Parche de ultrasonido flexible monitoriza la función cardiovascular

Desarrollado en la Universidad de California, San Diego (UCSD; EUA), la Universidad de Yonsei (Seúl, Corea del Sur), el Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST; Seúl, República de Corea) y otras instituciones, el parche está hecho de un polímero flexible y estirable, incrustado con una cuadrícula de 12X12 de transductores de ultrasonido de tamaño milimétrico, en un diseño de matriz en fase. Cuando la electricidad fluye a través de los transductores, estos emiten ondas de ultrasonido que viajan a través de la piel y penetran profundamente en el cuerpo.

El diseño de matriz en fase computarizada tiene dos modos principales de operación. En uno, los transductores están sincronizados para transmitir ondas de ultrasonido juntas, produciendo un haz de ultrasonido de alta intensidad que se enfoca en un punto de hasta 14 centímetros del cuerpo. En el otro modo, los transductores se pueden programar para transmitir fuera de sincronización, lo que permite el enfoque activo y la dirección de los rayos de ultrasonido en un rango de ángulos de incidencia para apuntar a varias regiones de interés. Cuando las ondas penetran a través de un vaso sanguíneo principal, encuentran movimiento de los glóbulos rojos (RBC) que fluyen hacia adentro.

Estos cambios o desplazamientos de movimiento, conocidos como desplazamiento de frecuencia Doppler, se reflejan en el parche y se utilizan para crear un registro visual del flujo sanguíneo. Este mismo mecanismo también se puede utilizar para crear imágenes en movimiento de las paredes del corazón. En un estudio realizado en voluntarios sanos, el parche de matriz en fase monitoreó los espectros Doppler de los tejidos cardíacos, registró las formas de onda del flujo sanguíneo central y estimó el suministro de sangre cerebral en tiempo real. El estudio fue publicado el 16 de julio de 2021 en la revista Nature Biomedical Engineering.

“Detectar señales a tales profundidades es extremadamente desafiante para los dispositivos electrónicos portátiles. Sin embargo, aquí es donde están enterradas las señales más críticas del cuerpo y los órganos centrales”, dijo el primer coautor, el nanoingeniero Chonghe Wang, PhD, de la UCSD. “Diseñamos un dispositivo portátil que puede penetrar tejidos tan profundos y detectar esas señales vitales muy por debajo de la piel. Esta tecnología puede proporcionar nuevos conocimientos para el campo de la atención médica”.

Enlace relacionado:
Universidad de California, San Diego
Universidad de Yonsei
Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea