Soluciones basadas en sensores para mediciones de signos vitales

Hemos recorrido un largo camino desde los manómetros de combustible y aceite en los vehículos, y ahora todas las funciones están instrumentadas y registradas, por lo que podemos diagnosticar fallas después de que ocurren e incluso anticiparlas, pero hemos tardado en hacer lo mismo con nuestros cuerpos.
(Fuente:LMD)

Nuestros autos están llenos de sensores:hemos recorrido un largo camino desde el indicador de combustible y la presión del aceite y ahora todas las funciones están instrumentadas y registradas, por lo que no solo podemos diagnosticar fallas después de que ocurren, sino también anticiparlas. Cada vez más hacemos lo mismo con nuestros hogares, con smarthomes que se ajustan a la climatología y optimizan el uso de los recursos. Pero hemos tardado en hacer lo mismo con nuestros cuerpos.

Los sensores personales para la salud de primera generación eran poco más que juguetes. Midieron lo que era fácil de sentir, no lo que es útil saber. La gente está trabajando duro para encontrar marcadores médicamente significativos en los datos que recopilan, pero eso es poner el carro antes que el caballo:recopilar datos y luego encontrar un uso en lugar de decir lo que necesitamos y luego medirlo. Además, hay una buena razón por la que la FDA y la marca europea CE establecen un umbral tan alto para un dispositivo médico. La historia está llena de aceite de serpiente y los médicos son, con razón, escépticos ante una montaña de datos de un dispositivo de procedencia desconocida.

Figura 1:Trazo de ECG del autor de Kardia. (Fuente:autor de la aplicación móvil Kardia de AliveCore)

El cambio se produjo primero con Alivecor (ahora llamado Kardia) que desarrolló un ECG de una derivación que se vincula a un teléfono móvil. Hice este registro en mi Kardia mientras escribía este artículo, y antes de que todos los cardiólogos me llamen, sé que he dejado un bloqueo de rama. Estoy relajado porque puedo comprobarlo con regularidad y confirmar que no ha cambiado.

Ahora estamos comenzando a ver otros dispositivos médicos verdaderos que explotan los sensores y la capacidad de nuestros teléfonos para analizar sus datos. HealthyIO tiene un producto muy elegante que analiza el color de las varillas de prueba de orina con la cámara de un teléfono inteligente. Su brillante truco consiste en proporcionar una tabla de colores de referencia que permita calibrar la cámara y la iluminación en todo momento. El resultado es un dispositivo médico autorizado que tiene la precisión de un colorímetro de laboratorio caro, pero que ya está en su bolsillo.

Figura 2:Sistema de colorímetro basado en teléfono inteligente HealthyIO. (Fuente:Healthy.IO)

La próxima generación serán sensores de grado médico integrados en el teléfono, gratuitos para el usuario, como la cámara o el GPS. Mi empresa ha desarrollado el V-Sensor, que mide la presión arterial, la temperatura, el oxígeno en sangre, la frecuencia respiratoria y la frecuencia del pulso en un dispositivo del tamaño de un maní y que cuesta unos pocos dólares. Bluetooth habilitado y diseñado para funcionar con nuestra aplicación e-Checkup, el V-Sensor es un dispositivo médico de Clase II (IIa en Europa). El V-Sensor está diseñado para integrarse en un teléfono cuando se fabrica el teléfono pero, debido a la forma en que interactúa, el teléfono no se convierte en sí mismo en un dispositivo médico.

Figura 3:Integrado en un teléfono inteligente, el LMD V-Sensor funciona con la aplicación LMD e-Checkup para brindar mediciones de signos vitales como otros sensores de teléfonos inteligentes, como los acelerómetros, admiten aplicaciones de ubicación. (Fuente:LMD)

Además de ser excepcionalmente pequeño y asequible, tiene una forma novedosa y patentada de medir absoluto presión sanguínea. La presión arterial alta es un asesino; en promedio, una persona muere cada 4 segundos debido a que su presión arterial está elevada. Se puede tratar fácilmente si sabe que lo tiene . Por eso la medición absoluta es tan importante:muchos dispositivos intentan estimar el cambio en su presión arterial debido a la forma en que el pulso viaja a lo largo de la arteria, pero todos deben calibrarse a menudo con un brazalete. Si tiene un brazalete, ya ha descubierto que tiene presión arterial alta y no necesita el dispositivo. Nuestro enfoque es diferente, porque emulamos exactamente lo que ha estado haciendo el brazalete durante más de 100 años.

Como un manguito, medimos la presión aplicada a la arteria que solo equilibra la presión en la arteria, con el giro que medimos en la yema del dedo y pidiéndole que presione más fuerte o más suave para crear la presión necesaria. Este enfoque necesita una gran cantidad de potencia informática, tanto para comunicarse con el usuario para recopilar los datos como para analizar los datos para encontrar las presiones sanguíneas sistólica y diastólica correctas, pero un procesador de 2 GHz en el teléfono puede entregarlo. Pero vale la pena el esfuerzo:el brazalete ha sobrevivido a todos sus inconvenientes porque es preciso y funciona, al igual que nuestra solución.

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Hemos diseñado el dispositivo para la producción en masa, incluida la prueba automatizada y la caracterización de los sensores, y hemos establecido la capacidad de fabricación. Como dispositivo médico, debe pasar por todo el proceso para obtener la marca CE y la aprobación de la FDA, NMPA en China y todos los demás reguladores, y estamos elaborando los expedientes de información para ello.

Ya sea en un teléfono o en un dispositivo portátil o independiente que se vincule a un teléfono o computadora por Bluetooth, esto proporciona los cinco signos vitales básicos para todos. Pero hace mucho más. Nuestro ASIC incluye un ECG de una derivación, como el Kardia, que mide entre la yema del dedo y los dedos de la otra mano. A partir de nuestros datos medidos, podemos encontrar la rigidez de las arterias y el gasto cardíaco, la cantidad de sangre bombeada en cada latido. Al explotar otros sensores ya presentes en el teléfono, como el acelerómetro, podemos detectar la sincronización de las válvulas cardíacas y la dinámica de los movimientos cardíacos. Al rastrear las mediciones a lo largo del tiempo, esperamos poder detectar antes de que se vuelvan críticas muchas condiciones, desde un paro cardíaco repentino hasta COVID-19.

Las futuras versiones del V-Sensor tendrán otras capacidades, algunas de las cuales ya han sido patentadas y están listas para su desarrollo. Y, por mucho que nos gustaría, no somos las únicas personas en el mercado. La carrera es una para convertir cada teléfono y cada dispositivo portátil en un verdadero dispositivo médico, aprobado por los reguladores y midiendo los signos vitales que sustentan el diagnóstico y la supervisión.