La insuficiencia cardíaca es una cruda realidad que afecta a millones de adultos en los Estados Unidos, constituyendo una de las principales causas de hospitalización y requiriendo un estricto control médico para impedir que los síntomas empeoren. Actualmente, un grupo de científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst (UMass Amherst), con el respaldo de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), está desarrollando una serie de dispositivos que prometen revolucionar el cuidado de los pacientes desde la comodidad del hogar.
Un chaleco inteligente para prevenir las crisis cardíacas en casa
La pieza central de este trabajo de investigación cardiovascular es un chaleco de control térmico portátil que se aplica específicamente a individuos que presentan un cuadro clínico en las fases posteriores a una hospitalización por insuficiencia cardiaca. El doctor Yeonsik Noh, quien colabora comúnmente con la Facultad de Enfermería Elaine Marieb y el departamento de ingeniería eléctrica y computacional, lidera el desarrollo de este sistema textil inteligente.
El chaleco tiene sensores que pueden tomar señales de electrocardiograma de un canal y una espectroscopia de bioimpedancia de tres canales. Este dispositivo extrae suficientes indicadores de los registros biométricos que permiten conocer si, por ejemplo, el paciente tiene un abordaje en la retención de líquidos o fallos hemodinámicos.
Este sistema actúa como alerta temprana y avisa al sujeto cuándo debe buscar atención médica, evitando las crisis severas que desencadenan en una nueva hospitalización. Para validar la efectividad de los prototipos, todo el grupo de la Universidad de Massachusetts entrelaza una colaboración estratégica con cardiólogos y médicos de emergencias de la Escuela de Medicina UMass Chan, de forma que lograron realizar una experimentación de este chaleco con pacientes de los entornos hospitalarios y de los entornos familiares.
Tatuajes de grafeno que son casi invisibles y leen las constantes vitales
Más allá del chaleco, los laboratorios de la universidad están llevando al límite la ciencia de los materiales, desarrollando parches flexibles y ultradelgados que se aplican sobre la piel como si fueran tatuajes temporales. Esta tecnología, liderada por el profesor asistente de ingeniería biomédica Dmitry Kireev, usa láminas de grafeno de un solo átomo de carbono de grosor para realizar un sensor casi transparente que se adapta perfectamente a las líneas y pliegues naturales de los dedos o de las manos. Las pruebas realizadas con decenas de voluntarios demostraron que estos aparatos no causan ningún tipo de efecto secundario ni de molestia física.
Con financiación de la Asociación Americana del Corazón y de la Fundación Nacional de Ciencias, los tatuajes moleculares son capaces de medir de forma continua el ritmo cardíaco, la presión arterial o incluso cuantificar los niveles de cortisol, la hormona del estrés, a partir del sudor. El objetivo a largo plazo de los ingenieros sería expandir la lectura hacia otros compuestos biológicos como electrolitos, marcadores de inflamación y hormonas, con la intención de integrar los parches a las redes electrónicas de los relojes inteligentes comerciales.
Anillos inteligentes como herramientas para el control del sueño
Dentro del mismo ecosistema de innovación de la Universidad de Massachusetts, también se incorporan las soluciones para la monitorización de la presión sanguínea a partir de un anillo inteligente patentado por los profesores Deepak Ganesan y VP Nguyen y su start-up VYRE.
Este modelo se aleja de aquellos clásicos brazaletes hinchables de brazo, ya que basa el hecho de que los dedos de las manos son la zona del cuerpo que proporciona la señal arterial más fuerte y nítida para realizar medidas oscilométricas en modo continuo y con una calidad de estándar médico, siendo el primer dispositivo de este tipo pensado para los consumidores. De hecho, el prototipo se encuentra en una etapa de pruebas clínicas masivas que involucra a unos 2000 pacientes de cardiología.