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Tecnologia e salute: Skin Electronics misura il ritmo cardiaco

Indossare il tuo cuore sulla manica potrebbe assumere un significato completamente nuovo. Una pelle elettronica può mostrare il battito del cuore di una persona mentre è attaccata al dorso della mano. Ancora una volta il mondo della tecnologia si mostra almeno di un passo avanti rispetto a quella che è la nostra fantasia in campo medico e sanitario. 

I ricercatori di ingegneria dell’Universita di Tokyo e Dai Nippon Printing hanno sviluppato un display ultra sottile che aderisce alla pelle. È stato presentato al pubblico in occasione di una riunione dell’AAAS ad Austin, in Texas, di recente. L’e-skin mostra l’elettrocardiogramma del paziente – una forma d’onda che rappresenta l’attività elettrica del cuore – basata su dati raccolti da un sensore flessibile ultra sottile. Una seconda pelle da indossare, andiamo a scoprirne di più.

Come funziona lo Skin Electronics

Combinato con un modulo di comunicazione wireless, questo sistema integrato di sensori biomedici è chiamato “Skin electronics”: può trasmettere dati biometrici al cloud. L’e-skin mostra l’elettrocardiogramma del paziente , questo si adatta alla normale pelle umana e mostra statistiche vitali sulla salute e il benessere del paziente. Una forma d’onda che rappresenta l’attività elettrica del cuore – basata su dati raccolti da un sensore flessibile ultra sottile. 

Il display può allungarsi fino al 45 percento in più rispetto alla sua lunghezza originale e sopportare stiramenti ripetuti, consentendogli di adattarsi ai contorni e ai movimenti del corpo, senza mostrare alcuna perdita in funzione delle sue proprietà elettriche e meccaniche. Il dispositivo ha un sensore in grado di misurare il ritmo cardiaco e un modulo di comunicazione wireless che invia i dati medici al medico. Il display della pelle morbido e flessibile ha uno spessore di circa 1 millimetro. Il design unisce un elettrodo in nanomesh traspirante costituito da un array di 16 LED di micro LED e un cablaggio estensibile montato su un foglio di gomma. 

Ai giorni nostri esistono numerose tecnologie di rilevamento flessibili e portatili che possono eseguire una miriade di misure fisiche e fisiologiche. I rapidi progressi nello sviluppo e nell’implementazione di tali sensori negli ultimi anni hanno dimostrato il crescente significato e la potenziale utilità di questa classe unica di piattaforme di rilevamento. Le applicazioni includono elettronica di consumo indossabili, robotica morbida, protesi mediche, pelle elettronica e monitoraggio della salute.

Le pelli elettroniche potrebbero non solo rilevare problemi di salute nel prossimo futuro, ma mostrarle al mondo per poterle anche vedere. I ricercatori dell’Università di Tokyo hanno sviluppato una e-skin in grado di misurare i segni vitali come il battito cardiaco e visualizzarli in tempo reale su un display della pelle. Un nuovo display elastico ultra sottile che si adatta perfettamente alla pelle può mostrare la forma d’onda in movimento di un elettrocardiogramma registrato da un sensore per elettrodi traspirante a pelle. 

In questo modo è possibile sapere subito se c’è bisogno di aiuto – bisogna solo guardare la mano (o in qualsiasi altro modo il sensore funzioni) per avere un’idea di cosa c’è che non va. Le informazioni complete sullo stato di salute del paziente vengono trasmesse a uno smartphone. Questo è l’ultimo di una serie di passaggi che avvengono senza soluzione di continuità.

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Quali sono i vantaggi e i benefici

Questa è l’ultima ricerca di una collaborazione accademico-industriale giapponese, guidata dal professor Per Takao Someya, presso la Graduate School of Engineering dell’Università di Tokyo,

Ci sono stati dei display estensibili in precedenza, ma in genere cadono a pezzi rapidamente dopo l’esposizione all’aria e al solito allungamento e torsione della pelle. Il sensore stesso dura per circa una settimana senza infiammazione, ed è stato costruito usando tecniche di produzione di circuiti stampati convenzionali che dovrebbero mantenere bassi i costi.

Per quanto riguarda il display, è in forma d’onda e mostra chiaramente cosa è giusto o sbagliato con il paziente. Il dispositivo è ideale per i senescenti che hanno difficoltà in termini di mobilità. Grazie ai progressi della tecnologia dei semiconduttori le letture o le forme d’onda dell’elettrocardiogramma possono essere visualizzati sullo schermo in tempo reale o inviati al cloud o a un dispositivo di memoria dove sono archiviate le informazioni.

Il nuovo sistema di elettronica per la pelle mira a fare un ulteriore passo avanti, un sistema integrato di “skin electronics” consente il monitoraggio della salute a casa e fornisce ai medici l’accesso remoto ai dati biometrici trasmessi in modalità wireless a una nuvola medica. Promette di migliorare l’auto-cura e l’accessibilità delle informazioni mediche a vari segmenti della popolazione, compresi i bambini e gli anziani.

Un’immagine del pollice in su sull’esposizione della pelle funge da indicatore di buona salute che tendono ad avere difficoltà nel gestire e ottenere dati da dispositivi e interfacce esistenti. Questa metodologia facilita anche l’onere per il sistema sanitario e consente un monitoraggio autonomo.

Nippon Printing spera di offrire la pelle entro i prossimi 3 anni rendendola più affidabile, ridimensionando la produzione e migliorando la sua copertura per ampie superfici. Se tutto andasse bene, potrebbe essere particolarmente utile per i pazienti di assistenza domiciliare. Piuttosto che dover indossare un dispositivo ingombrante che richiede un’attenta ispezione, potrebbero trasmettere il loro stato di salute ai membri della famiglia e portare avanti le loro vite relativamente senza ostacoli.

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