Giovanni Traverso, MIT-Monitoring-Sleep

El diagnóstico de trastornos del sueño, como la apnea del sueño, generalmente requiere que el paciente pase la noche en un laboratorio del sueño, conectado a una variedad de sensores y monitores. Investigadores del MIT, Celero Systems y la Universidad de West Virginia esperan hacer que ese proceso sea menos intrusivo, utilizando una cápsula ingerible que desarrollaron y que puede monitorear los signos vitales desde el tracto gastrointestinal del paciente.

Además de diagnosticar la apnea del sueño, el dispositivo también podría ser útil para detectar sobredosis de opioides en personas con alto riesgo, afirman los investigadores.

“Es una intervención interesante para ayudar a las personas a ser diagnosticadas y luego recibir el tratamiento adecuado si sufren de apnea obstructiva del sueño”, dice Giovanni Traverso, profesor asociado de ingeniería mecánica en el MIT y gastroenterólogo en el Brigham and Women’s Hospital. “El dispositivo también tiene el potencial de detectar tempranamente cambios en el estado respiratorio, ya sea como resultado de opiáceos u otras afecciones que podrían controlarse, como el asma o la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC)”.

En un estudio con 10 voluntarios humanos, los investigadores demostraron que la cápsula se puede utilizar para controlar los signos vitales y detectar episodios de apnea del sueño, que ocurren cuando el paciente deja y comienza a respirar repetidamente durante el sueño. Los pacientes no mostraron ningún efecto adverso por la cápsula, que pasó sin causar daño a través del tracto digestivo.

Traverso es uno de los autores principales del estudio, junto con Robert Langer, profesor del Instituto MIT y miembro del Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT; Victor Finomore, director del Centro de Investigación de Desempeño Humano y Neurociencia Aplicada de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia Occidental; y Ali Rezai, director del Instituto de Neurociencia Rockefeller de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia Occidental. El artículo aparece hoy en la revista Device .

Dispositivo electrónico ingerible detecta depresión respiratoria en pacientes, un nuevo paso en favor de la medicina a distancia. tan necesaria en el mundo rural.

Mediciones de signos vitales

Durante la última década, Traverso y Langer han desarrollado una gama de sensores ingeribles que podrían usarse para monitorear los signos vitales y diagnosticar trastornos del tracto gastrointestinal, como la desaceleración gastrointestinal y las enfermedades inflamatorias del intestino .

Este nuevo estudio se centró en medir los signos vitales, utilizando una cápsula desarrollada por Celero Systems que incluye un acelerómetro que detecta ligeros movimientos generados por los latidos del corazón y la expansión de los pulmones. La cápsula también contiene dos baterías pequeñas y una antena inalámbrica que transmite datos a un dispositivo externo como una computadora portátil.

En pruebas en un modelo animal, los investigadores descubrieron que esta cápsula podía medir con precisión la frecuencia respiratoria y cardíaca. En un experimento, demostraron que el sensor podía detectar la depresión de la frecuencia respiratoria resultante de una gran dosis de fentanilo, un fármaco opioide.

Sobre la base de esos resultados, los investigadores decidieron seguir probando la cápsula en un ensayo clínico en el Instituto de Neurociencia Rockefeller de la Universidad de West Virginia . Diez pacientes que se inscribieron en el estudio fueron monitoreados usando la cápsula ingerible, y estos pacientes también fueron conectados a los sensores que normalmente se usan para monitorear el sueño, para que los investigadores pudieran comparar las mediciones de ambos tipos de sensores.

Los investigadores descubrieron que su sensor ingerible podía medir con precisión tanto la frecuencia respiratoria como la frecuencia cardíaca, y también detectó un episodio de apnea del sueño que experimentó uno de los pacientes.

“Lo que pudimos demostrar es que usando la cápsula, podíamos capturar datos que coincidían con los que capturarían los sensores transdérmicos tradicionales”, dice Traverso. “También observamos que la cápsula podía detectar la apnea, y eso se confirmó con los sistemas de monitoreo estándar disponibles en el laboratorio del sueño”.

En este estudio, los investigadores monitorearon las señales emitidas por la cápsula mientras estaba en el estómago, pero en un estudio anterior demostraron que los signos vitales también se pueden medir desde otras partes del tracto gastrointestinal.

“El estómago generalmente ofrece algunas de las mejores señales, principalmente porque está cerca del corazón y los pulmones, pero sabemos que también podemos sentirlas en otros lugares”, dice Traverso.

Ninguno de los pacientes informó ninguna molestia o daño por la cápsula. Las imágenes radiológicas realizadas 14 días después de la ingestión de las cápsulas revelaron que todas habían atravesado el cuerpo de los pacientes. Trabajos anteriores del equipo de investigación han demostrado que objetos de tamaño similar suelen moverse a través del tracto digestivo en poco más de un día.

Vigilancia estrecha

Los investigadores prevén que este tipo de sensor podría utilizarse para diagnosticar la apnea del sueño de una forma menos intrusiva que los sensores cutáneos que se utilizan actualmente. También podría usarse para monitorear a los pacientes cuando comienzan el tratamiento para la apnea, para asegurarse de que los tratamientos sean efectivos.

Celero Systems , una empresa fundada por Traverso, Langer, Jeremy Ruskin, profesor de medicina en la Facultad de Medicina de Harvard, y Benjamin Pless, ahora director ejecutivo de la empresa, está trabajando ahora en sensores que podrían usarse para detectar la apnea del sueño o la sobredosis de opioides.

“Sabemos que las personas que han tenido una sobredosis tienen un mayor riesgo de recurrencia, por lo que esas personas podrían ser monitoreadas más de cerca para que, en caso de otra sobredosis, alguien pudiera ayudarlas”, dice Traverso.

En trabajos futuros, los investigadores esperan incorporar un agente reverso de sobredosis como nalmefeno en el dispositivo, de modo que la liberación del fármaco se active cuando la frecuencia respiratoria de la persona disminuya o se detenga. También están trabajando en estrategias para alargar el tiempo que las cápsulas podrían permanecer en el estómago.

La investigación fue financiada por la Cátedra de Carrera Karl van Tassel, el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y Celero Systems.

Los autores del artículo también incluyen a Pless, James Mahoney, Justin Kupec, Robert Stansbury, Daniel Bacher, Shannon Schuetz y Alison Hayward.

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