Atrofia muscolare, un nuovo sensore per il monitoraggio a distanza ispirato dalla Nasa

Ridurre la frequenza delle visite specialistiche e degli esami di controllo, risparmiando lo stress degli spostamenti e riducendo i costi sanitari, a beneficio di tutti, pazienti e sistema sanitario. È questa la promessa di un piccolo sensore pensato per misurare l'atrofia muscolare, una condizione che può essere associata all'invecchiamento o all'immobilità (si pensi in seguito a un incidente, per esempio), ma anche a diverse patologie neuromuscolari e neurodegenerative, prima fra tutte l'atrofia muscolare spinale (SMA). Il dispositivo, sviluppato da un gruppo di ricercatori della Ohio State University, è pensato per essere indossato in modo simile al bracciale che si usa per misurare la pressione del sangue. Messo alla prova, i risultati sono stati incoraggianti, anche se siamo ancora lontani dalla loro applicazione clinica. I dettagli sono stati pubblicati su IEEE Transactions on Biomedical Engineering.

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di Dario Rubino 22 Marzo 2023

Che cosa si intende per atrofia muscolare

In presenza di atrofia muscolare, il volume e il tono muscolare tendono a ridursi progressivamente, culminando, nei casi più gravi, nella paralisi. Un dispositivo che permetta ai pazienti di monitorare il proprio stato direttamente da casa costituirebbe una svolta sia dal punto di vista economico che di tempo risparmiato per recarsi alle visite o per effettuare gli esami di controllo. Non da ultimo, però, l'atrofia muscolare è anche uno degli effetti della permanenza nello spazio degli astronauti in condizioni di microgravità. È per questo che a finanziare la ricerca è stata anche la Nasa, interessata a comprendere come monitorare la salute degli astronauti in orbita.

Il sensore "stretchabile"

La principale difficoltà per sviluppare un dispositivo che possa essere indossato, riferiscono gli autori dello studio, è quella di renderlo "stretchabile", cioè capace di seguire le variazioni di volume dell'arto e quindi del muscolo che vogliamo monitorare. Il sensore comprende infatti parti elettroniche che non sono di per sé allungabili o accorciabili, come i fili che conducono il segnale (e-threads) e che permettono di effettuare le misurazioni. Dopo vari tentativi, questa proprietà è stata ottenuta seguendo uno schema a "zig-zag" per l'applicazione degli e-threads al tessuto che costituisce il dispositivo. Questo gli permette di allungarsi e flettersi e quindi anche di adattarsi a diverse parti del corpo o a diverse parti dello stesso arto.
I ricercatori, si legge nel loro studio, hanno validato il loro dispositivo su un modello di polpaccio di medie dimensioni: i risultati mostrano che il sistema di sensori al suo interno è in grado di misurare una perdita di volume muscolare fino a circa il 50%, con una risoluzione tra l'altro piuttosto elevata, che permette di rilevare e monitorare variazioni anche relativamente piccole. "Idealmente - spiega Allyanna Rice, che ha guidato lo studio ed è ricercatrice presso la Ohio State University - il sensore da noi proposto potrebbe essere utilizzato dagli operatori sanitari per implementare in modo più personale i piani di trattamento per i pazienti e per ridurre gli oneri per i pazienti stessi".

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Prospettive future

I lavori, dicevamo, sono ancora in corso e servirà ancora del tempo per rendere il dispositivo effettivamente utilizzabile come strumento diagnostico o di monitoraggio. I ricercatori comunque pensano già ai nuovi aspetti tecnologici da implementare: primo fra tutti, connettere il dispositivo a una app mobile, magari che sia in grado di inviare i parametri di monitoraggio direttamente allo specialista col quale il paziente è in cura. Magari anche dallo spazio.