Dispositivos MEMS como sensores acústicos-mecánicos
Los sensores MEMS (sistemas microelectromecánicos) han sido probados en aplicaciones de monitorización en sanidad y atención médica. Los nuevos tipos de sensores MEMS se convierten en el foco de atención de los proyectos de investigación en todo el mundo, ante la necesidad de dispositivos más avanzados y compactos.
Los sensores MEMS típicos abarcan micrófonos, acelerómetros y giroscopios, así como dispositivos de medición de presión, gas, calor y flujo. Estos modelos ya han sido empleados en un gran número de productos de atención sanitaria, como audífonos, tensiómetros, glucómetros, monitores de frecuencia cardiaca y marcapasos.
Estos componentes complejos miniaturizados son cada vez más importantes. Son la única solución para realizar medidas precisas y fiables usando dispositivos ponibles de pequeño tamaño. Los MEMS también son idóneos en la identificación del contenido vibratorio de señales acústicas. Los sensores generan señales eléctricas de varias señales ambientales. En aplicaciones de acústica médica, la mayoría de los métodos relevantes usan el desplazamiento para detectar la velocidad, la aceleración, la longitud de onda y la intensidad acústica. Además, los MEMS se pueden emplear en aplicaciones químicas, térmicas, radiactivas o magnéticas.
Los sensores acústicos responden a ondas sonoras que se propagan a través del aire, un líquido o un sólido. En combinación con otros sensores, como inerciales, de RF, de fuerza, térmicos y químicos, un sistema de sensores MEMS crea un enfoque holístico para lograr una monitorización precisa.
Los sensores MEMS suelen tener buenas propiedades mecánicas y eléctricas, bajo consumo de energía, elevada sensibilidad, alta resolución, rendimiento estable y, lo más importante, son pequeños. La facilidad de integración con otros dispositivos es vital, especialmente para almacenar, procesar y transmitir datos.
Sensores acústicos-mecánicos en atención sanitaria
Los investigadores están desarrollando una red de sensado acústico-mecánico de banda ancha que se puede incorporar en módulos ponibles suaves y pequeños. Las pruebas han demostrado la precisión en “uso médico” de estos dispositivos y su resistencia a los artefactos de los sonidos ambientales.
El proceso de investigación abarca el seguimiento de los movimientos lentos dentro del cuerpo, la actividad digestiva, el flujo de aire respiratorio y el ritmo cardíaco. Los profesionales creen que la tecnología ayudará a mitigar la inestabilidad cardiorrespiratoria y gestionar la progresión de la enfermedad mediante la monitorización continua de señales fisiológicas tanto en parámetros clínicos como no clínicos.
Los dispositivos tienen pares de micrófonos digitales y acelerómetros de alto rendimiento encapsulados en un material de silicona blanda. Con unas dimensiones de 40 x 20 x 8 mm, la red de sensores también incorpora un disco de memoria flash, batería, capacidad Bluetooth y componentes adicionales.
El uso de dos micrófonos permite al sistema capturar y separar señales internas y externas. El ruido externo puede resultar útil a la hora de ofrecer información contextual sobre el entorno del paciente. Se espera que los dispositivos sean particularmente útiles en el seguimiento de fetos y bebés prematuros.
El futuro de la tecnología
Un consorcio europeo bajo la coordinación de Infineon Technology Austria, llamado Listen2Future, tiene el objetivo de aumentar el potencial de los transductores acústicos piezoeléctricos. La investigación incluye micrófonos MEMS y transductores de ultrasonidos piezoelécricos en miniatura basados en materiales flexibles ultradelgados.
Entre los proyectos se encuentran parches ponibles ultrasónicos para la detección precoz de problemas cardiacos. Se está trabajando en todo el ecosistema, cubriendo materiales, diseño, procesamiento de señales, ensamblaje y embalaje, así como software y algoritmos de inteligencia artificial (IA).
