Un nuovo tipo di sensore MEMS termico potrebbe essere usato nella lotta all’aterosclerosi. Il nuovo dispositivo, posizionato con un catetere durante l’angiogramma, potrebbe individuare le regioni dei vasi sanguigni pre-aterosclerotiche, cioè quelle in cui si stanno formando le placche dell’aterosclerosi, causate da una dieta troppo ricca di grassi e colesterolo e responsabili di infarti e ictus. Il sensore MEMS termico le scopre misurando le modifiche della tensione.
Nuove tecniche per sconfiggere l’aterosclerosi
Un nuovo sensore MEMS termico potrebbe individuare le regioni colpite dall’aterosclerosi che altrimenti non avrebbero mostrato alcun segno clinico di malattia. Un nuovo studio pubblicato sugli “Annals of Biomedical Engineering” mostra che un sensore MEMS termico messo in azione da un catetere può fare un angiogramma in grado di rilevare i primi stadi di aterosclerosi. Il sensore MEMS termico usato cambia di calore per individuare le regioni pre-aterosclerotiche delle arterie che, altrimenti, non avrebbero mostrato alcun segno clinico di aterosclerosi. Anche se i cambiamenti di dieta e di stile di vita spesso possono rallentare l'aterosclerosi nelle sue prime fasi, non esisteva per ora nessun mezzo che potesse individuare in tempo reale le regioni pre-aterosclerotiche. Il metodo con i sensori MEMS ha il vantaggio di essere poco invasivo. La tecnologia ha il potenziale per un’applicazione diffusa e rapida durante le angiografie diagnostiche.
L’autore dello studio, il Dott. Tzung Hsiai, professore associato di Ingegneria Biomedica e Cardiologia presso la University of Southern California, ha dichiarato: "L'innovazione di questo studio risiede nella strategia di trasferimento di calore convettivo per rilevare i cambiamenti in segnali di tensione di uscita nelle regioni arteriose non-ostruttive, anche se infiammate e altrimenti considerate normali".
Gli scienziati hanno dimostrato che la forza di attrito del flusso di sangue agisce sulle pareti dei vasi. Questa è conosciuta come sollecitazione di taglio ed è intimamente coinvolta nello stress ossidativo e nelle risposte infiammatorie che portano all’aterosclerosi. Nelle regioni soggette ad aterosclerosi, il flusso è disturbato, ma l’individuazione di modelli di flusso cambia in tempo reale e rimane una sfida.
Come funziona il sensore MEMS termico
Il gruppo del Dr. Hsiai ha sviluppato un sistema di sensori micro-elettro-meccanici (MEMS) in titanio e platino su una membrana di polimero flessibile per formare elementi sensibili. Hanno posizionato il sensore per mezzo di un catetere nelle arterie per un angiogramma aortico addominale di alcuni conigli che avevano mangiato un alto contenuto di grassi, con una dieta ricca di colesterolo, e in un gruppo di controllo che aveva avuto una dieta normale.
Facendo passare la corrente elettrica attraverso l'elemento sensibile si è generato uno strato termico nel campo di flusso, da cui è stato misurato il trasferimento di calore convettivo in funzione dei segnali di tensione. Nelle regioni con le lesioni dovute all’aterosclerosi, il flusso di sangue è risultato disturbato. Questo fa sì che ci sia una modifica dei segnali di tensione. Il sensore MEMS di misurazione mostra alta tensione a monte del vaso sanguigno che ospitava la placca aterosclerotica, e una bassa tensione a valle.
Gli scienziati hanno concluso che il metodo con il sensore MEMS termico potrebbe individuare le regioni pre-aterosclerotiche che altrimenti non avrebbero mostrato alcun segno clinico di aterosclerosi. Gli autori hanno integrato lo studio con simulazioni matematiche, immagini fluoroscopiche e la dissezione delle aorte per verificare i loro risultati.
Una volta che il sensore MEMS termico ha identificato la lesione aterosclerotica, i medici possono identificare se questa lesione è una placca stabile. Una placca non stabile potrebbe provocare la rottura del vaso, causando infarti e ictus. Ma i cambiamenti dello stile di vita e i farmaci sono in grado di gestire una placca stabile.
Geniali questi colleghi delle nanotecnologie, lo strumento inventato è sicuramente utile per la prevenzione, ancora uno sviluppo nel settore biomedico per i MEMS e non solo sensoristica di posizione come GYRO e ACCELEROMETRI
Mi piacciono molto questi articoli a carattere biomedico-elettronico, per chi fosse interessato qui c’è l’articolo in inglese http://viterbi.usc.edu/news/news/2009/heart-attack-plaque.htm et qui il video http://viterbi.usc.edu/assets/096/66934.mov
http://viterbi.usc.edu/news/news/2011/viterbi-school-mems.htm sorry avevo scordato questo link
Mi auguro che questa tecnologia applicata alla medicina, sia presto disponibile nei principali ospedali italiani e che vi siano medici in grado di utilizzarla. Inoltre, visto che questo dispositivo è utile nel campo della prevenzione degli ictus e degli infarti si spera che i medici richiedano l’esame prima del verificarsi dell’evento, altrimenti non avrebbe molto senso.
geniale è la parola giusta, in pratica il sensore misura quanto calore se ne va per convenzione col sangue, e se c’è un principio di arteriosclerosi ossia indurimento e perdita di elasticità delle pareti delle arterie, sicuramente il flusso di sangue non è “normale”..
è davvero importante il fatto che si possa capire un principio di aterosclerosi spiego perchè, innanzi tutto l’aterosclerosi è una forma particolare di arteriosclerosi, che consiste nella formazione sulle pareti delle arterie di placche,le quali evolvono nel tempo, prima sono costituite solamente da lipidi (in pratica colesterolo) ma con il tempo le placche diventano sempre più grandi e sviluppano sino a calcificare. l’imortanza della diagnosi precoce è importante visto che è stato dimostrato che la malattia inizia a manifestarsi fin da 20-30 anni, è subdola si sviluppa in silenzio, senza dare alcun sintomo. Purtroppo quando compaiono i primi sintomi, tra i 40 e i 60 anni, la situazione delle arterie è già compromessa e il rischio di cadere vittima delle complicanze, diventa altissimo: ictus cerebrale e infarto del miocardio sono senz’altro le più gravi, che spesso portano alla morte.
Le cause sono più o meno ereditarie, ma nelle non ereditarie c’è l’alimentazione il fumo la fa da padrone, quindi correggendo il tiro in fase di sviluppo si riducono i rischi di tantissimo…
questo è uno degli utilizzi dell’elettronica che preferisco… aiutare il prossimo, ben vengano queste tecnologie 🙂
Resto a bocca aperta. Questo è davvero un bello studio. Queste notizie nel campo medico mi danno sempre una certa soddisfazione. Poter usare le tecnologie e lo studio che ne deriva per curare o prevenire le malattie non può far altro che portarmi a sorridere. Meno male!
Oramai quando si utilizza la parola MEMS non ci si riferisce più alla singola tipologia di sensore, tipicamente inerziale come hai ricordato tu (GYRO e ACCELEROMETRI) ma a dei veri e propri sistemi di misura in miniatura. Si possono realizzare sensori di temperatura, inerziali, di pressione, di umidità e addirittura piccoli microfoni tramite dei diaframmi realizzati con microstrutture di silicio. E ti dirò di più, nonostante le dimensioni ridotte di questi dispositivi, ora si sta puntando ad affinare la tecnologi NEMS (dove la N iniziale sta per nano) ciò strutture almeno 1000 volte più piccole di quelle che si hanno a disposizione oggi. Fenomenale, vero? Ah, dimenticavo di ricordare che in tecnologia MEMS vengono realizzati anche i sensori biologici, fortemente adoperati come strumenti di diagnostica nell’ambito dell’ingegneria biomedica
Stai ben sicuro che la diffusione di questa tecnologia negli ospedali italiani sarà funzione essenzialmente del costo. Infatti in Italia l’andazzo è un pò quello, negli ospedali si diffonde una data tecnologia se costa poco, altrimenti viene messa a disposizione di pochi centri. Ovviamente, trattandosi di un sistema di prevenzione, non ci si può permettere di spostarsi chilometri e chilometri per farsi fare un’angiogramma…sarebbe assurdo! Per quanto riguarda la competenza del personale ospedaliero, ti assicuro che da questo punto di visto non ci si può per niente lamentare perhcè ancor prima che una nuova tecnica di diagnosi sia annunciata, tesisti in medicina e in scienze infermieristiche già ne stanno abbondantemente studiando i dettagli, e siccome i neolaurati sono il futuro, tanto meglio che siano loro a fare la prima esperienza in questi nuovi settori diagnostici.
ecco un nuovo tipo di sensore, che sarebbe molto bello poter utilizzare, solo che non credo che per provarlo mi inserirei un catetere nel fianco :-P, ma tutto sommato è un buon utilizzo dell’elettronica, che aiuta, dal punto di vista della salute, le persone. Il fatto è che comunque l’arteriosclerosi non si sa di averla fin quando non la si ha no?!?!
La prevenzione e il controllo possono evitare l’insorgere di una malattia o l’avanzamento della stessa a stadi decisamente gravi.
infatti questo metodo/sensore serve a prevenire o meglio diciamo a fare una diagnosi precoce della malattia, leggiti il mio post precedente —> http://it.emcelettronica.com/sensore-mems-termico-lotta-all%E2%80%99aterosclerosi#comment-13135 c’è spiegato il meccanismo dell’insorgere di tale malattia (comunque ateriosclerosi e non arteriosclerosi)
scusa, sono le correzioni automatiche dei dispositivi mobili