ABOUT THE SPEAKER
Todd Coleman - Bioelectronics innovator
UCSD bioengineering professor Todd Coleman integratively spans the disciplines of medical electronics, machine learning and public health.

Why you should listen

Todd Coleman's research develops multi-functional, flexible bioelectronics and novel analytics methods to benefit patients and clinical decision-makers.

After a PhD in electrical engineering at MIT, Coleman did a neurosciences post-doc and became an assistant professor in electrical and computer engineering and neuroscience at University of Illinois before joining the faculty of UCSD. An avid public health advocate, Coleman understands the value of collaborating with community health programs to truly implement and deliver sustainable innovations to those who need it most.

More profile about the speaker
Todd Coleman | Speaker | TED.com
TEDMED 2015

Todd Coleman: A temporary tattoo that brings hospital care to the home

Todd Coleman: Uma tatuagem temporária que leva tratamento médico para sua casa

Filmed:
1,489,379 views

E se os médicos pudessem monitorar os pacientes que estão em suas casas com o mesmo grau de precisão obtido durante uma estadia no hospital? Todd Coleman, inovador do ramo da bioeletrônica, compartilha sua missão de desenvolver adesivos eletrônicos flexíveis e práticos que prometem revolucionar os cuidados de saúde e tornar a medicina menos invasiva.
- Bioelectronics innovator
UCSD bioengineering professor Todd Coleman integratively spans the disciplines of medical electronics, machine learning and public health. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:13
Please meet Jane.
0
1723
1388
Por favor, conheçam a Jane.
00:15
She has a high-risk pregnancy.
1
3644
1995
Ela está em uma gestação de alto risco.
Com 24 semanas,
00:17
Within 24 weeks,
2
5663
1757
00:19
she's on bed rest at the hospital,
3
7444
2161
ela está em repouso no hospital,
sendo monitorada
por contrações prematuras.
00:21
being monitored
for her preterm contractions.
4
9629
2827
00:25
She doesn't look the happiest.
5
13024
1894
Ela não parece muito feliz.
00:26
That's in part because it requires
technicians and experts
6
14942
3221
Em parte porque é preciso
técnicos e especialistas para aplicar
00:30
to apply these clunky belts on her
to monitor her uterine contractions.
7
18187
4315
esses cintos pesados para monitorar
suas contrações uterinas.
00:35
Another reason Jane is not so happy
is because she's worried.
8
23550
4740
Outra razão para Jane não estar tão feliz
é porque ela está preocupada.
Em especial, ela está preocupada
com o que irá acontecer
00:40
In particular, she's worried
about what happens
9
28768
2626
00:43
after her 10-day stay
on bed rest at the hospital.
10
31418
3405
depois do seu repouso
de dez dias no hospital.
00:47
What happens when she's home?
11
35438
2070
O que acontecerá quando estiver em casa?
00:49
If she were to give birth this early
it would be devastating.
12
37532
3729
Se ela desse a luz assim tão cedo,
seria terrível.
00:53
As an African-American woman,
13
41874
1754
Como uma mulher afro-americana,
00:55
she's twice as likely
to have a premature birth
14
43652
3082
ela é duas vezes mais propensa
a ter um parto prematuro
00:59
or to have a stillbirth.
15
47376
1573
ou ter um bebê natimorto.
01:01
So Jane basically has one of two options:
16
49551
2978
Então Jane, basicamente,
tem duas opções:
01:04
stay at the hospital on bed rest,
17
52553
2025
ficar no hospital, em repouso,
01:07
a prisoner to the technology
until she gives birth,
18
55237
3458
prisioneira da tecnologia até dar à luz,
01:11
and then spend the rest
of her life paying for the bill;
19
59469
2940
e então passar o resto da vida
pagando a conta hospitalar,
01:14
or head home after her 10-day stay
and hope for the best.
20
62946
4608
ou ir para a casa depois
desse repouso de dez dias
e esperar que o melhor aconteça.
01:20
Neither of these two options
seems appealing.
21
68198
3095
Nenhuma dessas opções parece boa.
01:24
As I began to think
about stories like this
22
72132
2111
Quando penso em histórias como essa
01:26
and hear about stories like this,
23
74267
1786
e ouço histórias como essa,
01:28
I began to ask myself and imagine:
24
76077
2093
eu começo a me perguntar e imaginar:
01:30
Is there an alternative?
25
78194
1542
há uma alternativa?
Existe um jeito de termos os benefícios
01:31
Is there a way we could have
the benefits of high-fidelity monitoring
26
79760
4736
do monitoramento
de alta fidelidade que conseguimos
01:36
that we get with our trusted
partners in the hospital
27
84520
2799
com nossos parceiros
confiáveis no hospital
01:39
while someone is at home
living their daily life?
28
87343
2359
enquanto alguém está em casa
vivendo sua vida cotidiana?
01:42
With that in mind,
29
90832
1495
Com isso em mente,
encorajei pessoas do meu grupo de pesquisa
01:44
I encouraged people in my research group
30
92351
1947
01:46
to partner with some
clever material scientists,
31
94322
3508
a formar parcerias com alguns
cientistas de materiais habilidosos,
01:49
and all of us came together
and brainstormed.
32
97854
2407
e todos nós nos reunimos
e juntamos nossas ideias.
01:52
And after a long process,
33
100904
1441
Depois de um longo processo,
01:54
we came up with a vision, an idea,
34
102369
2394
nós tivemos uma visão, uma ideia
01:56
of a wearable system that perhaps
you could wear like a piece of jewelry
35
104787
3778
de um sistema que talvez pudesse
ser usado como um acessório
ou que pudesse ser aplicado
pela própria pessoa como um band-aid.
02:00
or you could apply
to yourself like a Band-Aid.
36
108589
2456
02:03
And after many trials and tribulations
and years of endeavors,
37
111463
4183
E depois de muitos experimentos,
atribulações e anos de esforços,
02:07
we were able to come up
with this flexible electronic patch
38
115670
3727
conseguimos inventar
este adesivo eletrônico flexível
02:11
that was manufactured
using the same processes
39
119421
2395
que foi feito usando os mesmos processos
02:13
that they use to build computer chips,
40
121840
2681
usados para construir chips de computador,
02:16
except the electronics are transferred
from a semiconductor wafer
41
124545
4432
porém os eletrônicos são transferidos
de uma bolacha semicondutora
02:21
onto a flexible material
that can interface with the human body.
42
129001
4268
para um material flexível que pode
interagir com o corpo humano.
02:25
These systems are about
the thickness of a human hair.
43
133775
3048
Esses sistemas têm a espessura
aproximada de um fio de cabelo humano.
02:30
They can measure the types
of information that we want,
44
138006
3253
Eles podem medir
as informações que quisermos.
02:33
things such as:
45
141948
1179
Coisas como:
02:35
bodily movement,
46
143151
1173
movimento do corpo,
02:36
bodily temperature,
47
144670
1404
temperatura do corpo,
02:38
electrical rhythms of the body
48
146098
1805
ritmo elétrico do corpo,
02:39
and so forth.
49
147927
1158
e assim por diante.
02:41
We can also engineer these systems,
50
149403
1974
Nós também podemos
desenvolver esses sistemas
para que eles possam integrar-se
a fontes de energia
02:43
so they can integrate energy sources,
51
151883
2408
02:46
and can have wireless
transmission capabilities.
52
154877
2965
e tenham capacidade
de transmissão sem fio.
02:50
So as we began to build
these types of systems,
53
158624
3905
Então, conforme começamos
a construir esse tipo de sistemas,
02:54
we began to test them on ourselves
in our research group.
54
162553
4338
começamos a testá-los em nós mesmos,
no nosso grupo de pesquisa.
02:58
But in addition, we began to reach out
to some of our clinical partners
55
166915
3364
Mas também começamos a contatar alguns
de nossos parceiros clínicos em San Diego,
03:02
in San Diego,
56
170303
1155
03:03
and test these on different patients
in different clinical conditions,
57
171482
3700
e testá-los em diferentes pacientes,
com condições clínicas distintas,
03:07
including moms-to-be like Jane.
58
175206
2697
incluindo futuras mães, como Jane.
03:10
Here is a picture of a pregnant woman
in labor at our university hospital
59
178531
4980
Aqui está a foto de uma mulher
em trabalho de parto,
no hospital de nossa universidade,
03:15
being monitored for her uterine
contractions with the conventional belt.
60
183535
4931
sendo monitorada por suas contrações
uterinas com um cinto convencional.
Além dele, nossos adesivos
eletrônicos flexíveis estão lá.
03:20
In addition,
61
188939
1151
03:22
our flexible electronic patches are there.
62
190114
2592
03:25
This picture demonstrates waveforms
pertaining to the fetal heart rate,
63
193268
4276
Esta imagem mostra as ondas
referentes ao ritmo cardíaco do feto,
03:29
where the red corresponds
to what was acquired
64
197568
2917
onde as vermelhas correspondem
ao que foi adquirido
03:32
with the conventional belts,
65
200509
1579
com cintos convencionais,
03:34
and the blue corresponds to our estimates
66
202112
2658
e as azuis correspondem
a nossas estimativas
03:36
using our flexible electronic systems
and our algorithms.
67
204794
3688
usando nossos sistemas eletrônicos
flexíveis e nossos algoritmos.
03:40
At this moment,
68
208932
1448
Nesse momento,
03:42
we gave ourselves a big mental high five.
69
210404
2618
nós comemoramos mentalmente.
03:45
Some of the things we had imagined
were beginning to come to fruition,
70
213508
3407
Algumas das coisas que nós imaginamos
estavam começando a se concretizar
03:48
and we were actually seeing this
in a clinical context.
71
216939
2677
e estávamos vendo isso efetivamente
em um contexto clínico.
03:52
But there was still a problem.
72
220083
1440
Mas ainda havia um problema.
03:53
The problem was, the way
we manufactured these systems
73
221974
3361
A produção desses sistemas
03:57
was very inefficient,
74
225359
1457
era muito ineficiente,
tinha baixo rendimento,
03:58
had low yield
75
226840
1157
04:00
and was very error-prone.
76
228021
1344
e era muito suscetível a erros.
04:02
In addition,
77
230105
1151
Além disso,
04:03
as we talked to some
of the nurses in the hospital,
78
231280
2472
falando com algumas
enfermeiras no hospital
04:05
they encouraged us to make sure
79
233776
2190
elas nos encorajaram a garantir
04:07
that our electronics worked
with typical medical adhesives
80
235990
4013
que nossos eletrônicos funcionassem
com os adesivos médicos típicos
04:12
that are used in a hospital.
81
240027
1457
usados em um hospital.
Nós tivemos uma epifania e dissemos:
04:14
We had an epiphany and said,
"Wait a minute.
82
242217
2214
"Espere um momento, em vez de apenas
fazê-los funcionar com adesivos,
04:16
Rather than just making
them work with adhesives,
83
244998
2671
04:19
let's integrate them into adhesives,
84
247693
3028
vamos integrá-los em adesivos
e isso pode resolver
04:23
and that could solve
our manufacturing problem."
85
251194
2503
o nosso problema de fabricação".
Esta foto mostra nossa capacidade
04:26
This picture that you see here
86
254269
1991
04:28
is our ability to embed these censors
inside of a piece of Scotch tape
87
256284
4495
de embutir esses sensores
em um pedaço de fita adesiva
04:32
by simply peeling it off of a wafer.
88
260803
2716
simplesmente descolando-a
de uma bolacha.
04:36
Ongoing work in our research group
allows us to, in addition,
89
264255
3369
Um trabalho em andamento no nosso
grupo de pesquisa nos permite ainda
04:39
embed integrated circuits
into the flexible adhesives
90
267648
3709
embutir circuitos integrados
nos adesivos flexíveis
04:43
to do things like amplifying signals
and digitizing them,
91
271381
3690
para fazer coisas como ampliar sinais,
digitalizá-los, processá-los
04:47
processing them
92
275095
1178
04:48
and encoding for wireless transmission.
93
276297
2263
e codificá-los para transmissão sem fio.
04:51
All of this integrated
into the same medical adhesives
94
279113
3902
Tudo isso integrado nos mesmos
adesivos médicos usados no hospital.
04:55
that are used in the hospital.
95
283039
1810
Quando alcançamos esse ponto,
04:57
So when we reached this point,
96
285810
1492
04:59
we had some other challenges,
97
287326
2424
nós tivemos alguns outros desafios
05:01
from both an engineering
as well as a usability perspective,
98
289774
3315
tanto da perspectiva da engenharia
como também da usabilidade
para garantir que poderíamos
torná-lo utilizável de modo prático.
05:05
to make sure that we could
make it used practically.
99
293113
2823
05:09
In many digital health discussions,
100
297207
2487
Em muitas discussões sobre saúde digital,
05:11
people believe in and embrace the idea
that we can simply digitize the data,
101
299718
4947
as pessoas acreditam e aceitam
a ideia de que nós podemos
simplesmente digitalizar dados,
05:16
wirelessly transmit it,
102
304689
1580
transmiti-los sem fio,
05:18
send it to the cloud,
103
306293
1474
enviá-los para a nuvem,
e na nuvem extrair informações
significativas para interpretação.
05:19
and in the cloud,
104
307791
1197
05:21
we can extract meaningful
information for interpretation.
105
309012
2733
05:24
And indeed, you can do all of that,
106
312147
2477
E, de fato, você pode fazer tudo isso,
05:26
if you're not worried
about some of the energy challenges.
107
314648
2989
se não estiver preocupado
com alguns desafios de energia.
05:29
Think about Jane for a moment.
108
317661
1663
Pensem na Jane por um momento.
05:31
She doesn't live in Palo Alto,
109
319348
1804
Ela não mora em Palo Alto,
05:33
nor does she live in Beverly Hills.
110
321176
1713
nem em Beverly Hills.
Isso significa que temos que estar
cientes do plano de dados dela
05:35
What that means is,
111
323359
1158
05:36
we have to be mindful about her data plan
and how much it would cost
112
324541
3330
e de quanto custaria para ela
enviar um fluxo contínuo de dados.
05:39
for her to be sending out
a continuous stream of data.
113
327895
3619
05:44
There's another challenge
114
332383
1279
Há outro desafio
05:45
that not everyone in the medical
profession is comfortable talking about.
115
333686
3698
que nem todos na profissão médica
se sentem confortáveis em falar.
05:49
And that is, that Jane
does not have the most trust
116
337408
2828
A Jane não confia no sistema de saúde.
05:52
in the medical establishment.
117
340260
1485
05:54
She, people like her, her ancestors,
have not had the best experiences
118
342460
5139
Ela, pessoas como ela, antepassados dela,
não tiveram as melhores experiências
05:59
at the hands of doctors and the hospital
119
347623
2996
nas mãos de médicos, hospitais
06:03
or insurance companies.
120
351163
1388
ou convênios de saúde.
06:05
That means that we have to be mindful
of questions of privacy.
121
353466
3341
Isso significa que temos que estar
atentos a questões de privacidade.
06:08
Jane might not feel that happy
122
356831
1621
Jane pode não se sentir feliz em ter todos
esses dados sendo processados na nuvem.
06:10
about all that data
being processed into the cloud.
123
358476
3279
06:14
And Jane cannot be fooled;
124
362712
1996
E a Jane não pode ser enganada;
06:17
she reads the news.
125
365346
1484
ela lê as notícias.
06:18
She knows that if the federal
government can be hacked,
126
366854
2970
Ela sabe que se o governo
federal pode ser "hackeado",
06:21
if the Fortune 500 can be hacked,
127
369848
2001
se a Fortune 500 pode ser "hackeada",
06:24
so can her doctor.
128
372409
1511
o médico dela também pode.
06:27
And so with that in mind,
129
375014
1735
E com isso em mente,
06:28
we had an epiphany.
130
376773
1196
nós tivemos uma epifania.
06:30
We cannot outsmart
all the hackers in the world,
131
378858
2730
Nós não podemos superar
todos os hackers do mundo,
06:33
but perhaps we can present
them a smaller target.
132
381612
2767
mas talvez possamos
dar a eles um alvo menor.
06:36
What if we could actually,
133
384986
2181
E se em vez de esses algoritmos
06:39
rather than have those algorithms
that do data interpretation
134
387191
3932
executarem a interpretação
dos dados na nuvem,
06:43
run in the cloud,
135
391147
1213
pudéssemos fazê-los funcionar
06:44
what if we have those algorithms run
on those small integrated circuits
136
392904
3411
naqueles pequenos circuitos integrados
embutidos naqueles adesivos?
06:48
embedded into those adhesives?
137
396339
2080
06:50
And so when we integrate
these things together,
138
398995
3094
E então, ao integrarmos essas coisas,
06:54
what this means is that now
we can think about the future
139
402113
3504
significa que agora
podemos pensar no futuro
06:57
where someone like Jane can still
go about living her normal daily life,
140
405641
4065
em que alguém como Jane pode seguir
vivendo o seu dia a dia normalmente,
pode ser monitorada,
07:01
she can be monitored,
141
409730
1472
e isso pode ser feito de modo que ela não
precise arrumar outro emprego
07:03
it can be done in a way where
she doesn't have to get another job
142
411226
3500
para pagar o plano de dados,
07:06
to pay her data plan,
143
414750
1465
07:08
and we can also address
some of her concerns about privacy.
144
416239
3695
e também possamos tratar algumas
de suas preocupações com a privacidade.
07:12
So at this point,
145
420907
1150
Nesse momento,
estávamos nos sentindo ótimos.
07:14
we're feeling very good about ourselves.
146
422081
2004
Tínhamos conquistado isso
07:16
We've accomplished this,
147
424109
1163
07:17
we've begun to address some
of these questions about privacy
148
425296
3170
e começado a tratar de algumas
dessas questões de privacidade
07:20
and we feel like, pretty much
the chapter is closed now.
149
428490
3891
e sentíamos que o capítulo
estava finalmente encerrado.
07:24
Everyone lived happily ever after, right?
150
432405
2674
Todos vivem felizes para sempre, não é?
07:28
Well, not so fast.
151
436751
1563
Bem, não tão rápido.
(Risos)
07:30
(Laughter)
152
438338
1205
Precisamos nos lembrar,
como mencionei antes,
07:31
One of the things we have to remember,
as I mentioned earlier,
153
439567
3040
que Jane não confia muito
no sistema de saúde.
07:34
is that Jane does not have the most trust
in the medical establishment.
154
442631
3381
Temos que nos lembrar
07:38
We have to remember
155
446036
1163
que existem disparidades de saúde
crescentes e profundas
07:39
that there are increasing
and widening health disparities,
156
447223
3514
e há desigualdade em termos
de uma gestão de cuidados apropriada.
07:42
and there's inequity in terms
of proper care management.
157
450761
3304
07:46
And so what that means
is that this simple picture
158
454616
2494
E isso significa que essa simples imagem
07:49
of Jane and her data --
159
457134
1645
de Jane e seus dados,
mesmo ela estando confortável
com a transmissão sem fio para a nuvem,
07:50
even with her being comfortable
being wirelessly transmitted to the cloud,
160
458803
3927
deixando o médico intervir se necessário,
07:54
letting a doctor intervene if necessary --
161
462754
2315
não é a história completa.
07:57
is not the whole story.
162
465093
1466
O que estamos começando a fazer
07:59
So what we're beginning to do
163
467091
1394
08:00
is to think about ways to have
trusted parties serve as intermediaries
164
468509
4827
é pensar em maneiras
de ter parceiros confiáveis
para servirem como intermediários
entre pessoas como Jane
08:05
between people like Jane
and her health care providers.
165
473360
3418
e seus prestadores de cuidados de saúde.
08:08
For example, we've begun
to partner with churches
166
476802
3011
Por exemplo, começamos a formar
parcerias com igrejas
e a pensar em enfermeiros
que são membros da igreja
08:11
and to think about nurses
that are church members,
167
479837
2857
08:14
that come from that trusted community,
168
482718
2022
e que vêm dessa comunidade confiável
como defensores do paciente
08:16
as patient advocates and health coaches
to people like Jane.
169
484764
3923
e conselheiros de saúde
para pessoas como Jane.
Outra coisa que temos a nosso favor
08:21
Another thing we have going for us
170
489462
2007
é que os convênios estão, cada vez mais,
08:23
is that insurance companies, increasingly,
171
491493
2036
08:25
are attracted to some of these ideas.
172
493553
1958
sentindo-se atraídos
por algumas dessas ideias.
08:27
They're increasingly realizing
173
495906
1707
Eles estão percebendo, cada vez mais,
08:29
that perhaps it's better
to pay one dollar now
174
497637
2940
que talvez seja melhor pagar U$ 1 agora
por um dispositivo prático
e um conselheiro de saúde
08:32
for a wearable device and a health coach,
175
500601
2983
em vez de pagar U$ 10 dólares depois,
08:35
rather than paying 10 dollars later,
176
503608
2166
quando aquele bebê nascer prematuro
08:38
when that baby is born prematurely
177
506253
2554
08:40
and ends up in the neonatal
intensive care unit --
178
508831
2941
e acabar indo parar na UTI neonatal,
08:43
one of the most expensive
parts of a hospital.
179
511796
2895
um dos setores mais caros de um hospital.
08:47
This has been a long
learning process for us.
180
515697
2421
Esse tem sido um longo processo
de aprendizado para nós.
Esse processo interativo de avançar
e enfrentar um problema
08:50
This iterative process of breaking
through and attacking one problem
181
518593
3835
e não se sentir totalmente confortável
08:54
and not feeling totally comfortable,
182
522452
1771
08:56
and identifying the next problem,
183
524247
1819
e identificar o próximo problema
08:58
has helped us go along this path
184
526090
2057
nos ajudou a aceitar esse caminho
09:00
of actually trying to not only
innovate with this technology
185
528171
3076
de realmente não só tentar inovar
com essa tecnologia,
mas também garantir que ela poderá ser
usada por quem talvez mais precise.
09:03
but make sure it can be used for people
who perhaps need it the most.
186
531271
3952
09:07
Another learning lesson
we've taken from this process
187
535709
2784
Outra lição que tiramos desse processo
que nos torna também humildes
09:10
that is very humbling,
188
538517
1379
é que, conforme a tecnologia progride
e avança em ritmo rápido,
09:11
is that as technology progresses
and advances at an accelerating rate,
189
539920
4327
temos que lembrar que seres humanos
estão usando essa tecnologia,
09:16
we have to remember that human beings
are using this technology,
190
544271
3942
e temos que estar cientes
09:20
and we have to be mindful
191
548237
1602
09:21
that these human beings --
they have a face,
192
549863
3440
de que esses seres humanos têm um rosto,
um nome
09:25
they have a name
193
553327
1262
e uma vida.
09:26
and a life.
194
554613
1161
E no caso de Jane,
09:27
And in the case of Jane,
195
555798
1611
esperamos que tenha duas.
09:29
hopefully, two.
196
557433
1456
Obrigado.
09:32
Thank you.
197
560041
1194
(Aplausos)
09:33
(Applause)
198
561259
5238
Translated by Thamires Palombo
Reviewed by Cláudia Sander

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Todd Coleman - Bioelectronics innovator
UCSD bioengineering professor Todd Coleman integratively spans the disciplines of medical electronics, machine learning and public health.

Why you should listen

Todd Coleman's research develops multi-functional, flexible bioelectronics and novel analytics methods to benefit patients and clinical decision-makers.

After a PhD in electrical engineering at MIT, Coleman did a neurosciences post-doc and became an assistant professor in electrical and computer engineering and neuroscience at University of Illinois before joining the faculty of UCSD. An avid public health advocate, Coleman understands the value of collaborating with community health programs to truly implement and deliver sustainable innovations to those who need it most.

More profile about the speaker
Todd Coleman | Speaker | TED.com

Data provided by TED.

This site was created in May 2015 and the last update was on January 12, 2020. It will no longer be updated.

We are currently creating a new site called "eng.lish.video" and would be grateful if you could access it.

If you have any questions or suggestions, please feel free to write comments in your language on the contact form.

Privacy Policy

Developer's Blog

Buy Me A Coffee