Eletrodos cardíacos são sensores que captam a atividade na superfície de pele e fornecem informações sobre os batimentos do coração no exame conhecido como eletrocardiograma (ECG). A startup Scinntech (que está incubada no Cietec), o Instituto de Pesquisas Tecnológicas e a Divisão de Bioengenharia do Instituto do Coração (InCor) estão juntos em um projeto para criar uma solução vestível (manta) destinada à aquisição destes sinais biomédicos em ECGs.
A colaboração entre o Laboratório de Micromanufatura do IPT e o grupo do InCor teve início em 2016 com a ideia de desenvolver uma veste com cerca de 64 eletrodos; posteriormente, a Scinntech entrou no projeto e alterou o objetivo preliminar: partiu-se para a integração de uma manta vestível com captação de dados e Internet das Coisas (IoT), sob a premissa de uma tecnologia inovadora de sensores.
O escopo do projeto está concentrado no desenvolvimento dos sensores e na sua integração com a manta a ser vestida pelos pacientes, com base na tecnologia de eletrônica flexível.
Impressora serigráfica semiautomatizada de alta precisão será usada para o desenvolvimento dos protótipos…
“Estão em avaliação os materiais que poderão ser utilizados. Toda a infraestrutura para o desenvolvimento dos protótipos já está disponível no IPT: a ‘estrela’ é uma impressora serigráfica semiautomatizada de alta precisão – de uma forma simplificada, é como produzir uma camiseta por meio do processo de impressão. Para o projeto, isso será feito por meio da deposição de pastas (tintas) com propriedades elétricas”, explica Mario Ricardo Gongora Rubio, pesquisador do laboratório do IPT.
O paciente recebe em um exame habitual uma quantidade de eletrodos que o conectam, através de cabos, ao eletrocardiógrafo. Os dispositivos captam os sinais elétricos do coração, e estes são processados e registrados em gráficos. “A proposta do projeto é criar uma manta na qual estarão ‘impressos’ os eletrodos e as trilhas, incluindo uma eletrônica embarcada para fazer a transmissão dos sinais via Bluetooth a serem recuperados no computador”, afirma Houari Cobas, coordenador do projeto e CEO da Scinntech.
A duração do projeto será de nove meses. A Scinntech irá executar a produção dos eletrodos: eles devem ser flexíveis e, para isso, serão produzidos a partir de pastas poliméricas condutoras a serem depositadas sobre o substrato (no caso, a manta) por serigrafia.
“As pastas que serão usadas na máquina serigráfica são condutoras. Os sensores e as trilhas ‘impressos’ com elas não poderão se romper: ao esticar o tecido da manta em que os eletrodos e condutores serão colocados, eles precisam se manter intactos”, afirma Luciana Wasnievski da Silva de Luca Ramos, pesquisadora-associada da Scinntech. “É um requisito fundamental para manter a estabilidade da condução elétrica e o envio contínuo dos sinais durante a execução do eletrocardiograma”.
BENEFÍCIOS – Para conhecer os problemas enfrentados durante a execução de um exame de eletrocardiograma e as contribuições que os envolvidos esperam, Cobas entrevistou médicos, enfermeiros e técnicos: um dos principais problemas mencionados se refere aos cabos que conectam os eletrodos ao eletrocardiógrafo. Quando eles se movimentam, são conectados de modo errôneo ou se rompem, a qualidade do sinal é comprometida e, consequentemente, o próprio diagnóstico.
A conexão física entre o paciente e o aparelho chega até mesmo a dificultar a mobilidade – algumas pessoas chegam a permanecer no hospital por períodos mais longos, e uma solução sem fios traria mais conforto para uso.
“Uma das principais vantagens da solução vestível será a possibilidade de colocar um número maior de eletrodos. O InCor quer monitorar algumas doenças cardiovasculares que necessitam de um maior número de sensores para um diagnóstico mais preciso – com a menor quantidade de eletrodos nos exames feitos habitualmente hoje, dificulta-se o diagnóstico de algumas doenças cardiovasculares”, explica Cobas. Uma das opções disponíveis atualmente é o mapeamento de biopotenciais em alta densidade do torso, mas o alto custo dificulta a sua difusão.
O programa criado em 1997 visa apoiar o desenvolvimento de projetos de pesquisa inovadores em empresas com até 250 funcionários, centrados em problemas científicos e tecnológicos significativos, com alto potencial de retorno comercial ou social.
…e máquina de microusinagem a laser irá realizar os cortes e definir as áreas nos dispositivos a serem projetados.
Os projetos são realizados por pesquisadores que possuem vínculos formais com as pequenas empresas ou que estão associados a eles para a implantação do projeto.
As propostas de pesquisa submetidas ao PIPE devem ser organizadas em três fases: a primeira é a análise de viabilidade técnico-econômica e tem duração de nove meses; a segunda destina-se ao desenvolvimento da proposta de pesquisa propriamente dita, com duração de dois anos e valor máximo de financiamento de R$ 1 milhão. Os recursos para a terceira fase deverão ser obtidos pela empresa junto ao mercado ou outras agências de financiamento e empresas.
A Fapesp solicita aos contemplados na primeira fase uma prova de conceito – no caso do projeto em questão, questões como o funcionamento dos sensores, pastas a serem empregadas, qualidade da interface com o substrato, desempenho elétrico dos eletrodos e a forma como será feita a medição terão que ser respondidas.
“É preciso ainda montar na primeira fase um modelo de negócios para se candidatar à segunda etapa, inserindo os custos de processo e de equipamentos, e demonstrar a viabilidade de executar o projeto a um custo acessível no Brasil para receber a aprovação”, explica Ramos. “Ou seja, não bastará desenvolver tecnicamente sensores que funcionem, mas será preciso que eles sejam acessíveis ao mercado: os eletrodos usados atualmente custam pouco e vamos competir com valores muito baixos”.
Como as pastas hoje são importadas e deseja-se um resultado de baixo custo para que seja possível incluir a solução no Sistema Único de Saúde (SUS), um dos desafios na segunda fase está relacionado aos materiais: “Será necessário produzir a baixo custo para tornar viável a sua comercialização no SUS”, completa ela.
O pesquisador do IPT irá atuar como colaborador técnico do trabalho, o InCor com dois pesquisadores e a Scinntech com o coordenador do projeto, uma pesquisadora-associada e três bolsistas, das áreas de Engenharia Informática, TI e Automação e Controle. Para o Laboratório de Micromanufatura, a importância do projeto reside na capacitação relacionada às áreas de eletrônica e dos eletrodos flexíveis, além de contribuir com o desenvolvimento de startups de perfil deeptech e hardtech, o que está alinhado com a iniciativa IPT Open Experience; para o InCor, completa Idágene Cestari, diretora da Divisão de Bioengenharia do InCor, "a parceria estimula o ambiente de inovação da instituição".
