Ohio State lanza primer sensor wearable para monitorización en tiempo real de atrofia muscular

Universidad Estatal de Ohio, Columbus, OH

El sensor propuesto ayuda a pacientes con atrofia muscular a monitorizar cambios en su salud de forma más conveniente. (Imágenes: Getty Images)

Investigadores de Ohio State han fabricado el primer sensor wearable diseñado para detectar y monitorizar atrofia muscular.

Atrofia muscular y limitaciones actuales

Condición que implica pérdida de masa y fuerza muscular esquelética, la atrofia puede ocurrir por diversas razones, pero suele ser efecto secundario de enfermedad degenerativa, envejecimiento o desuso muscular.

Médicos actualmente dependen de resonancia magnética (RM) para evaluar si tamaño y volumen muscular han empeorado, pero pruebas frecuentes son lentas y costosas.

Nuevo sensor electromagnético con «e-hilos» conductores

Estudio publicado en IEEE Transactions on Biomedical Engineering sugiere que un sensor electromagnético hecho de «e-hilos» conductores podría ser alternativa a monitorización frecuente con RM.

Para validar, fabricaron moldes de extremidades impresos en 3D y los rellenaron con carne picada para simular tejido de pantorrilla de sujeto promedio. Resultados mostraron que el sensor podía medir cambios de volumen a pequeña escala en tamaño total de extremidad y monitorizar pérdida muscular hasta 51 %.

«Idealmente, nuestro sensor propuesto podría usarse por proveedores de salud para implementar planes de tratamiento más personalizados y crear menos carga para el paciente», dice Allyanna Rice, autora principal y becaria graduada en ingeniería eléctrica y computación en Ohio State.

Origen en investigación para NASA

Primer enfoque conocido para monitorizar atrofia muscular con dispositivo wearable, el estudio se basa en trabajo previo de Rice creando sensores de salud para NASA. La agencia interesa monitorizar salud de astronautas de diversas formas, ya que pasar mucho tiempo en espacio tiene efectos perjudiciales en el cuerpo.

Décadas de investigación para entender y combatir estos efectos; este estudio inspirado en objetivo de encontrar soluciones a problemas de salud de astronautas.

Por ejemplo, miembros de tripulación en vuelos espaciales cortos pueden experimentar hasta 20 % pérdida de masa muscular y densidad ósea, pero hay pocos datos sobre efectos de misiones mucho más largas, dice Rice.

«Nuestro sensor es algo que un astronauta en misión larga o un paciente en casa podría usar para rastrear su salud sin ayuda de profesional médico», añade.

Diseño del dispositivo

Rice y co-autora Asimina Kiourti (profesora en ingeniería eléctrica y computación en Ohio State) diseñaron dispositivo con dos bobinas (una transmite, otra recibe) y un conductor de e-hilos que recorren la tela en patrón zig-zag distinto.

Aunque producto final parece manguito de presión arterial, originalmente fue reto encontrar patrón que permitiera amplio rango de cambios en tamaño del bucle del sensor para ajustarse a gran parte de población.

«Cuando propusimos el sensor, no nos dimos cuenta de que necesitaríamos material elástico hasta que nos dimos cuenta de que las extremidades de la persona iban a cambiar», dice Rice. «Necesitamos sensor que cambie y flexione, pero también sea conformal».

Tras prueba y error, encontraron que coser en línea recta limitaba elasticidad, mientras patrón zig-zag la amplificaba. Este patrón novedoso hace el sensor escalable a múltiples partes del cuerpo o varias ubicaciones en misma extremidad.

Próximos pasos

Aunque el wearable está aún años lejos de implementación, el siguiente gran salto sería conectar dispositivo a app móvil para registrar y enviar información de salud directamente a proveedores.

Para mejorar vida de futuros pacientes en Tierra y espacio, Rice espera combinar sensor con otros dispositivos para detectar y monitorizar problemas de salud, como herramienta para detectar pérdida ósea.

«En futuro, nos gustaría integrar más sensores y aún más capacidades con nuestro wearable», dice Rice. Este trabajo fue apoyado por NASA.

Para más información, contactar a Tatyana Woodall en [correo protegido].