Sensor ingerível pode ajudar os médicos a identificar dificuldades gastrointestinais

As imagens para download no site do MIT News office são disponibilizadas para entidades não comerciais, imprensa e público em geral sob uma licença Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives. Você não pode alterar as imagens fornecidas, a não ser recortá-las no tamanho certo. Uma linha de crédito deve ser utilizada na reprodução de imagens; se não for fornecido abaixo, credite as imagens ao "MIT".

Imagem anterior Próxima imagem

Engenheiros do MIT e do Caltech demonstraram um sensor ingerível cuja localização pode ser monitorada à medida que se move pelo trato digestivo, um avanço que poderia ajudar os médicos a diagnosticar mais facilmente distúrbios da motilidade gastrointestinal, como prisão de ventre, doença do refluxo gastroesofágico e gastroparesia.

O minúsculo sensor funciona detectando um campo magnético produzido por uma bobina eletromagnética localizada fora do corpo. A intensidade do campo varia com a distância da bobina, portanto a posição do sensor pode ser calculada com base na medição do campo magnético.

No novo estudo, os pesquisadores mostraram que poderiam usar essa tecnologia para rastrear o sensor à medida que ele se movia pelo trato digestivo de animais de grande porte. Tal dispositivo poderia oferecer uma alternativa a procedimentos mais invasivos, como a endoscopia, que são atualmente usados ​​para diagnosticar distúrbios de motilidade.

“Muitas pessoas em todo o mundo sofrem de dismotilidade GI ou má motilidade, e ter a capacidade de monitorar a motilidade GI sem ter que ir a um hospital é importante para realmente entender o que está acontecendo com um paciente”, diz Giovanni Traverso, professor associado de engenheiro mecânico no MIT e gastroenterologista no Brigham and Women's Hospital.

Traverso é um dos autores seniores do novo estudo, juntamente com Azita Emami, professora de engenharia elétrica e engenharia médica na Caltech, e Mikhail Shapiro, professor de engenharia química na Caltech e investigador do Howard Hughes Medical Institute. Saransh Sharma, estudante de pós-graduação na Caltech, e Khalil Ramadi SM '16, PhD '19, graduado pelo Departamento de Engenharia Mecânica e pelo Programa Harvard-MIT em Ciências e Tecnologia da Saúde, que agora é professor assistente de bioengenharia em Nova York University, são os principais autores do artigo, que aparece hoje na Nature Electronics.

Um sensor magnético

Os distúrbios da motilidade GI, que afetam cerca de 35 milhões de americanos, podem ocorrer em qualquer parte do trato digestivo, resultando na falha na movimentação dos alimentos através do trato. Eles geralmente são diagnosticados por meio de estudos de imagem nuclear ou raios X, ou pela inserção de cateteres contendo transdutores de pressão que detectam contrações do trato gastrointestinal.

Os pesquisadores do MIT e do Caltech queriam encontrar uma alternativa que fosse menos invasiva e pudesse ser feita na casa do paciente. A ideia deles era desenvolver uma cápsula que pudesse ser engolida e depois enviar um sinal revelando onde ela estava no trato gastrointestinal, permitindo aos médicos determinar que parte do trato estava causando a desaceleração e determinar melhor como tratar a condição do paciente.

Para isso, os pesquisadores aproveitaram o fato de que o campo produzido por uma bobina eletromagnética se torna mais fraco, de forma previsível, à medida que a distância da bobina aumenta. O sensor magnético que desenvolveram, que é pequeno o suficiente para caber numa cápsula ingerível, mede o campo magnético circundante e utiliza essa informação para calcular a sua distância a uma bobina localizada fora do corpo.

“Como o gradiente do campo magnético codifica exclusivamente as posições espaciais, esses pequenos dispositivos podem ser projetados de forma que possam detectar o campo magnético em seus respectivos locais”, diz Sharma. “Depois que o dispositivo mede o campo, podemos calcular novamente qual é a localização do dispositivo.”

Para identificar com precisão a localização de um dispositivo dentro do corpo, o sistema também inclui um segundo sensor que permanece fora do corpo e atua como ponto de referência. Este sensor pode ser colado à pele e, comparando a posição deste sensor com a posição do sensor dentro do corpo, os pesquisadores podem calcular com precisão onde o sensor ingerível está no trato gastrointestinal.