El parche sin batería de NUS podría medir la presión arterial durante todo el día
Investigadores de NUS crearon un prototipo sin batería que estima la presión sistólica continua a partir del tiempo que tarda el pulso en llegar desde el corazón hasta la muñeca. El sistema combina un sensor eléctrico en el pecho, otro óptico en la muñeca, un smartphone, transferencia de energía NFC y comunicación B...
Investigadores de NUS crearon un prototipo sin batería que estima la presión sistólica continua a partir del tiempo que tarda el pulso en llegar desde el corazón hasta la muñeca.
El sistema combina un sensor eléctrico en el pecho, otro óptico en la muñeca, un smartphone, transferencia de energía NFC y comunicación Bluetooth a través de una tela conductora.
Las mediciones continuas podrían mostrar cambios de presión durante el sueño, al despertar, al hacer ejercicio y en las actividades diarias que los controles ocasionales con manguito suelen pasar por alto.
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Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) desarrollaron una red de sensores epidérmicos sin batería diseñada para estimar de forma continua la presión arterial sistólica mientras una persona duerme, hace ejercicio o sigue con su rutina. En lugar de incorporar una batería y toda la electrónica en un reloj inteligente, el prototipo utiliza dos sensores adheridos a la piel, un smartphone y una tela conductora integrada en la ropa.
Por ahora, se trata de una prueba de concepto, no de un monitor médico comercial. El estudio comunicado incluyó a cinco usuarios, de modo que todavía hacen falta ensayos de mayor tamaño antes de que el sistema pueda sustituir a los equipos de medición de presión arterial clínicamente validados.
Por qué importa medir la presión arterial de forma continua
Las mediciones tradicionales suelen realizarse con la persona sentada y quieta. Son útiles para conocer la presión en reposo, pero ofrecen una fotografía aislada y pueden dejar fuera momentos importantes del patrón cardiovascular diario.
El sueño y el despertar pueden mostrar otro patrón
La presión arterial no siempre se mide durante el sueño profundo ni justo después de despertar. Por eso, los cambios nocturnos o una subida especialmente marcada al levantarse pueden pasar inadvertidos en controles ocasionales durante el día. El proyecto de NUS busca registrar esas variaciones en el momento en que ocurren, en lugar de depender únicamente de lecturas aisladas en reposo.
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Investigadores de NUS crearon un prototipo sin batería que estima la presión sistólica continua a partir del tiempo que tarda el pulso en llegar desde el corazón hasta la muñeca.
¿Cuáles son los puntos clave a validar primero?
Investigadores de NUS crearon un prototipo sin batería que estima la presión sistólica continua a partir del tiempo que tarda el pulso en llegar desde el corazón hasta la muñeca. El sistema combina un sensor eléctrico en el pecho, otro óptico en la muñeca, un smartphone, transferencia de energía NFC y comunicación Bluetooth a través de una tela conductora.
¿Qué debo hacer a continuación en la práctica?
Las mediciones continuas podrían mostrar cambios de presión durante el sueño, al despertar, al hacer ejercicio y en las actividades diarias que los controles ocasionales con manguito suelen pasar por alto.
El ejercicio revela la respuesta del sistema cardiovascular
La actividad física puede provocar cambios rápidos en la presión sistólica. Medirla durante el ejercicio permitiría estudiar respuestas inusualmente altas o bajas que no aparecerían en una lectura tomada en reposo. El equipo informó de pruebas durante los desplazamientos diarios, el sueño y el ejercicio, incluido el ejercicio intenso.
Manguitos y dispositivos de muñeca tienen limitaciones distintas
Los tensiómetros con manguito en el brazo siguen siendo la referencia más conocida. Sin embargo, el inflado puede interrumpir el sueño y, por lo general, obliga a permanecer quieto durante la medición. Los dispositivos de muñeca son más cómodos para llevarlos de forma prolongada, pero necesitan recargarse y sus estimaciones de presión sin manguito todavía requieren una validación cuidadosa frente a métodos de referencia aceptados.
El prototipo de NUS intenta abordar ambos inconvenientes: está diseñado para permanecer sobre la piel durante los movimientos cotidianos y no coloca una batería en cada sensor. Aun así, esa comodidad no significa que el sistema esté listo para uso clínico.
Cómo los sensores del pecho y la muñeca estiman la presión
El sistema no mide la presión inflando un manguito alrededor del brazo. En su lugar, combina dos señales relacionadas con el momento en que el corazón bombea sangre y el pulso llega a la muñeca:
El sensor del pecho registra la actividad eléctrica del corazón. Electrodos secos de platino detectan el evento eléctrico asociado con la contracción cardíaca y la expulsión de sangre.
El sensor de la muñeca detecta la llegada del pulso. Un sensor óptico mide los cambios pulsátiles del volumen de sangre cerca de la muñeca.
El sistema calcula el retraso entre ambos eventos. Ese intervalo se conoce como tiempo de tránsito del pulso: el tiempo que tarda la onda relacionada con el pulso en viajar desde el corazón hacia la muñeca.
Ese tiempo se utiliza para estimar la presión sistólica. Por lo general, un tiempo de tránsito más largo se relaciona inversamente con una presión arterial más baja. Así, el sistema infiere cambios de presión, pero no la mide directamente como lo haría un manguito.
Por ello, es más preciso describirlo como un estimador de presión arterial sin manguito. El resultado depende de las señales de los sensores, la medición del tiempo y la calibración. Su rendimiento tendrá que evaluarse frente a métodos de referencia establecidos, en distintas personas y condiciones.
Cómo la ropa suministra energía y transporta los datos
El prototipo convierte una camiseta de manga larga en parte de la red portátil. Una pista de tela conductora de cobre y níquel conecta las ubicaciones de los sensores, mientras la persona lleva un smartphone en la parte superior del brazo.
La arquitectura utiliza dos canales inalámbricos con funciones diferentes:
Transferencia de energía NFC a 13,56 MHz: la bobina del smartphone genera un campo magnético y la bobina del sensor convierte esa energía de proximidad en corriente eléctrica.
Comunicación de datos por Bluetooth a 2,4 GHz: una vez que reciben energía, los sensores envían las mediciones fisiológicas al smartphone.
La tela está diseñada para separar el canal de energía de campo cercano del canal de datos Bluetooth. En la práctica, el smartphone funciona como centro de la red: alimenta los sensores distribuidos y recibe sus datos sin necesidad de instalar baterías sobre la piel.
La idea se basa en trabajos anteriores sobre ropa con tecnología de campo cercano capaz de conectar sensores sin batería situados en distintos puntos del cuerpo.
Colaboración científica y origen del proyecto
Según la información publicada sobre el proyecto, el desarrollo comenzó en 2021 en el Wireless Bioelectronics Group de NUS, con la colaboración de investigadores de la Universidad de Arizona y la Universidad de Tsinghua. El trabajo se publicó en Nature Electronics como una red inalámbrica de sensores epidérmicos sin batería para monitorizar de forma continua la presión arterial sistólica.
El proyecto también tuvo una motivación personal. El padre del investigador Selman Kurt experimentaba hipertensión de bata blanca —lecturas más elevadas relacionadas con el entorno clínico— y encontraba incómoda la monitorización de 24 horas con manguito porque este se inflaba durante el sueño. Esa experiencia puso de relieve la necesidad de observar la presión durante un día y una noche completos sin interrumpir tanto el descanso.
Qué debe mejorar antes de llegar al mercado
Los próximos pasos del prototipo son tanto prácticos como clínicos.
Lecturas en tiempo real en el smartphone
El sistema previsto incluiría una aplicación capaz de mostrar las lecturas de presión arterial en tiempo real. Convertir las señales de los sensores en una experiencia clara y fiable será fundamental para pasar de una demostración de laboratorio a un dispositivo portátil de uso cotidiano.
Una tela conductora más resistente
En su estado actual, la tela soporta aproximadamente 10 ciclos de lavado antes de que empiece a degradarse su capacidad para transportar energía y datos. Para que la ropa sensorizada resulte práctica, deberá resistir de manera mucho más fiable los lavados repetidos y el desgaste diario.
Validación más amplia
Un ensayo con cinco personas puede demostrar que la arquitectura funciona, pero no basta para establecer su rendimiento en la población general ni para demostrar que sea adecuada para diagnosticar enfermedades. Será necesario comparar sus estimaciones con métodos de referencia aceptados en un grupo más amplio, durante más actividades y en personas con diferentes condiciones de salud. Antes de su uso clínico y comercial también haría falta una validación regulatoria.
En resumen
La principal innovación del sistema de NUS es su arquitectura: combina sensores adheridos a la piel, suministro de energía sin batería a través de la ropa y recopilación de datos mediante un smartphone. Esto podría facilitar el seguimiento de los cambios de presión durante el sueño, al despertar, al hacer ejercicio y durante la actividad cotidiana, momentos en los que las mediciones intermitentes con manguito ofrecen un contexto limitado.
Por ahora, debe considerarse un prototipo de investigación prometedor, no un sustituto de un tensiómetro de brazo validado. Su futuro dependerá de demostrar precisión a gran escala, mejorar la resistencia de la tela y ofrecer lecturas fiables en tiempo real dentro de un sistema portátil realmente práctico.
