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Il sensore “Earable” stampato in 3D: un nuovo dispositivo portatile per la misura della temperatura corporea

Scritto da Giampiero Marino

La crescente richiesta di benessere fisico legata in particolare ad un fabbisogno sempre più ampio di tutto ciò che si ascrive al concetto di salute, ha fatto in modo che, negli ultimi anni, la comunità scientifica si dedicasse alla ricerca e allo sviluppo di quelle tecnologie, definite intelligenti, che spaziano dagli avanzati contapassi fino ai monitor di frequenza cardiaca.

Secondo quanto, recentemente, riportato sulla rivista ACS Sensors, gli ingegneri della University of California Berkeley sono stati in grado di sviluppare un sensore che può essere indossato all’orecchio per monitorare continuamente la temperatura corporea per esigenze fisiche e mediche. Il dispositivo in esame, stampato in 3D, è soprannominato “Earable“.  L’Earable è difatti il primo dispositivo intelligente portatile utilizzato per monitorare la temperatura corporea in tempo reale ed in modo non invasivo.

Credit: American Chemical Society

La temperatura corporea principale è un indicatore di base di problemi di salute come febbre, insonnia, stanchezza, funzionalità metabolica e depressione. La misurazione continua è fondamentale per i neonati, gli anziani e quelli con condizioni gravi.

afferma il professore di Ingegneria Elettrica e Informatica, Ali Javey, dell’Università della California.

Gli attuali sensori portatili disponibili sotto forma di braccialetti controllano la temperatura cutanea, che però può cambiare a seconda delle condizioni ambientali circostanti e di solito è diversa dalla temperatura corporea. Attualmente, invece, la temperatura corporea può essere misurata usando le modalità invasive di lettura orali e/o rettali. I dispositivi “Earable” si pongono l’obiettivo di superare tale limite cercando di misurare la temperatura corporea in modo non invasivo, attraverso l’utilizzo dell’energia infrarossa emessa dal timpano.

La struttura di un dispositivo Earable

Per permettere l’adattamento personalizzato all’orecchio di un individuo, i ricercatori, hanno realizzato il sensore, sfruttando una stampante 3D, attraverso l’utilizzo di materiali elastici. Nello specifico, il primo passaggio è stato quello di stampare una base girevole a forma di disco formata da un polimero elastico. Questa base è stata pensata e realizzata con piccoli “canali”, all’interno dei quali i ricercatori hanno inserito del “metallo liquido” per effettuare interconnessioni elettriche in sostituzione dei cablaggi metallici. Dopo la stampa, nel dispositivo sono stati inseriti una serie di componenti indipendenti ed adeguatamente collegati, sotto forma di moduli per permettere l’implementazione delle funzionalità desiderate. In particolare il dispositivo è stato dotato di un sensore a infrarossi con microprocessori per permettere l’effettiva misurazione della temperatura corporea e di un modulo Bluetooth per trasmettere i dati a uno schermo separato utilizzato per la visualizzazione dei dati raccolti.

Credit: ACS Sensors

Inoltre, secondo quanto affermato da Javwy, il dispositivo può essere anche utilizzato in combinazione con apparecchi uditivi. Difatti, gli ingegneri hanno dotato il sensore Earable anche di un ausilio per la conduzione ossea composto da un microfono per raccogliere il suono, di un attuatore per convertire il suono in vibrazioni e di un potenziometro per controllare il volume.

La sperimentazione e gli sviluppi futuri

Nella fase di sperimentazione, l’auricolare ha misurato accuratamente la temperatura corporea di alcuni volontari che lo hanno indossato in ambienti riscaldati e/o raffreddati a varie temperature ed anche durante l’esercizio su bicicletta stazionaria. I risultati sono sembrati subito positivi. Infatti, è stato mostrato che, a differenza dei tradizionali sensori di temperatura della pelle, il dispositivo Earable non è influenzato dalle diverse condizioni esterne. Secondo quanto dichiarato dal team del professor Javwy la dimensione del Earable è stata limitata dalla risoluzione della loro stampante e dalla dimensione dei componenti che erano in grado di ottenere. Questo sta a significare che in futuro potremmo sicuramente vedere dei miglioramenti del dispositivo e la riduzione della dimensione.

I ricercatori, infine, starebbero pensando di aumentare la funzionalità del dispositivo integrando sensori per misurare l’EEG, la frequenza cardiaca e il livello di ossigeno nel sangue in modo da rendere il sensore in grado di effettuare ulteriori controlli sullo stato fisico generale di chi lo indossa.

In conclusione, si può ipotizzare che, aumentando le funzionalità del dispositivo Earable, in maniera sempre più efficace ed efficiente si potrà tenere sotto controllo una serie di parametri fisiologici in modalità real-time e soprattutto, date le ridotte dimensioni e la facilità di utilizzo, agevolare la condizione sociale del “paziente”.

Riferimenti e approfondimenti
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Informazioni autore

Giampiero Marino

Ingegnere Biomedico, iscritto all’albo di Ingegneri di Napoli nel settore Industriale, coltivo da sempre interesse per l’innovazione tecnologica e del modo in cui essa si possa essere utilizzata al servizio comunità al fine di renderne i processi quotidiani più snelli ed ottimizzati.

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