Grande e sottile come un cerotto, ecco l’ecografo portatile per il cuore. I ricercatori dell’Università della California sono riusciti a miniaturizzare l’apparecchiatura che normalmente viene usata in ambulatorio. Grazie all’intelligenza artificiale diventa possibile “vedere” il muscolo cardiaco in qualunque situazione.
I bioingegneri dell’Università della California hanno realizzato un dispositivo estremamente innovativo, da indossare come un cerotto, delle dimensioni di un francobollo, che riesce a eseguire un’ecografia del cuore in modo continuativo nelle 24 ore, anche durante un’attività fisica intensa, e a trasmettere i dati a un sistema di intelligenza artificiale che li elabora costantemente, permettendo così di monitorare la funzionalità cardiaca.
Il “cerotto” fornisce una visione molto realistica della struttura del cuore: un tipo di informazione particolarmente utile, perché il muscolo cardiaco va incontro a continui rimodellamenti e, quando è in sofferenza, cambia forma.
Come sottolineano i ricercatori sulla rivista scientifica Nature, di solito la registrazione dell’ecocardiogramma richiede un ambulatorio dotato della giusta strumentazione, e personale formato: condizioni che, oltre a essere costose e a richiedere spostamenti del paziente, non sono ottimali per la registrazione, perché la funzionalità cardiaca si vede meglio quando il cuore lavora, cioè quando il corpo è in movimento. Per tale motivo, indossare un ecografo portatile è di per sé un passo in avanti verso diagnosi più accurate.
Ma c’è di più. Uno strumento di questo tipo potrebbe essere applicato agli anziani con patologie cardiache, che potrebbero così essere costantemente controllati da casa e ricevere una terapia personalizzata in base alle caratteristiche del loro cuore.
Le possibilità offerte da questo “cerotto” potrebbero essere molto utili anche agli sportivi, o a chiunque, per le motivazioni più varie, debba tenere sotto stretto monitoraggio il muscolo cardiaco. Il tutto in modo totalmente non invasivo, e senza la necessità di esami che comportano radiazioni, come la TAC.
Un’intelligenza artificiale che elabora dati e immagini ad alta definizione
Dal punto di vista tecnico, il nuovo dispositivo emette di continuo ultrasuoni, grazie ai quali elabora immagini ad alta definizione delle quattro camere del cuore (due atri e due ventricoli) da diverse angolazioni. Quindi, grazie all’intelligenza artificiale con cui è collegato in modalità wireless, elabora i dati in base a tre parametri: il volume sistolico (il volume di sangue, cioè, che il cuore pompa a ogni battito), la frazione di eiezione (la percentuale di sangue pompato dal ventricolo sinistro del cuore a ogni battito) e la gittata cardiaca (il volume di sangue che il cuore pompa ogni minuto).
Il sistema di intelligenza artificiale analizza separatamente e automaticamente la forma del ventricolo sinistro, il più importante per la funzionalità del cuore e, calcolando il suo volume fotogramma per fotogramma, genera onde che consentono, appunto, di misurare la gittata sistolica, la gittata cardiaca e la frazione di eiezione.
Monitoraggio anche di altri organi
I ricercatori, che collaborano con un’azienda californiana per produrre il cerotto in modo standardizzato e su scala industriale (se arriverà l’approvazione della Food and Drug Administration, l’ente che regola la sperimentazione e il commercio dei farmaci e degli strumenti biomedici negli Stati Uniti), stanno anche studiano versioni del micro-ecografo da applicare per monitorare altri organi, oltre al cuore.
