Pulsera inteligente con monitorización del aliento transformará el cuidado respiratorio

El monitoreo de 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), realiza un seguimiento no intrusivo de la actividad respiratoria. El dispositivo, destacado en la revista Microsystems & Nanoengineering, proporciona un monitoreo continuo y preciso para personas con enfermedades crónicas o en recuperación de una enfermedad. En el centro de esta innovación se encuentra un sensor de presión flexible de solo 300 μm de grosor, impreso en un sustrato de poliuretano termoplástico (TPU). El sensor detecta cambios sutiles en la onda del pulso causados por la respiración y transmite los datos por Bluetooth a una aplicación móvil.

El sistema procesa estas señales, específicamente la variación de amplitud inducida por la respiración (RIAV), la fluctuación en el llenado ventricular (RIFV) y la variación en la línea de base (RIIV), utilizando un modelo híbrido de aprendizaje profundo que combina una red residual con una red neuronal de memoria a corto y largo plazo bidireccional (ResNet-BiLSTM). Este modelo descifra las complejas características temporales y espaciales de los patrones respiratorios y clasifica con precisión la respiración lenta, normal, rápida y simulada con más del 99,5 % de precisión.

El dispositivo portátil se probó en 13 participantes humanos bajo condiciones de respiración simuladas por máquina. El dispositivo ofreció una alta precisión de forma consistente en diferentes estados respiratorios. Su diseño ultraligero (tan solo 9 gramos), junto con su capacidad de adaptarse a la piel y su durabilidad mecánica, permitieron un uso prolongado sin molestias, lo que valida su robustez y confiabilidad tanto en entornos reales como controlados. Esta solución elimina la necesidad de colocarlo en el pecho 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 médicos 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, incluyendo 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 cerrar la brecha entre el monitoreo de alta precisión y la comodidad de los dispositivos portátiles”, afirmó el Dr. Libo Gao, autor principal del estudio. “Hemos demostrado que es posible rastrear la respiración con precisión clínica, sin necesidad de colocar nada en el pecho o el rostro. 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”.