Notícia

MIT desenvolve kit de ‘Tomografia por Impedância Elétrica’ de baixo custo para detecção personalizada de movimentos e sinais de saúde

Reprodução, MIT

Fonte

MIT | Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Data

sábado, 25 setembro 2021 10:45

Áreas

Bioeletrônica. Biomecânica e Reabilitação. Engenharia Biomédica.

Atualmente, acessórios tecnológicos medem e registram como comemos, dormimos e respiramos, recorrendo a uma combinação de sensores de movimento e microprocessadores para processar bytes e bits.

Mesmo com a variedade atual de ‘acessórios inteligentes’, cientistas do Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial (CSAIL) do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e do Centro de Inteligência Artificial (CPAI) do Hospital Geral de Massachusetts (MGH) queriam desenvolver coisas um pouco mais personalizadas. Eles criaram um kit de ferramentas para projetar dispositivos sensores de saúde e de movimento usando a chamada tomografia por impedância elétrica (EIT, da sigla em inglês), uma palavra sofisticada para uma técnica de imagem que mede e visualiza a condutividade interna de uma pessoa. Normalmente, a EIT é uma técnica usada para observar a função pulmonar ou detectar câncer.

Usando o que os pesquisadores chamaram de ‘kit EIT‘, a equipe construiu uma variedade de dispositivos que suportam diferentes aplicações de detecção, incluindo um monitor muscular pessoal para reabilitação física, um reconhecedor de gestos de mão vestível e uma ‘pulseira’ que pode detectar distrações ao dirigir.

Embora a detecção por EIT geralmente exija configurações de hardware caras e algoritmos de reconstrução de imagem complicados, o uso de eletrônicos impressos e bibliotecas de imagens EIT de código aberto tornaram-na uma opção atraente, de baixo custo e portátil. Mas projetar itens de EIT ainda é difícil e geralmente requer uma fusão adequada de conhecimento de projeto, contato adequado entre o dispositivo e o corpo e também otimização.

O editor kit-EIT 3D coloca o usuário no assento do motorista para uma orientação completa do projeto. Uma vez que os eletrodos sensores são colocados no dispositivo no editor, ele pode ser exportado para uma impressora 3D. O item pode então ser montado, colocado na área de medição alvo e conectado à placa eletrônica de detecção do kit EIT. Como etapa final, uma biblioteca de microcontroladores on-board automatiza a medição da impedância elétrica e permite que os usuários acessem os dados medidos visualmente, mesmo em um smartphone.

Assista ao vídeo de apresentação do kit-EIT (em inglês):

Os dispositivos existentes também podem detectar apenas o movimento, limitando os usuários a compreender apenas como eles mudam de posição ao longo do tempo – mas o kit EIT pode detectar a atividade muscular real. Um protótipo desenvolvido pela equipe, que se parece com duas bandas simples, detectou tensão muscular e tensão na coxa para monitorar a recuperação muscular pós-lesão e pode até mesmo ser usado para prevenir novas lesões. O monitor muscular usou duas matrizes de eletrodos para criar uma imagem 3D da coxa, bem como realidade aumentada para visualizar a atividade muscular em tempo real. Nesse caso, apenas sentir o movimento seria inútil, uma vez que uma pessoa que faz um exercício de reabilitação corretamente requer o uso do músculo correto. Além disso, os pesquisadores detectaram o tecido biológico por meio de um dispositivo EIT adicional.

“O projeto do kit EIT se encaixa na minha visão de longo prazo de criação de dispositivos de detecção de saúde pessoal com técnicas de prototipagem de função rápida e novas tecnologias de detecção”, disse Junyi Zhu, doutorando do MIT e autor principal de um novo artigo sobre o kit EIT. “Durante nosso estudo junto com profissionais médicos, descobrimos que o sensoriamento EIT é amplamente dependente do paciente e do sensoriamento local, por causa das configurações de medição, calibração de sinal, posicionamento de eletrodos e outros fatores relacionados à bioeletricidade. Esses desafios podem ser resolvidos com hardware personalizável e algoritmos de automação. Além da EIT, outras tecnologias de detecção de saúde enfrentam complexidades semelhantes em necessidades personalizadas”, destacou o pesquisador.

A equipe está atualmente colaborando com o MGH para desenvolver o kit EIT para a criação de dispositivos de reabilitação remota para monitorar diferentes partes do corpo de um paciente durante o processo de cura ou reabilitação. Uma vez que todos os dispositivos do kit EIT são móveis e personalizados para a forma corporal do paciente e lesão específica, eles podem ser facilmente usados ​​em casa para dar aos médicos uma imagem mais holística do processo de cura.

O trabalho será apresentado no 34th ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST’21).

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do MIT (em inglês).

Fonte: Rachel Gordon, MIT CSAIL. Imagem: Reprodução, MIT. Vídeo: MIT.

Em suas publicações, o Portal Tech4Health da Rede T4H tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Portal Tech4Health tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas.