Un parche inspirado en una estrella de mar resuelve problemas clave para los sensores cardíacos portátiles
El dominio de los dispositivos portátiles ha crecido a pasos agigantados , no sólo en términos de adopción masiva, sino también debido a algunas innovaciones asombrosas . Los sensores de frecuencia cardíaca portátiles ahora pueden medir todo, desde la frecuencia cardíaca y los niveles de oxígeno en la sangre hasta el ECG, en factores de forma que van desde un reloj hasta anillos en los dedos .
Estos sensores, sin embargo, presentan una serie de problemas inherentes. Los artefactos de movimiento que surgen del movimiento o de una actividad vigorosa alteran el flujo sanguíneo y afectan su precisión. Los sensores ópticos de frecuencia cardíaca (fotopletismografía o tecnología PPG) también tienen problemas con los tonos de piel más oscuros, los tatuajes o incluso la ubicación del cuerpo.
La naturaleza vuelve al rescate
La solución a estos males (y a muchos más) podría venir de las profundidades del lecho oceánico. Científicos de la Universidad de Missouri han desarrollado un dispositivo portátil con forma de estrella de mar que puede medir la frecuencia cardíaca en tiempo real. El dispositivo está inspirado en los movimientos del brazo de una estrella de mar y presenta múltiples puntos de conexión del sensor a la piel.
La mayor ventaja de este enfoque es que puede anular los desafíos del movimiento y medir la actividad del ritmo cardíaco con mayor precisión. El formato multisensor permite que el dispositivo recopile datos de múltiples señales con mayor precisión, incluso cuando los usuarios realizan actividad física.
"Al igual que una estrella de mar, nuestro dispositivo tiene cinco brazos, cada uno equipado con sensores que capturan simultáneamente la actividad cardíaca eléctrica y mecánica", señala Sicheng Chen, autor principal del artículo que detalla la innovación.
Inmensa promesa para el bienestar cardíaco
El dispositivo recopila señales cardíacas eléctricas (electrocardiograma) y mecánicas (sismocardiograma y girocardiograma) utilizando su conjunto de sensores. El equipo también desarrolló un modelo de aprendizaje automático para compensar las variables de movimiento y analizar las señales cardíacas desde múltiples puntos.
En sus pruebas, pudo detectar con precisión afecciones cardíacas graves, como fibrilación auricular (FA), infarto de miocardio (IM) e insuficiencia cardíaca (IC). Hasta el momento, ningún dispositivo portátil de gran consumo es capaz de detectar colectivamente los tres problemas cardíacos antes mencionados.
"Los estudios en humanos demuestran que la integración de estas bioseñales multimodales mejora significativamente la precisión del diagnóstico, logrando más del 91% de precisión para diversas afecciones cardíacas, superando a los modelos que dependen de menos entradas", dice el artículo de investigación publicado en la revista Science .
Problemas de carga, no más
En particular, el equipo utilizó componentes electrónicos disponibles en el mercado para fabricar su dispositivo de medición de frecuencia cardíaca con múltiples sensores. Otro beneficio crucial es que puede transmitir todos los datos en tiempo real a través de Bluetooth, lo que permite el seguimiento remoto a los expertos en salud.
Además, admite carga inalámbrica. El sensor de frecuencia cardíaca pentaradial está equipado con una batería recargable integrada de 50 mAh que ofrece hasta 8 horas de medición de la actividad cardíaca por carga.
Se puede recargar usando cargadores disponibles comercialmente y la transferencia de energía puede ocurrir a través de bobinas de carga inalámbrica incluso cuando el dispositivo está en uso o bajo el agua. El equipo ahora está trabajando para trasladar el hardware de detección a una capa transpirable para que pueda usarse con facilidad.