Nova tecnologia de ultrassom pode medir de forma não invasiva a viscosidade do sangue

Durante anos, os médicos confiaram em sinais vitais familiares – frequência cardíaca, pressão arterial, temperatura e níveis de oxigênio – para monitorar a saúde de alguém. Mas os investigadores da Universidade do Missouri acreditam que uma métrica chave foi negligenciada: a viscosidade do sangue, ou quão espesso ou pegajoso é o sangue à medida que flui pelo corpo. Agora eles desenvolveram uma tecnologia inovadora para monitorá-lo de forma não invasiva e em tempo real.

O papel deles é publicado no Jornal de Sistemas Dinâmicos, Medição e Controle.

A viscosidade desempenha um papel oculto, mas crucial na saúde. Está ligada a seis das 10 principais causas de morte nos Estados Unidos, incluindo doenças cardíacas, cancro e acidente vascular cerebral.

O sangue espesso e lento força o coração a trabalhar mais e pode aumentar o risco de coágulos ou danos nos tecidos, disse Nilesh Salvi, cientista pesquisador da Faculdade de Agricultura, Alimentos e Recursos Naturais de Mizzou e autor principal do projeto.

“A pressão arterial nos diz o que está acontecendo com as paredes dos vasos”, disse ele. “Mas não nos fala sobre o sangue em si. A viscosidade pode ser a peça que falta.”

O primeiro dispositivo desse tipo usa ondas de ultrassom para medir a viscosidade do sangue em tempo real – mas a verdadeira inovação está em seu software. O sistema funciona vibrando suavemente o sangue com uma onda sonora contínua – o que significa que envia uma onda sonora constante através do sangue enquanto sente simultaneamente a sua resposta. Em seguida, um poderoso algoritmo analisa como o som se move pelo corpo.

Em sua essência, a invenção é impulsionada por matemática avançada e processamento de sinais. Esta abordagem melhora a precisão e, pela primeira vez, permite a medição simultânea da densidade e da viscosidade do sangue usando o mesmo sinal.

Dos motores à saúde humana

Esta ferramenta inovadora não foi originalmente concebida para a medicina.

Salvi, que obteve seu mestrado e doutorado. na Faculdade de Engenharia de Mizzou, projetou inicialmente o sistema para monitorar a qualidade do óleo em motores. Com base nessa invenção, ele fundou uma empresa iniciante que desenvolvia sensores de motor para monitorar lubrificantes em tempo real.

Com a orientação de seu mentor, Jinglu Tan, professor de engenharia química e biomédica, Salvi começou a explorar como os mesmos princípios de detecção poderiam ser usados ​​para estudar fluidos biológicos. A experiência de Tan o ajudou a refinar e fortalecer a ciência por trás dessa nova direção.

Vendo o potencial médico, William Fay, professor de farmacologia médica e fisiologia na Faculdade de Medicina de Mizzou, foi uma das primeiras pessoas a encorajar Salvi a explorar os usos clínicos da tecnologia. Sua orientação ajudou Salvi e sua equipe a vincular seu trabalho de engenharia à pesquisa biomédica.

“Medir a viscosidade do sangue sempre foi um desafio”, disse Fay. “É necessário equipamento de laboratório especializado, e a maioria dos hospitais não o possui. Este novo dispositivo pode ser uma virada de jogo – permite leituras de viscosidade precisas e em tempo real, sem nunca extrair sangue.”

Tradicionalmente, a viscosidade do sangue é determinada através da recolha de amostras de sangue – um processo que pode alterar as propriedades naturais do sangue. Por outro lado, o dispositivo Mizzou mede a viscosidade dentro do corpo, capturando assim o seu verdadeiro comportamento.

“O sangue é um órgão vivo”, disse Tan, que também atua como diretor de iniciativas estratégicas na Faculdade de Agricultura, Alimentação e Recursos Naturais. “Você não pode retirá-lo e esperar que ele se comporte da mesma maneira. Medir isso no corpo – in situ – é o que torna nossa abordagem tão poderosa.”

O trabalho pode revolucionar a forma como os médicos tratam doenças como a anemia falciforme, em que células sanguíneas de formato irregular aumentam a viscosidade e ameaçam a saúde dos órgãos. A monitorização contínua poderia ajudar a adaptar as transfusões ou medicamentos às necessidades em tempo real de cada paciente, em vez de depender de intervalos programados.

Um novo olhar dentro do corpo

Os pesquisadores continuam seus estudos na esperança de se prepararem para testes em humanos. O objetivo de longo prazo da Salvi é tornar a viscosidade do sangue um sinal vital padrão – juntamente com a frequência cardíaca e os níveis de oxigênio.

Como a invenção é principalmente baseada em software, ela pode operar em hardware barato, disse Salvi. Um protótipo também poderia ser construído com peças prontamente disponíveis, abrindo a porta para dispositivos portáteis e acessíveis – e possivelmente para futuras tecnologias de saúde vestíveis.

“Este não é apenas um novo dispositivo”, disse ele. “É uma nova maneira de pensar sobre o corpo humano. Assim que pudermos ver a viscosidade em tempo real, entenderemos o fluxo sanguíneo e a progressão da doença de uma forma que nunca pudemos antes.”