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Integrated Sensing Architectures and Tools for Health Care

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Un dispositivo ponible inteligente analiza el sudor en busca de indicadores de salud

La investigación de alto riesgo y alta recompensa de CyberCare sobre las estructuras informáticas y de detección integradas, junto con las herramientas para su funcionamiento, ha dado lugar a un prototipo de dispositivo ponible para la atención sanitaria inteligente.

Salud

Cada vez se diseñan más tecnologías inteligentes para la atención sanitaria personalizada que aprovechan los avances en las tecnologías de detección para la adquisición de datos, las estructuras informáticas para el procesamiento de datos y el apoyo a la toma de decisiones, a menudo basado en algoritmos de inteligencia artificial. Para que estos dispositivos funcionen, cada componente inteligente debe conectarse a través de una interfaz y actuar como puente entre los biosistemas que monitorizan los parámetros físicos y los sistemas de procesamiento de información que registran y responden a esa información. En el proyecto CyberCare, con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación, se ha diseñado y probado un sistema de este tipo, destinado en última instancia a ir más allá del seguimiento del estado de la salud y a ofrecer opciones terapéuticas adecuadas. «El reto principal era desarrollar no solo un sistema seguro y preciso, sino uno que los usuarios adoptaran porque es discreto y sencillo de utilizar», señala el coordinador del proyecto, Giovanni De Micheli. El equipo del proyecto logró producir un prototipo de dispositivo portátil capaz de medir múltiples iones en pequeñas muestras de sudor.

La tecnología integrada microfabricada para llevar puesta

Los iones son átomos, o grupos de átomos, que tienen una carga eléctrica positiva o negativa. La cuantificación de sus concentraciones en los fluidos corporales indica la presencia de compuestos químicos que pueden revelar mucho sobre la salud. Los niveles de litio, por ejemplo, se controlan regularmente en las personas a las que se le diagnostica comportamiento bipolar debido a su papel en la estabilización del estado de ánimo. En medicina deportiva, después del esfuerzo físico suele medirse el equilibrio de sodio y potasio, ya que estos electrolitos ayudan a las células a comunicarse entre sí y, por tanto, son fundamentales para muchas de nuestras funciones corporales. En el centro de la tecnología portátil se encuentra una disposición modular de células sensoriales, cubiertas por membranas selectivas de iones, permeables a iones específicos de interés. Cada célula sensorial recoge las cargas eléctricas de los iones. Las mediciones de estas cargas se utilizan entonces para caracterizar los iones de interés. Las matrices celulares con diferentes membranas específicas de iones permiten detectar varias sustancias en paralelo. Los sensores se integran en una lámina flexible y la electrónica para la adquisición de datos se instala sobre un sustrato flexible que facilita su fijación al cuerpo. En última instancia, los usuarios pueden visualizar y registrar los resultados en un dispositivo móvil (como un teléfono o un ordenador portátil), gracias a una conexión inalámbrica con el dispositivo, lo que ayuda a los usuarios, o a los profesionales de la salud, a elegir los mejores tratamientos. «La modularidad del sistema permite la versatilidad y la reducción de los costes de ingeniería», señala De Micheli. Se probó un sistema especializado en la monitorización de la actividad deportiva y la fatiga por parte de voluntarios que montaban en bicicleta mientras llevaban una diadema que contenía la plataforma CyberCare. El sistema analizó su sudor en tiempo real y comprobó sus niveles de sodio y potasio. «Al comparar nuestros resultados con las mediciones de las muestras de sudor estándar y los análisis fuera de línea con voluminosos equipos de laboratorio, encontramos una coincidencia casi perfecta», explica De Micheli.

Empoderamiento de los ciudadanos

El dispositivo de CyberCare contribuye a apoyar el objetivo de sanidad electrónica de la Unión Europea de reforzar la autonomía de los ciudadanos y la atención individual a través de los servicios digitales, con aplicaciones como esta que ayudan a facilitar el seguimiento y la asistencia sanitaria a distancia. Además, podría ayudar a los aficionados al deporte y deportistas profesionales a optimizar su entrenamiento. En la actualidad, la tecnología se encuentra en fase de prototipo mientras el equipo busca un proveedor industrial adecuado para desarrollar un producto comercializable para aplicaciones médicas o deportivas. «Dado que existen tantos compuestos biológicos que ofrecen indicadores de salud útiles, esta tecnología puede integrarse en muchas aplicaciones. Además de controlar la salud orgánica, también podría utilizarse, por ejemplo, para medir la exposición a contaminantes, como el plomo», concluye De Micheli.

Palabras clave

CyberCare, dispositivo ponible, ion, sudor, salud, potasio, sodio, deportes, sensor

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