Primer sensor portátil para detectar y monitorear atrofia muscular

La atrofia muscular es una condición médica caracterizada por la reducción de la masa y la fuerza del músculo esquelético, que puede ocurrir debido a varias razones, como enfermedades degenerativas, el envejecimiento y desuso muscular. Monitorear y evaluar el tamaño y el volumen de los músculos mediante resonancias magnéticas puede ser costoso y llevar mucho tiempo. Ahora, los investigadores han desarrollado el primer sensor portátil que puede detectar y hacer seguimiento de la atrofia muscular. El sensor electromagnético, fabricado con "e-threads" conductores, ofrece una alternativa a la monitorización frecuente de la atrofia muscular mediante resonancias magnéticas.

Investigadores de la Universidad Estatal de Ohio (Columbus, OH, EUA) aprovecharon su trabajo anterior en la creación de sensores de salud para la NASA para el primer enfoque para monitorear la atrofia muscular usando un dispositivo portátil. La salud de los astronautas es de suma importancia para la NASA, ya que las estancias prolongadas en el espacio suelen tener efectos adversos en el cuerpo humano. Los investigadores han estado trabajando incansablemente durante años para comprender y superar estos efectos, y este estudio fue motivado por el objetivo de encontrar las respuestas a los posibles desafíos de salud que enfrentan los astronautas. Aunque los científicos son conscientes de que los vuelos espaciales cortos pueden provocar hasta un 20 % de pérdida de masa muscular y densidad ósea de los miembros de la tripulación, existe información limitada sobre los efectos de los vuelos espaciales prolongados en el cuerpo humano.

Imagen: Un nuevo dispositivo podría permitir un seguimiento más fácil y menos costoso de la atrofia muscular (Fotografía cortesía de Pexels)

Desarrollar un dispositivo portátil que pueda hacer seguimiento con precisión incluso cambios musculares diminutos en el cuerpo humano es una tarea desafiante. Los investigadores idearon un dispositivo que funciona empleando dos bobinas, una que transmite y la otra que recibe, en conjunto con un conductor que consta de hilos electrónicos dispuestos en un patrón único en zig-zag en toda la tela. Aunque el producto final se parece mucho a un manguito de presión arterial, el desafío principal fue crear un patrón ajustable que pudiera adaptarse a extremidades de diversos tamaños. Después de varias pruebas, descubrieron que un patrón en zig-zag era ideal para maximizar la flexibilidad, mientras que coser en línea recta la restringía. La misma innovación de patrón es la razón por la cual el sensor se puede ampliar para su uso en múltiples partes del cuerpo o incluso en varios lugares en la misma extremidad.

Para validar su investigación, los investigadores desarrollaron moldes de extremidades impresos en 3D y los llenaron con carne molida para imitar el tejido de la pantorrilla de un sujeto humano de tamaño promedio. Sus hallazgos revelaron que el sensor podía medir con precisión cambios volumétricos diminutos en el tamaño general de la extremidad y monitorear hasta un 51 % en la pérdida de masa muscular. Aunque todavía faltan algunos años para que el dispositivo portátil pueda usarse, los investigadores han opinado que el próximo paso significativo sería vincular el dispositivo a una aplicación móvil capaz de documentar y proporcionar datos de salud directamente a los proveedores de atención médica. Los investigadores pretenden combinar el sensor con otros dispositivos de control de la salud, como una herramienta para identificar la pérdida ósea, para mejorar posteriormente la vida de los futuros pacientes, tanto en la Tierra como en el espacio.

"Idealmente, nuestro sensor propuesto podría ser utilizado por los proveedores de atención médica para implementar planes de tratamiento para los pacientes de manera más personal 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. “Nuestro sensor es algo que un astronauta en una misión larga o un paciente en casa podría usar para mantener seguimiento de su salud sin la ayuda de un profesional médico. En el futuro, nos gustaría integrar más sensores e incluso más capacidades con nuestro dispositivo portátil”.

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Universidad Estatal de Ohio