«Che ogni americano indossi un dispositivo wearable entro quattro anni», ha detto recentemente il Segretario alla Sanità americano Robert F. Kennedy Jr. annunciando il lancio di una delle più grandi campagne pubblicitarie della sua storia per promuovere l’uso di dispositivi sanitari indossabili per monitorare lo stato di salute in relazione allo stile di vita.

Wearable il cui impiego va già ben oltre la misurazione della glicemia nel sangue e della frequenza cardiaca. I dispositivi indossabili vengono progettati per intervenire più tempestivamente su certe condizioni, personalizzare le terapie, migliorare la qualità della vita dei pazienti, aiutare la sostenibilità dei sistemi sanitari, in difficoltà per mancanza di risorse e/o personale specializzato. Come raccontano queste ultime tecnologie innovative.

Arriva un cerotto intelligente e il “naso” della pelle per guarire dalle ferite croniche e prevenire infezioni

Velocizzare la guarigione i milioni di pazienti nel mondo che hanno ferite croniche, ed evitare le complicanze dovute a infezioni, prevedendole prima che il paziente se ne accorga, è l’obiettivo di un piccolo cerotto intelligente che assorbe i liquidi delle ferite, e di un “naso” che registra i gas emessi dalla pelle.

Il primo si chiama iCares, sviluppato da Ora Gao e colleghi del California Institute of Technology (Caltech) e della Keck School of Medicine della University College California. Ha una membrana speciale che attira il liquido prodotto dalla ferita, e lo immagazzina tramite canali ispirati alle spine dei cactus, per poi analizzarlo e ricavare parametri come i livelli di ossigeno, importante per la guarigione, la presenza di perossido di idrogeno, che indica infiammazione, e di ossido nitrico (legato alla circolazione sanguigna), il pH e la temperatura.

Su animali diabetici con ferite croniche il dispositivo ICares è riuscito a rilevare infezioni 24 ore prima che diventassero visibili, ha monitorato le ferite continuamente per 12 ore senza problemi.

Sull’uomo (lo studio clinico ha coinvolto 20 pazienti con ferite croniche alle gambe causate da diabete o problemi venosi), il dispositivo ha classificato correttamente il tipo di ferita nell’88% dei casi, e ha previsto i tempi di guarigione con un’accuratezza del 94%, lasciando i pazienti liberi di svolgere le loro attività normali senza doversi recare in ospedale per controlli. I ricercatori californiani stanno già lavorando per migliorarlo ulteriormente, per renderlo in grado non solo di monitorare le ferite, ma anche di fornire trattamenti automatici, come il rilascio di farmaci o l’erogazione di ossigeno quando necessario.

Con obiettivi simili ma un approccio diverso i ricercatori della Northwestern University hanno sviluppato il primo monitor indossabile per la salute della pelle capace di misurare i gas emessi e assorbiti dalla pelle. Analizzando questi gas, il dispositivo può monitorare ferite, rilevare infezioni, controllare i livelli di idratazione, quantificare l’esposizione a sostanze chimiche ambientali dannose, e più in generale, monitorare lo stato di salute della pelle.

Il cuore della tecnologia è una serie di sensori che misurano con precisione variazioni di temperatura, vapore acqueo, anidride carbonica (CO₂) e composti organici volatili. Questi gas vengono raccolti in una piccola camera che resta sospesa a pochi millimetri dalla pelle, senza mai toccarla. I dati raccolti vengono inviati in tempo reale a uno smartphone o tablet tramite Bluetooth, permettendo un monitoraggio continuo e a distanza. Gli sviluppatori hanno pensato il dispositivo anche per valutare l’efficacia di repellenti contro gli insetti, creme idratanti e farmaci applicati localmente, oltre a studiare la sicurezza di cosmetici e prodotti per la cura personale.

Il team di ricerca intende perfezionare ulteriormente il dispositivo, aggiungendo sensori per il pH e aumentando la selettività chimica, con l’obiettivo di rilevare precocemente disfunzioni d’organo e altre patologie.

Un programma di esercizio personalizzato con Fitbit per eliminare la neuropatia periferica indotta da chemioterapia

Un team di ricercatori del Princess Margaret Cancer Centre e di altre istituzioni canadesi ha sviluppato un programma che utilizza un dispositivo indossabile per la neuropatia periferica indotta da chemioterapia, un effetto collaterale che colpisce 2 pazienti su 3 che ricevono la chemioterapia neurotossica, e che può persistere per mesi o anche per anni dopo il trattamento. L’esercizio fisico supportato può aiutare a lenire i disturbi, a quanto riportano studi recenti, ma ancora la pratica non è consolidata né diffusa tra i pazienti.

Il programma di riabilitazione personalizzabile, supervisionato da uno specialista, è costituito dalla tecnologia indossabile, chiamata Fitbit, e una app per smartphone. L’obiettivo con l’esercizio guidato è di ridurre i sintomi della neuropatia (dolore, intorpidimento, formicolio), migliorare l’equilibrio e la stabilità e aumentare la forza muscolare e la funzione fisica. La tecnologia è pronta per essere testata su 40 pazienti in uno studio di fase I condotto al Princess Margaret Cancer Centre. Per 10 settimane I pazienti svolgeranno gli esercizi assistiti, monitorati settimanalmente dai medici.

Una stella marina elettronica sul petto per la salute del cuore

È ispirato alla forma a cinque braccia della stella marina, il dispositivo progettato dall’Università del Missouri-Columbia per monitorare in tempo reale la salute del cuore in modo più preciso rispetto ai tradizionali wearable.

Ispirandosi al modo in cui la stella marina si capovolge contraendo un braccio e coordinando gli altri, il dispositivo ha cinque “braccia” dotate di sensori che toccano la pelle attorno al cuore, garantendo una maggiore stabilità rispetto a dispositivi. Questa configurazione permette di raccogliere dati più chiari e accurati, anche durante il movimento.

Il dispositivo si collega a una app per smartphone che fornisce informazioni sulla salute cardiaca e aiuta a rilevare potenziali problemi; secondo lo studio pubblicato su Science Advances, grazie al suo sistema di IA addestrato su dati di persone sane e con malattie cardiache, il dispositivo ha filtrato i disturbi causati dal movimento e analizzato i segnali cardiaci per identificare eventuali anomalie con una precisione superiore al 90%.

Gli americani possono combattere l’insonnia senza l’uso di farmaci

Tra le nuove tecnologie e terapie per combattere l’insonnia si stanno affacciando i dispositivi indossabili, che possono monitorare e modulare il sonno tramite sensori e stimoli mirati, rappresentando un complemento importante alle terapie. Come quella sviluppata da Elemind Technologies, uno spin-off del MIT, da pochissimo in commercio: indossata la fascia EEG (elettroencefalogramma) da indossare sulla testa, il dispositivo emette stimoli sonori sincronizzati in tempo reale con le onde cerebrali dell’utente, grazie a un algoritmo proprietario.

Così si favorisce l’addormentamento più rapido, “spostando” il cervello in uno stato di sonno attraverso la modulazione delle oscillazioni cerebrali. E quando il dispositivo rileva che la persona si è addormentata, il suono viene gradualmente ridotto e poi spento. In uno studio su adulti con insonnia da difficoltà di addormentamento, 30 minuti di stimolazione con il dispositivo hanno ridotto il tempo per addormentarsi di 10-15 minuti rispetto al solito.

Smartwatch per la prevenzione delle pandemie

Recenti ricerche condotte dall’Università Texas A&M, in collaborazione con Stanford, hanno dimostrato che gli smartwatch, grazie ai loro sensori che monitorano parametri come il battito cardiaco, i livelli di ossigeno nel sangue, la qualità del sonno e l’attività fisica, possono rilevare infezioni come COVID-19 e influenza già poche ore dopo il contagio, anche prima che compaiano i sintomi evidenti. Secondo i ricercatori che l’hanno sviluppato e testato, l’uso diffuso degli smartwatch potrebbe ridurre il rischio di trasmissione pandemica di quasi il 50%, grazie all’allerta precoce che spingerebbe gli individui a isolarsi e a sottoporsi a test diagnostici tempestivi.

Come spiega il dottor Martial Ndeffo-Mbah, uno degli autori dello studio pubblicato recentemente su Pnas Nexus, «il corpo umano manifesta cambiamenti fisiologici precoci, come variazioni di temperatura o alterazioni nel ritmo del sonno, che spesso sfuggono all’attenzione personale ma sono rilevabili dai sensori degli smartwatch. Intervenendo in questa fase presintomatica, si potrebbe limitare significativamente la diffusione del virus, poiché molte infezioni, come il COVID-19, vengono trasmesse proprio prima che compaiano i sintomi».

Oltre al COVID-19 e all’influenza, questa tecnologia ha il potenziale di essere applicata anche ad altre malattie infettive, come il virus respiratorio sinciziale.