el primer enfoque conocido para monitorear la atrofia muscular utilizando un dispositivo portátil, se basa en el trabajo anterior de Rice en la creación de sensores de salud para la NASA. La agencia espacial está interesada en controlar la salud de los astronautas de diversas formas, ya que pasar mucho tiempo en el espacio a menudo puede tener efectos perjudiciales para el cuerpo humano.

Los investigadores han pasado décadas tratando de comprender y combatir estos efectos, y este estudio se inspiró en el objetivo de encontrar soluciones a los problemas de salud que enfrentan los astronautas.

Por ejemplo, aunque los científicos saben que incluso los miembros de la tripulación en vuelos espaciales cortos pueden experimentar hasta un 20 por ciento de pérdida de masa muscular y densidad ósea, no hay muchos datos sobre el efecto que podría tener en sus cuerpos vivir en el espacio durante misiones mucho más largas, dijo Rice.

"Nuestro sensor es algo que un astronauta en una misión larga o un paciente en casa podrían utilizar para realizar un seguimiento de su salud sin la ayuda de un profesional médico", afirmó.

Pero crear un dispositivo portátil capaz de medir con precisión cambios musculares diminutos en el cuerpo humano es más fácil de decir que de hacer. Rice y su coautora Asimina Kiourti, profesora de ingeniería eléctrica e informática en Ohio State, diseñaron el dispositivo para que funcione empleando dos bobinas, una que transmite y otra que recibe, así como un conductor hecho de hilos electrónicos que recorren la tela en un patrón distintivo en zig-zag.

Aunque el producto final se asemeja a un manguito de presión arterial, Rice dijo que originalmente fue un desafío encontrar un patrón que permitiera una amplia gama de cambios en el tamaño del bucle del sensor para que pudiera adaptarse a una gran parte de la población de pacientes.

"Cuando propusimos el sensor por primera vez, no nos dimos cuenta de que necesitaríamos un material elástico hasta que nos dimos cuenta de que las extremidades de la persona iban a cambiar", dijo. "Necesitamos un sensor que pueda cambiar y flexionarse, pero que también tenga que ser conforme".

Después de algunas pruebas y errores, descubrieron que, si bien coser en línea recta limitaría la elasticidad de la manga, un patrón en zigzag era ideal para amplificarla. Este mismo patrón novedoso es la razón por la que el sensor puede ser escalable a múltiples partes del cuerpo diferentes o incluso a varias ubicaciones en la misma extremidad.

Aunque todavía faltan años para que se implemente el dispositivo portátil, el estudio señala que el próximo gran salto probablemente sería conectar el dispositivo a una aplicación móvil, una que podría usarse para registrar y entregar información de salud directamente a los proveedores de atención médica.

Y para mejorar la vida de los futuros pacientes tanto en la Tierra como en el espacio, Rice espera combinar el sensor con otros tipos de dispositivos para detectar y monitorear problemas de salud, como una herramienta para detectar la pérdida ósea.

"En el futuro, nos gustaría integrar más sensores e incluso más capacidades con nuestro dispositivo portátil", dijo Rice. Este trabajo fue apoyado por la NASA.

Para obtener más información, comuníquese con Tatyana Woodall en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita activar JavaScript para verlo..