Monitorear la respiración en personas con enfermedades respiratorias crónicas sigue siendo un desafío, ya que la mayoría de los métodos convencionales, como las correas pectorales o las cánulas nasales, son invasivos y poco prácticos para el uso diario. Los métodos indirectos que utilizan la frecuencia cardíaca o las ondas de pulso mejoran la comodidad, pero a menudo comprometen la precisión. Dado que los métodos tradicionales tienen dificultades para captar la complejidad de la respiración humana, existe una necesidad urgente de sistemas de monitorización cómodos y a largo plazo que puedan proporcionar datos respiratorios precisos. Ahora, investigadores han desarrollado una nueva pulsera ligera que mide patrones respiratorios detallados directamente del pulso con precisión clínica.
El sistema, desarrollado por investigadores de la Universidad del Norte de China (Taiyuan, China) y la Universidad de Xiamen (Xiamen, China), monitoriza discretamente la actividad respiratoria. El dispositivo, destacado en Microsystems & Nanoengineering, proporciona una monitorización continua y precisa a personas con enfermedades crónicas o en recuperación. La base de esta innovación es un sensor de presión flexible de 300 μm de grosor, inspirado en la punta del dedo, impreso sobre un sustrato de poliuretano termoplástico (TPU). El sensor detecta sutiles cambios en la onda del pulso causados por la respiración y transmite los datos vía Bluetooth a una aplicación móvil. El sistema procesa estas señales —específicamente la variación de amplitud inducida por la respiración (RIAV), la fluctuación del llenado ventricular (RIFV) y la variación de la línea base (RIIV) —, mediante un modelo híbrido de aprendizaje profundo que combina una red residual con una red neuronal de memoria bidireccional a largo plazo (ResNet-BiLSTM). Este modelo descifra las complejas características temporales y espaciales de los patrones respiratorios y clasifica la respiración lenta, normal, rápida y simulada con una precisión superior al 99,5 %.
El dispositivo portátil se probó en 13 participantes humanos bajo condiciones de respiración simulada por máquina. El dispositivo ofreció una alta precisión de forma constante en diferentes estados respiratorios. Su diseño ultraligero (tan solo 9 gramos), junto con su comodidad que se adapta a la piel y su durabilidad mecánica, permitió un uso prolongado sin molestias, lo que valida su robustez y fiabilidad tanto en entornos reales como controlados. Esta solución elimina la necesidad de colocarlo en el tórax o cerca de las vías respiratorias, lo que simplifica enormemente su uso y aumenta la viabilidad diaria. Su compatibilidad con plataformas móviles permite el seguimiento en tiempo real, el registro de datos y las alertas tempranas, ofreciendo a profesionales sanitarios y cuidadores información valiosa para el manejo de enfermedades crónicas como la EPOC y la apnea del sueño. La tecnología también puede ser útil para poblaciones más amplias, como atletas, astronautas y personas en entornos de gran altitud o físicamente exigentes. Con su combinación de comodidad, precisión y procesamiento inteligente, este monitor respiratorio de muñeca representa un avance prometedor en la tecnología de salud portátil.
“Nuestra misión era reducir la brecha entre la monitorización de alta precisión y la comodidad de un dispositivo portátil”, afirmó el Dr. Libo Gao, autor principal del estudio. “Hemos demostrado que se puede monitorizar la respiración con precisión clínica, sin necesidad de colocarse nada en el pecho ni en la cara. Esto podría ser un punto de inflexión en la forma en que abordamos la monitorización remota de la salud, especialmente para pacientes que necesitan atención las 24 horas”.
Ilustración esquemática del sistema de sensores flexibles (Foto cortesía de Microsystems & Nanoengineering)
” Microsystems & Nanoengineering “