Pesquisadores desenvolveram um sensor leve e reutilizável que se encaixa em uma máscara para monitorar o funcionamento. O dispositivo, chamado FaceBit, detecta vazamentos e registra o tempo de uso enquanto mede continuamente a frequência cardíaca e respiratória do usuário. Seus desenvolvedores esperam que ajude na pesquisa e ajude os profissionais de saúde e outros que usam coberturas faciais ao longo do dia para combater a transmissão de doenças como o COVID.
Toda vez que os usuários da máscara tossem, coçam ou fazem certas expressões faciais, a cobertura do rosto muda – e um trabalhador ocupado pode não ter tempo para verificar novamente o ajuste da máscara toda vez que um desses movimentos ocorre. Isso pode causar ansiedade, diz o co-desenvolvedor do FaceBit, Josiah Hester, engenheiro de computação da Escola de Engenharia McCormick da Northwestern University. Em meio à pandemia de COVID, seus colegas que trabalham em ambientes clínicos têm comunicado suas preocupações a ele, dizendo: “Ajude-me a entender as coisas e me dê algo que possa me observar porque Eu não tenho tempo para cuidar de mim enquanto estou cumprindo meus deveres clínicos, cuidando desse influxo de pacientes com COVID.’ E foi aí que tudo começou”, explica Hester. Ele decidiu desenvolver um dispositivo que pudesse não apenas alertar os usuários quando a máscara vazasse, mas também registrar seus sinais vitais ao longo do dia, dando aos usuários uma ferramenta para avaliar (e talvez reduzir) seus próprios níveis de estresse.
Em vez de desenvolver uma “máscara inteligente” inteira, que pode ser impraticável de reutilizar, a equipe de Hester criou um dispositivo eletrônico, um pouco maior que um quarto, que se prende a uma cobertura facial com um clipe magnético e contém vários sensores. Um sensor de pressão detecta vazamentos, indicando quão bem a máscara está se encaixando. As mudanças de pressão também permitem que o FaceBit determine quando a máscara está sobre o rosto de alguém, para que ele possa registrar o tempo de uso e entrar no modo “sleep” quando ocioso. Além disso, o FaceBit monitora a frequência cardíaca com um acelerômetro sensível que registra movimentos minúsculos da pele facial causados por cada pulsação. Ele também mede a taxa de respiração com um sensor de temperatura. Uma conexão Bluetooth transmite esses dados para um aplicativo de telefone complementar. O dispositivo é alimentado por uma bateria, que é carregada suplementarmente com a energia coletada dos movimentos da máscara à medida que o usuário se move e respira. Isso permite que ele funcione por pelo menos 11 dias de cada vez.
Os desenvolvedores descreva o FaceBit em um artigo publicado no final do mês passado em Anais do ACM sobre tecnologias interativas, móveis, vestíveis e ubíquas. Eles afirmam que o dispositivo pode transformar uma variedade de tipos de máscaras (incluindo respiradores N95, bem como máscaras cirúrgicas e coberturas de pano) em máscaras inteligentes. A equipe reconhece, no entanto, que o recurso de detecção de ajuste só funciona corretamente com coberturas que ficam rentes ao rosto, como N95s. Embora máscaras cirúrgicas e coberturas de pano possam ser usadas com o recurso de monitoramento de tempo de uso do FaceBit e seu rastreamento de respiração e frequência cardíaca, essas coberturas permitem muito ar externo nas bordas para que o aspecto de detecção de ajuste do dispositivo funcione.
Mas um monitor de ajuste pode ser muito útil para profissionais de saúde que usam respirador o dia todo durante a pandemia atual, diz Lisa Brosseau, consultora de pesquisa do Centro de Pesquisa e Política de Doenças Infecciosas da Universidade de Minnesota, que não esteve envolvida no projeto FaceBit. . “Todos nós gostaríamos de ter isso para todos os respiradores – não apenas nos cuidados de saúde – que informassem continuamente se você está conseguindo um bom ajuste ou que o avisasse se não estivesse”, diz ela. Mas Brosseau não está convencido de que o FaceBit possa medir o ajuste de forma consistente. “Tem alguma promessa, talvez, dessa perspectiva, mas eles não testaram ou validaram de uma maneira que eu aceitaria”, acrescenta ela.
Brosseau diz que ficaria mais animada se a equipe do FaceBit comparasse diretamente seu método de detecção de vazamento com sensor de pressão com os testes padrão-ouro para medir o ajuste do respirador. “Temos alguns métodos muito bem estabelecidos e testados – quantitativos e qualitativos – que avaliam a adaptação das pessoas quando atribuímos um respirador a elas”, diz ela. Um teste quantitativo pode medir a concentração de partículas no interior da máscara e compará-la com a concentração no ar ambiente. Um teste qualitativo pulverizaria o ar externo com um aerossol de cheiro característico, como óleo de banana ou uma substância de sabor fortemente amargo ou doce, e veria se o usuário podia sentir o cheiro ou o gosto através do respirador.
É claro que tais testes exigem recursos e tempo que muitas pessoas fora do espaço de saúde não possuem. Um monitor, mesmo que verificasse o ajuste apenas uma vez por dia, poderia complementar os testes padrão-ouro, sugere Adam Finkel, cientista de saúde ambiental da Escola de Saúde Pública da Universidade de Michigan, que não esteve envolvido no projeto FaceBit. “Você teve um bom ajuste ontem, mas algo está diferente hoje”, ele oferece como exemplo. “E você mexe com [your respirator] por alguns minutos, e você tenta novamente.” Mas, como Brosseau, Finkel acha que a equipe do FaceBit precisaria comparar seu método de detecção de pressão para avaliar o ajuste com os testes existentes.
Hester planeja continuar testando e melhorando o projeto. “Será um hardware online de código aberto”, diz ele. Sua equipe reunirá alguns FaceBits “e os distribuirá e permitirá que as pessoas os usem, experimentem e brinquem com eles”. Outros pesquisadores também poderão ajustar o design, talvez para melhorar os componentes de coleta de energia e prolongar a vida útil da bateria, estudar a fadiga dos profissionais de saúde ao longo do dia ou usar o monitor de respiração para aprender sobre a saúde dos usuários de máscaras. Eles poderiam até adicionar novos sensores que abririam mais usos para esse dispositivo.
Brosseau sugere um exemplo disso: as pessoas que entram em um espaço que contém um contaminante podem aprimorar seu respirador com um FaceBit hipotético que inclui um sensor para detectar a concentração do risco ambiental. Isso pode revelar se a respiração e a frequência cardíaca do usuário mudaram na presença do contaminante, fornecendo assim um sistema de alerta precoce e ensinando os pesquisadores sobre como a substância afeta a saúde humana. “Eu não garanto isso inteiramente”, diz Brosseau. “Acho que esses sensores têm muitas e muitas aplicações.”
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