Sensor inalámbrico de baja frecuencia monitoriza la rigidez arterial y la presión sanguínea

La arteriosclerosis, el endurecimiento o estrechamiento de los vasos sanguíneos, complica la evaluación hemodinámica y aumenta el riesgo cardiovascular. El seguimiento continuo y no invasivo de la rigidez arterial y la dinámica de la presión podría mejorar la monitorización, pero muchos sensores inalámbricos operan en frecuencias de megahercios, lo que genera interferencias electromagnéticas y posibles problemas de calentamiento tisular. Estas limitaciones comprometen la estabilidad y la seguridad en entornos clínicos.

Para abordar este problema, los investigadores han desarrollado una plataforma de detección inalámbrica de baja frecuencia que captura fluctuaciones sutiles de la presión vascular en tiempo real, reduciendo al mismo tiempo las interferencias.

WiLECS (Sistema de Acoplamiento Iónico-Electrónico Inalámbrico) es una plataforma de detección electroquímica inalámbrica de baja frecuencia creada por un equipo conjunto del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) y la Universidad de Hanyang. La plataforma combina materiales basados en iones con transferencia de energía inalámbrica mediante un circuito resonante de inductor-capacitor (LC). Está diseñada para operar de forma estable a bajas frecuencias dentro del cuerpo humano.

El grupo de la Universidad de Hanyang desarrolló un material iónico biocompatible de alta capacitancia aprovechando el movimiento de iones para almacenar carga eléctrica. El equipo de KAIST integró este material con un sistema de resonancia LC inalámbrico para detectar de forma remota los cambios de capacitancia inducidos por la presión. Los iones están unidos a nanopartículas de oro y se liberan solo al aplicar presión, lo que produce grandes variaciones en el almacenamiento eléctrico a partir de estímulos mínimos, que se registran como fluctuaciones de frecuencia.

El sistema mantiene un rendimiento excelente por debajo de 1 megahercio y logra una alta relación señal-ruido gracias a la reducción de la interferencia electromagnética. En un modelo de vaso sanguíneo artificial, el sensor monitorizó en tiempo real los cambios de presión arterial asociados a la arteriosclerosis. La investigación se publicó en Nature Communications .

Este trabajo se aparta de la estrategia convencional de aumentar la frecuencia de operación para mejorar la sensibilidad. En cambio, modifica el mecanismo físico de funcionamiento para priorizar la seguridad y la estabilidad electromagnéticas. Este enfoque se describe como una vía hacia los biodispositivos de próxima generación para la monitorización cardiovascular.

“Esta investigación es fruto de un esfuerzo de colaboración que combina materiales iónicos y tecnología inalámbrica, superando las limitaciones de los sensores inalámbricos de alta frecuencia existentes. Tiene un gran potencial de expansión como plataforma que permite la detección inalámbrica estable a la vez que minimiza el impacto electromagnético”, afirmó el profesor Seungyoung Ahn, de la Escuela de Posgrado de Movilidad Cho Chun Shik de KAIST.

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KAIST Department of Chemical Engineering
Universidad de Hanyang