Un dispositivo indossabile a ultrasuoni delle dimensioni di un francobollo consente di monitorare funzionalità e struttura del cuore con lo stesso livello di accuratezza di una Tac o di una Pet. L’innovativo strumento diagnostico può essere posizionato come un cerotto sul cuore e restare in funzione per 24 ore fornendo in tempo reale dati fondamentali per la valutazione dell’attività cardiaca. Messo a punto dagli ingegneri della University of California San Diego, il dispositivo è stato descritto su Nature. 

Il suo punto di forza è la capacità di misurare con estrema precisione quanto sangue viene pompato dal cuore, in condizioni di riposo o sotto sforzo. Le immagini in alta definizione delle quattro camere del cuore sono catturate, grazie alla tecnologia a ultrasuoni, da differenti angolature e inviate in diretta a un dispositivo che ne consente la lettura. 

«Fornendo a pazienti e medici dettagli più approfonditi, il monitoraggio continuo e in tempo reale delle immagini cardiache potrà cambiare radicalmente il paradigma delle diagnosi cardiovascolari. L'imaging cardiaco rivelerà la verità della storia, nel caso in cui una normale contrazione delle camere cardiache porti alla fluttuazione dei volumi, o nel caso in cui si verifichi un problema morfologico cardiaco. Il monitoraggio delle immagini in tempo reale sul cuore racconta l'intera immagine con dettagli vividi», afferma Sheng Xu, a capo del progetto. 

Il nuovo sistema raccoglie informazioni attraverso un cerotto indossabile inviando e ricevendo onde ultrasonore e permette di ottenere un imaging del cuore sotto sforzo, cosa che non è possibile con l'attrezzatura rigida e ingombrante normalmente utilizzata in ambito clinico.

La corretta funzionalità del cuore viene valutata in base a tre parametri: il volume sistolico (il volume di sangue che il cuore pompa ad ogni battito), la frazione di eiezione (la percentuale di sangue pompato dal ventricolo sinistro del cuore ad ogni battito) e la gittata cardiaca (il volume di sangue pompato dal cuore ogni minuto). 

I ricercatori hanno sviluppato un sistema di intelligenza artificiale che  segmenta automaticamente la forma del ventricolo sinistro a partire dalla registrazione continua dell'immagine, estraendone il volume fotogramma per fotogramma e producendo onde di ultrasuoni per misurare la gittata sistolica, la gittata cardiaca e la frazione di eiezione. «Usiamo questo modello di apprendimento automatico per calcolare il volume cardiaco in base alla forma e all'area della segmentazione del ventricolo sinistro. Il modello di deep learning della segmentazione dell'imaging viene usato per la prima volta nei dispositivi a ultrasuoni indossabili. E consente al dispositivo di fornire forme d'onda accurate e continue di parametri cardiaci chiave in diversi stati fisici, statico, durante e dopo l’esercizio», spiegano gli scienziati. 

Questa tecnologia consente quindi di monitorare in tempo reale i tre indici chiave per la valutazione della salute del cuore.