El dispositivo incluye tecnología de IA para detectar posibles problemas cardíacos con más del 90% de precisión
Cuando nos movemos, a los actuales dispositivos portátiles les resulta más difícil registrar con precisión nuestra actividad cardíaca. Sin embargo, investigadores de la Universidad de Missouri (Mizzou) descubrieron que la forma de cinco brazos de la estrella de mar ayuda a resolver este problema.
Inspirados por la forma en que una estrella de mar se da vuelta (encogiendo uno de sus brazos y usando los otros en un movimiento coordinado para enderezarse), Sicheng Chen y Zheng Yan de la Facultad de Ingeniería de Mizzou y sus colaboradores han creado un dispositivo portátil con forma de estrella de mar que rastrea la salud cardíaca en tiempo real.
Imagen: Imágenes ópticas que ilustran el proceso de volteo de una estrella de mar mediante movimientos independientes de sus brazos. La estrella de mar ancla los brazos 1 y 2 como pivote para la rotación, mientras que los brazos 3 y 5 elevan el cuerpo preparándolo para aterrizar sobre el brazo 4. Este movimiento coordinado pero independiente le permite adaptarse eficazmente a su entorno.
Gracias a que el dispositivo, inspirado en una estrella de mar, tiene múltiples puntos de contacto con la piel cerca del corazón, se mantiene más estable que los portátiles tradicionales, construidos como una sola estructura unificada, como un reloj inteligente. Esto permite que el dispositivo recopile datos cardíacos más claros y precisos, incluso mientras la persona está en movimiento.
El dispositivo se empareja convenientemente con una aplicación de teléfono inteligente para brindar al usuario información sobre la salud y ayudar a detectar posibles problemas cardíacos.
"Similar a una estrella de mar, nuestro dispositivo tiene cinco brazos, cada uno equipado con sensores que capturan simultáneamente la actividad cardíaca eléctrica y mecánica", explicó Chen, investigador postdoctoral y autor principal. "La mayoría de los actuales dispositivos se centran en capturar una sola señal o requieren dispositivos separados para rastrear varias señales simultáneamente. Esto nos permite ofrecer una visión más completa de la salud cardíaca de una persona".
IA para una monitorización cardíaca más inteligente
El equipo desarrolló un sistema impulsado por inteligencia artificial que aprendió de una gran colección de datos cardíacos, incluidas señales tanto de individuos sanos como de personas con enfermedades cardíacas. Mediante tecnología inteligente, el sistema filtra las alteraciones relacionadas con el movimiento y analiza las señales cardíacas para determinar si el corazón de una persona está sano o presenta signos de problemas. Los resultados se muestran en la aplicación para smartphone.
Este método basado en IA identifica correctamente las afecciones cardíacas en más del 90 % de los casos. Gracias a la compatibilidad con Bluetooth del dispositivo, los médicos pueden revisar los datos a distancia, lo que lo convierte en una opción práctica para el monitoreo en casa entre consultas médicas.
"Esto también supone una ventaja con respecto a las pruebas cardíacas clínicas tradicionales, como la ecografía Doppler, que generalmente requieren que los pacientes permanezcan inmóviles para obtener resultados precisos", afirmó Chen.
Imagen derecha: Diseño del sistema y algoritmos del dispositivo portátil tipo estrella de mar para monitorización cardíaca trimodal.
Diseñado para la comodidad y el uso a largo plazo
El equipo también está mejorando la portabilidad a largo plazo de estos dispositivos.
"Un gran desafío con los dispositivos portátiles es que pueden causar irritación de la piel si se usan durante períodos prolongados", afirmó Yan, profesor asociado de la Facultad de Ingeniería de Mizzou.
Para solucionar esto, el equipo de Yan está trabajando para hacer que el dispositivo sea más cómodo y amigable con la piel. Actualmente, el dispositivo se adhiere a la piel mediante un gel especial, pero las futuras versiones utilizarán un material transpirable y agradable para la piel para mayor comodidad. El equipo de Yan ha estado mejorando este material durante los últimos años.
El dispositivo inspirado en estrellas de mar también se puede cargar de forma inalámbrica mientras se usa, lo que garantiza un uso continuo sin necesidad de quitárselo para cargarlo.
Si bien aún se encuentra en una etapa temprana de desarrollo, esta innovación inspirada en las estrellas de mar reúne naturaleza, ingeniería e inteligencia artificial de una manera que podría cambiar la forma en que gestionamos la salud cardíaca, haciendo que sea más fácil y confiable para las personas monitorear su actividad cardíaca en cualquier momento y en cualquier lugar.
Los hallazgos se han publicado en la revista Science Advances: Starfish-inspired wearable bioelectronic systems for physiological signal monitoring during motion and real-time heart disease diagnosis
