- Ricercatori con sede in Australia e India hanno recentemente pubblicato uno studio con i loro risultati sullo sviluppo di elettrodi migliorati per cardiofrequenzimetri indossabili.
- Gli scienziati hanno studiato le opzioni per lo sviluppo di un elettrodo “a secco”, che secondo loro avrebbe fornito vantaggi rispetto all’elettrodo “umido” standard.
- I ricercatori hanno scoperto che gli elettrodi con pellicole d’oro a forma di labirinto esagonale fornivano i maggiori vantaggi.
Le malattie cardiache lo sono
Un modo in cui gli operatori sanitari cercano di rilevare patologie cardiache o prevenire decessi legati a malattie cardiache è utilizzare le unità dell’elettrocardiogramma (ECG) per monitorare l’attività cardiaca. I medici sono in grado di rilevare cambiamenti nell’attività cardiaca sugli ECG che possono mostrare segni di battito cardiaco irregolare o aritmia.
Mentre alcune persone indossano smartwatch con funzionalità ECG per monitorare l’attività cardiaca, i medici in genere utilizzano macchine ECG in studio o chiedono ai pazienti di utilizzare un dispositivo ECG indossabile standard come il monitor Holter.
Con il monitor ECG indossabile standard, l’unità utilizza elettrodi “bagnati” per misurare l’attività cardiaca. L’elettrodo trasmette segnali attraverso un gel.
Gli autori dello studio ritengono che ci siano degli svantaggi negli elettrodi bagnati e hanno deciso di creare un elettrodo “a secco” che non si basi sul gel per trasmettere i segnali. Inoltre, il loro dispositivo utilizza la tecnologia Bluetooth per inviare i risultati a un’app per smartphone.
I loro risultati vengono visualizzati in Recensioni di fisica applicata.
Perché gli ECG indossabili sono importanti
Quando gli operatori sanitari sospettano che qualcuno possa avere una patologia cardiaca o quando qualcuno lamenta dolore toracico o palpitazioni cardiache, i medici possono ordinare un ECG per ottenere una lettura dell’attività elettrica del cuore.
In ambito clinico, gli operatori posizionano gli elettrodi sul corpo e li collegano alla macchina ECG, mentre il test dura pochi minuti.
Gli ECG più brevi eseguiti in studio potrebbero non rilevare tutti i problemi cardiaci, quindi gli operatori potrebbero richiedere ai propri pazienti di utilizzare un dispositivo ECG indossabile.
Il dottor Paul Drury, cardiologo certificato e direttore medico associato di elettrofisiologia presso il MemorialCare Saddleback Medical Center di Laguna Hills, California, ha parlato con Notizie mediche oggi e ha spiegato l’importanza degli ECG indossabili.
“Gli ECG indossabili sono uno strumento molto comunemente prescritto e molto importante dal punto di vista clinico, utilizzato per rilevare e diagnosticare varie aritmie cardiache”, ha affermato il dottor Drury. “Mentre un ECG standard registra solo 10 secondi di dati, gli ECG indossabili possono essere indossati fino a 30 giorni, il che aumenta notevolmente la capacità di rilevare questi ritmi”.
Quando le persone utilizzano monitor ECG indossabili, devono mettere del gel sugli elettrodi quando li posizionano. I ricercatori affermano che questi elettrodi possono essere problematici per gli utenti e possono causare cambiamenti nella pelle o comunque essere scomodi.
A tal fine, gli scienziati volevano sviluppare un elettrodo secco per ECG indossabili che non richiedesse gel.
Creazione di diversi modelli di elettrodi per cardiofrequenzimetri
Gli autori dello studio hanno deciso di utilizzare una sottile pellicola d’oro nel design a tre elettrodi perché “offre l’ulteriore vantaggio di avere un elettrodo chimicamente inerte per tutti i processi biologici, altamente conduttivo e biocompatibile”.
Inoltre, la pellicola d’oro ha permesso agli scienziati di creare un elettrodo più leggero con una superficie più ampia, aumentandone la capacità di captare i segnali ECG.
Dopo aver scelto il tipo di materiale, hanno creato elettrodi di varie forme e li hanno testati in diversi punti del corpo del soggetto del test per vedere come funzionavano.
I ricercatori hanno progettato sei modelli di elettrodi da testare. Queste forme includevano:
- labirinto triangolare
- Curva di Peano
- labirinto circolare
- labirinto esagonale
- labirinto quadrato
- Curva di Hilbert
Hanno testato gli elettrodi asciutti nelle aree del torace e del collo del corpo del partecipante e mentre il partecipante era in varie posizioni, comprese quelle sedute e in piedi.
Hanno anche controllato i segnali sotto diversi stimoli, anche a riposo, sotto stimoli mentali, fisici e una combinazione di stimoli mentali e fisici.
Migliori risultati con il design a labirinto esagonale
Gli autori affermano che i disegni del labirinto esagonale, del labirinto quadrato e della curva di Hilbert erano tutti “adatti”, ma che il labirinto esagonale era l’opzione migliore per il prototipo a causa “della sua conformabilità relativamente migliore e della sua capacità di stabilire un contatto intimo sia sulla parte anteriore del il torace e la regione posteriore del collo.
Dicono anche che i risultati hanno mostrato che il design del labirinto esagonale ha avuto risultati paragonabili alle unità ECG commerciali quando hanno testato i risultati rispetto al modello ECG Welch-Allyn.
I ricercatori hanno fatto indossare al soggetto del test il prototipo del labirinto esagonale per sette giorni per assicurarsi che non causasse cambiamenti nella pelle. Hanno riferito di non aver rilevato “irritazioni cutanee, eruzioni cutanee o allergie”.
Sebbene siano necessari ulteriori test, gli autori suggeriscono potenziali usi del progetto in molteplici contesti, tra cui “prestazioni atletiche, assistenza neonatale, riabilitazione, settori dell’assistenza agli anziani, trasporto dei pazienti, monitoraggio cardiaco di pazienti con pacemaker e pazienti con demenza”.
Gli elettrodi asciutti possono aumentare il comfort del paziente
Quando il dottor Drury ha parlato con MNTha spiegato perché i pazienti potrebbero preferire l’uso di elettrodi asciutti invece di elettrodi bagnati.
“Lo sviluppo di elettrodi a secco sarebbe molto utile per numerosi pazienti”, ha osservato il dott. Drury. “Molti pazienti sviluppano reazioni cutanee all’adesivo o al gel utilizzati con gli elettrodi bagnati dopo un uso prolungato.”
Il dottor Drury ha anche affermato che una volta che il gel si asciuga, non è più possibile raccogliere informazioni dagli elettrodi.
“Un elettrodo traspirante e asciutto amplierebbe la popolazione di pazienti a quelli con sensibilità cutanea o allergie e a coloro che vorrebbero rimanere molto attivi fisicamente mentre indossano l’ECG”, ha commentato il dottor Drury.
Mentre il dottor Drury ritiene che gli elettrodi secchi potrebbero portare più persone a poter utilizzare ECG indossabili e portare a una diagnosi precoce di problemi cardiaci, ha notato che gli elettrodi d’oro potrebbero essere proibitivi in termini di costi per alcune persone.
“Gli ECG a secco si basano anche sull’oro negli elettrodi, il che probabilmente comporterà un costo elevato del prodotto”, ha osservato il dottor Drury.
Ha parlato anche Alex Starnes, infermiere professionale avanzato, che lavora in chirurgia traumatologica presso il Piedmont Medical Center di Rock Hill, nella Carolina del Sud. MNT sullo studio.
“Le dimensioni e la mancanza di adesivo lo renderanno molto più comodo da indossare per i pazienti e aumenterà la probabilità che lo tengano addosso in modo da poter essere adeguatamente monitorati”, ha commentato Starnes.
“Il design a 3 elettrodi lo rende più facile da usare e lascia meno spazio a errori nel posizionamento”, ha osservato.
Sebbene Starnes sia colpita dalle capacità del prototipo, ha delle domande che gli autori dello studio non hanno menzionato.
“Lo studio menziona la trasmissione di informazioni a un’app del telefono, ma le informazioni vengono archiviate altrove?” chiese Starnes. “L’operatore sanitario che effettua l’ordinazione ha accesso ad esso in tempo reale o può semplicemente tornare indietro e vedere cosa è stato caricato sull’app?”
Ha sottolineato l’importanza che il fornitore abbia accesso in tempo reale ai risultati.
“È utile rivedere, ad esempio, due settimane di ritmi cardiaci alla volta per valutare eventuali aritmie intermittenti, ma non consentirebbe interventi in tempo reale se qualcuno andasse incontro a un’aritmia letale, a meno che un operatore sanitario qualificato non monitori costantemente l’aritmia. ritmi”, ha avvertito.
