WoW: Adesivos eletrónicos na epiderme humana que recolhem dados fisiológicos e comportamentais

Adesivos eletrónicos na pele que aderem à epiderme humana e recolhem dados fisiológicos e comportamentais como um meio de transformar a saúde digital através da monitorização sem fio do paciente. O projeto é um exemplo de uma colaboração verdadeiramente interdisciplinar com claros impactos econômicos e sociais.

Enquadramento

Adesivos eletrónicos na epiderme humana (e-skin patches), que recolhem dados fisiológicos e comportamentais serão potencialmente transformadores em saúde digital graças à monitorização sem fios do paciente. Tais adesivos podem ser usados para identificar respostas fisiológicas e emocionais através da aquisição e classificação de diversos dados multimodais, incluindo atividade cardíaca, muscular e cerebral (ECG, EMG e EEG respetivamente), frequência respiratória, temperatura corporal, contrações durante a gravidez, resposta de impulso, níveis de oxigénio no sangue, análise de suor, movimento corporal e estado emocional através da resposta galvânica da pele (RGP). Quando uma série diversificada de dados é introduzida num algoritmo de classificação, existe uma forte possibilidade de se descobrir novos biomarcadores digitais, i.e., encontrar correlações entre os dados fisiológicos e condições específicas de saúde.

Nos últimos 5 anos, o laboratório de Tavakoli no Instituto de Systemas e Robótica (ISR) da Universidade de Coimbra tem colaborado intensamente com o laboratório de Majidi na Carnegie Mellon University (CMU) em métodos para a fabricação escalável de e-skins elásticos e “tatuagens eletrónicas” no âmbito de uma iniciativa anterior da CMU-Portugal: o projeto STRETCHTRONICS. Desta colaboração resultaram vários avanços de investigação, incluindo descobertas importantes na área, tais como a impressão direta de tatuagens eletrónicas, e que levaram a numerosas publicações em revistas científicas de alto impacto (por ex., Advanced Materials, Fator de Impacto: 21.95), uma patente conjunta PCT e a criação de duas empresas startups em Portugal e nos EUA. Com o amplo estabelecimento da arquitetura de materiais e dos métodos de fabricação, estão prontos para avançar para o próximo passo: a aplicação da tecnologia para cuidados de saúde, com o objetivo de monitorizar o paciente, garantindo o seu conforto, e dando um passo importante no sentido de o libertar da cama hospitalar, onde é tipicamente monitorizado e, por conseguinte, libertá-lo do próprio hospital, promovendo a hospitalização domiciliária.

O Projeto

O projeto WoW propõe uma nova arquitetura centrada numa série de adesivos de biomonitorização para pacientes, incluindo adesivos sem fio, simples e impressos a baixo custo (0.5 a 20€, dependendo da aplicação). Nesta arquitetura, as camas hospitalares dos pacientes terão um papel central. Estas serão equipadas com uma unidade inteligente IoT (“Internet das Coisas”), que fará parte de uma infraestrutura de informação e comunicação, interligando vários adesivos de biomonitorização a um Sistema de Informação Hospitalar (SIH) na outra extremidade.

A ligação entre o adesivo e a cama não se limita apenas à aquisição e transmissão de dados, mas também permitirá a transferência e captação de energia sem fio de campo próximo ou campo distante através de bobines e antenas impressas nos adesivos. Estudos iniciais já foram realizados para aferir a viabilidade da arquitetura proposta. Adicionalmente, cada cama representará um nó de IoT que comunicará com o Globalcare, um software proprietário desenvolvido pela empresa líder do projeto - a Glintt. O Globalcare abrange praticamente todas as atividades hospitalares e as necessidades das equipas de saúde, integrando-se e comunicando com diversos outros sistemas hospitalares.

A empresa líder do projeto, Glintt, é uma das principais fornecedoras de sistemas de informação hospitalar no país e está presente em cerca de 80% de todos os hospitais em Portugal, bem como em Espanha, Angola e Brasil, através de empresas subsidiárias. Como utilizador final, o projeto WoW integra o Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra (CHUC), o maior hospital do país com um reconhecido historial de I&D e inovação.

O projeto WoW irá dar seguimento à colaboração com o Laboratório de Materiais Flexíveis (Majidi) da CMU, um dos 5 principais laboratórios do mundo nesta área. O ISR conduzirá as atividades de TIC em 3 laboratórios: Laboratório de Microeletrónica Flexível e Impressa (Tavakoli) com histórico em eletrónica impressa e saúde digital, assim como o Laboratório de Energia (Almeida & Alberto) e o grupo de IA & IoT (Portugal & Peixoto). Na UC, contam com o grupo de polímeros (Coelho & Serra) para síntese e caracterização de polímeros, um grupo que também conta com uma colaboração muito próxima com o grupo de Matyjaszewski na CMU. O projeto envolve experiência em eletrónica expansível, saúde digital, sistemas distribuídos, IoT, AI, engenharia de software, armazenamento e captação de energia, sistemas embebidos, ciência de materiais e polímeros, e saúde, sendo um exemplo de um projeto verdadeiramente interdisciplinar e com claros impactos económicos e sociais.

O Apoio do COMPETE 2020

O projeto conta com o apoio do COMPETE 2020 no âmbito do Sistemas de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico em Copromoção, Parcerias Internacionais, envolvendo um investimento elegível de 1,1 milhões de euros o que resultou num incentivo FEDER de cerca de 743 mil euros.

Links

Instituto de Systemas e Robótica:

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Universidade de Coimbra:

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Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra:

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