Desenvolvimento de um cinto vestível com sensores integrados para medição de múltiplos parâmetros fisiológicos relacionados à insuficiência cardíaca

Sep 22, 2023

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 20264 (2022) Citar este artigo

3040 Acessos

187 Altmétrica

Detalhes das métricas

A insuficiência cardíaca é uma doença crônica, cujos sintomas ocorrem devido à falta de débito cardíaco. Pode ser melhor gerenciado com monitoramento contínuo e em tempo real. Alguns esforços foram feitos no passado para o tratamento da insuficiência cardíaca. A maioria desses esforços foi baseada em um único parâmetro, por exemplo, impedância torácica ou frequência cardíaca isoladamente. Aqui, relatamos um dispositivo vestível que pode fornecer monitoramento de vários parâmetros fisiológicos relacionados à insuficiência cardíaca. Baseia-se na detecção de vários parâmetros simultaneamente, incluindo impedância torácica, frequência cardíaca, eletrocardiograma e atividade de movimento. Esses parâmetros são medidos usando diferentes sensores que são incorporados em um cinto vestível para monitoramento contínuo e em tempo real. O dispositivo vestível de saúde foi testado em diferentes condições, incluindo sentado, em pé, deitado e andando. Os resultados demonstram que o dispositivo portátil relatado acompanha os parâmetros mencionados em todas as condições.

As doenças cardiovasculares (DCVs) são um grupo de doenças do coração e dos vasos sanguíneos, como o infarto do miocárdio, comumente conhecido como ataque cardíaco, insuficiência cardíaca, cardiopatia reumática e doença arterial pulmonar1,2. Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), as DCVs são a principal causa de morte, com estimativa de 17,9 milhões de mortes em todo o mundo1. A insuficiência cardíaca (IC) é uma DCV crítica com estimativa de 64,34 milhões de casos em todo o mundo3. A IC é uma síndrome clínica progressiva caracterizada por uma anormalidade estrutural do coração, na qual o coração é incapaz de bombear sangue suficiente para atender às necessidades do corpo. Devido a essa falta de suprimento sanguíneo, o líquido se acumula nos pulmões, o que impede a oxigenação4,5,6. Existem dois tipos de IC: IC sistólica com fração de ejeção reduzida (ICFEr) e IC diastólica com falha de ejeção preservada (ICFEp). Causas comuns de ICFER incluem cardiomiopatia, doença do músculo cardíaco, hipertensão arterial não tratada, válvulas cardíacas defeituosas e doença arterial coronariana. Uma causa comum de ICFEP é a hipertrofia ventricular esquerda (HVE), uma condição na qual o ventrículo esquerdo do coração está espessado e a câmara é incapaz de preencher suficientemente o débito cardíaco adequado7,8,9. Segundo o Centers for Disease Control and Prevention (CDC), em 2018 ocorreram 379.800 mortes, sendo que 13,4% da mortalidade total nos EUA foi devido à IC2. Além disso, de acordo com a American Heart Association, existem atualmente 6,2 milhões de adultos diagnosticados com IC nos Estados Unidos, e estima-se que esse número aumente para 8 milhões até 203010. O tratamento atual para IC inclui medicamentos orientados por diretrizes e dispositivos implantados cirurgicamente que podem ser muito caro. De acordo com o CDC, em média, US$ 30,7 bilhões foram gastos no tratamento da IC nos EUA em 20122. Esse ônus financeiro se deve à trajetória descendente da IC que, em estágios posteriores, leva a hospitalizações repetidas. Devido a esse mau diagnóstico, 17% a 45% das mortes ocorrem dentro de um ano após a hospitalização inicial e 45% a 60% das mortes ocorrem dentro de cinco anos11.

O monitoramento contínuo e em tempo real dos sintomas de IC pode alertar pacientes e provedores de descompensação do paciente. O provedor pode então intervir com medicamentos para evitar a hospitalização do paciente. O acúmulo de líquido nos pulmões é refletido por uma diminuição na impedância torácica. Os sintomas comuns da IC estão relacionados à sobrecarga hídrica e incluem fadiga, ganho de peso e sensação de falta de ar7,8. Esses sintomas podem ser monitorados para a progressão da IC. Atualmente existem dois dispositivos implantáveis ​​para monitorar os sintomas da IC: um cardioversor-desfibrilador implantável (CDI) e o monitor de artéria pulmonar CardioMEMS™8,12,13,14.

Um CDI é recomendado para pacientes com ICFEr, pois eles são mais propensos a ter arritmias cardíacas letais. Um CDI também mede a impedância torácica e pode alertar os provedores sobre a diminuição da impedância torácica, indicando mais líquido nos pulmões15. Ele é implantado cirurgicamente sob a pele e detecta arritmias letais e restaura o ritmo cardíaco normal com um choque elétrico. O CDI tem a função adicional de marca-passo, de acelerar um coração muito lento16. Um CDI requer um procedimento cirúrgico invasivo para a implantação inicial e sempre que a bateria precisar ser substituída, normalmente dentro de 3 a 7 anos17. Existem riscos em qualquer cirurgia e o procedimento também é caro. De acordo com o registro do CDI, a substituição cirúrgica custa aproximadamente US$ 37.00018. Além disso, campos eletromagnéticos podem atrapalhar o desempenho do CDI, e o risco aumenta com o aumento da proximidade19,20,21,22,23. É importante observar que os CDIs são recomendados apenas para pacientes com ICFEr; não há dispositivos de monitoramento disponíveis para 50% dos pacientes com ICFEP24.