Un tatuaje electrónico en el pecho mejora notablemente la monitorización cardíaca

Un nuevo dispositivo médico flexible y portátil podría suponer un importante impulso en la lucha contra las cardiopatías, la principal causa de muerte en Estados Unidos.

Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Texas en Austin ha desarrollado un tatuaje electrónico ultrafino y ligero, o e-tattoo, que se adhiere al pecho para monitorizar el corazón de forma continua y móvil fuera de un entorno clínico. Incluye dos sensores que, en conjunto, proporcionan una imagen clara de la salud del corazón, lo que da a los médicos más posibilidades de detectar precozmente las señales de alarma de una cardiopatía.

"La mayoría de las cardiopatías no son muy evidentes. El daño se produce en segundo plano y ni siquiera lo sabemos", explica Nanshu Lu, profesor del Departamento de Mecánica Aeroespacial e Ingeniería y autor principal del estudio. "Si podemos tener una monitorización continua y móvil en casa, podremos hacer un diagnóstico y un tratamiento precoces, y si eso se puede hacer, se podrá prevenir el 80% de las enfermedades cardiacas".

El estudio se publica en Advanced Electronic Materials.

Como continuación de un proyecto anterior de tatuaje electrónico en el pecho, esta nueva versión es inalámbrica y móvil, lo que permite una serie de pequeños circuitos activos y sensores cuidadosamente dispuestos y unidos por interconexiones extensibles y se ajusta al pecho mediante un vendaje médico. Los dispositivos transparentes son mucho menos intrusivos que otros sistemas de monitorización y más cómodos para los pacientes.

En la actualidad, no existe una solución para un seguimiento cómodo y a largo plazo fuera del ámbito clínico. Los médicos pueden realizar pruebas a los pacientes cuando los visitan, pero es posible que no detecten algunos problemas cardiacos porque los signos de la enfermedad no están presentes en ese momento.

El tatuaje electrónico pesa sólo 2,5 gramos y funciona con una pila del tamaño de un céntimo. La batería tiene una duración de más de 40 horas y el usuario puede cambiarla fácilmente.

Proporciona dos mediciones cardiacas clave. El electrocardiograma, o ECG, es la señal eléctrica del corazón. Y el sismocardiograma, o SCG, es la señal acústica del corazón procedente de las válvulas cardíacas.

El ECG puede medirse con dispositivos móviles como un Apple Watch. Y el SCG puede monitorizarse mediante un estetoscopio. Pero no hay ninguna solución móvil que se aproxime a un estetoscopio o realice ambas mediciones.

"Esas dos mediciones, la eléctrica y la mecánica, juntas pueden ofrecer una imagen mucho más exhaustiva y completa de lo que ocurre con el corazón", afirma Lu. "Hay muchas más características del corazón que podrían extraerse de las dos señales medidas sincrónicamente de forma no invasiva".

Monitorizar esos dos factores y sincronizarlos permite medir los intervalos de tiempo cardíacos, que son un importante indicador de cardiopatías y otros problemas.

Los investigadores ya han probado el dispositivo en cinco pacientes sanos en su entorno cotidiano, con un bajo índice de error en las mediciones en comparación con las opciones de monitorización disponibles actualmente. El siguiente paso consiste en seguir probando y validando los resultados iniciales y ampliarlos a distintos tipos de pacientes.

Este proyecto surgió de una asociación multiuniversitaria de investigadores que en 2021 recibieron una subvención del programa ASCENT de la National Science Foundation para estudiar la tecnología de tatuaje electrónico en el pecho. Lu y su equipo han perfeccionado y adaptado la tecnología del tatuaje electrónico para medir múltiples partes del cuerpo a lo largo de los años, como la palma de la mano, y diferentes afecciones, como la neumonía.

El equipo del proyecto está formado por Sarnab Bhattacharya y Philip Tan, del Departamento Chandra de Ingeniería Eléctrica e Informática; Alec Alden, del Departamento de Ingeniería Biomédica; Sangjun Kim, del Departamento Walker de Ingeniería Mecánica; Hirofumi Tanaka, Edward Coyle, Jieting Wang y Taha Alhalimi, del Departamento de Kinesiología y Educación para la Salud de la Facultad de Educación; Mohammad Nikbakht y Omer Inan, de la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática del Instituto de Tecnología de Georgia; Pulin Wang, de la empresa Stretch Med Inc. de Austin. y Animesh Tandon, del Instituto Pediátrico Infantil de la Clínica Cleveland. (The University of Texas at Austin)