Nueva tecnología convierte auriculares en sensores para el seguimiento de la función cardíaca

La evaluación continua de la mecánica cardíaca fuera de la clínica sigue siendo difícil, ya que las herramientas existentes suelen requerir sensores colocados en el pecho y grabaciones breves y supervisadas. No detectar cambios tempranos en la sincronización o el ritmo valvular puede retrasar el diagnóstico y la intensificación del tratamiento.

Un equipo de investigación de la Universidad Carnegie Mellon (Pittsburgh, Pensilvania, EE. UU.) ha desarrollado ahora una forma de ampliar la monitorización a largo plazo convirtiendo auriculares de uso cotidiano en sensores de microactividad cardíaca. El enfoque busca hacer más accesible la monitorización domiciliaria para pacientes con riesgo de enfermedad cardíaca estructural y arritmias.

Esta tecnología reutiliza auriculares comunes como sensores de vibración cardíaca que capturan la actividad valvular con una precisión casi clínica. Al invertir la función del altavoz integrado, el sistema lo utiliza como un sensor que responde a las pequeñas vibraciones transmitidas por el cuerpo desde el corazón latiendo. Las grabaciones resultantes en el canal auditivo proporcionan información mecánica que los dispositivos portátiles convencionales no ofrecen.

El equipo de investigación desarrolló un sistema de aprendizaje automático que reconstruye señales detalladas del movimiento cardíaco a partir de las grabaciones de los auriculares. Las formas de onda reconstruidas coinciden estrechamente con las señales de acelerómetros y giroscopios de grado médico colocados en el pecho.

En un estudio de viabilidad con 18 usuarios, las señales medidas en el oído siguieron la propagación predecible de las vibraciones cardíacas a través del cuerpo y se alinearon con las mediciones del pecho, obteniendo correlaciones de entre 0,88 y 0,95. Estos hallazgos indican que el oído puede servir como un punto de observación estable para monitorizar la mecánica valvular.

Los investigadores señalan que la mayoría de los dispositivos de consumo actuales estiman la frecuencia cardíaca, mientras que este método escucha los latidos del corazón. Informan sobre posibles aplicaciones en la monitorización pasiva y domiciliaria de afecciones cardíacas, incluida la fibrilación auricular, y en la detección de trastornos valvulares. El trabajo está disponible como preimpresión en arXiv con el título “LubDubDecoder: Llevando la monitorización cardíaca micromecánica a los dispositivos de audio”.

"La recopilación de estas señales suele requerir un entorno clínico en el que el paciente se recuesta, se quita la camisa y se le colocan acelerómetros y giroscopios", explicó Justin Chan, profesor adjunto de ingeniería eléctrica e informática y de ciencias de la computación, quien asesoró el proyecto.

"Las grabaciones suelen limitarse a unos pocos minutos debido a las limitaciones de tiempo en las clínicas concurridas y a la incomodidad del paciente durante sesiones prolongadas. Nuestra tecnología elimina todos esos obstáculos y permite la monitorización microcardíaca en casa. La clave de nuestro trabajo reside en la medición de los ritmos microcardíacos con el altavoz integrado," dijo Chan.

"Descubrimos que esto funciona en diferentes personas y con diferentes tipos de auriculares. En lugar de simplemente medir la velocidad de los latidos del corazón, analiza cómo late. Y esa distinción es importante. Las anomalías en la sincronización mecánica pueden preceder a síntomas más evidentes. Cambios sutiles en la dinámica de las válvulas podrían indicar la progresión de una enfermedad mucho antes de que una persona sienta dificultad para respirar," dijo Siqi Zhang, estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica e informática y autor principal del artículo.

"La mayoría de la gente ya tiene auriculares y escucha música. Ahora también podemos controlar la salud del corazón al mismo tiempo", añadió Zhang.

Enlaces relacionados
Universidad Carnegie Mellon