MADRID, 17 Nov. (EUROPA PRESS) -
Investigadores de la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, han presentado unos nuevos dispositivos portátiles blandos y miniaturizados que captan los sonidos corporales para monitorizar continuamente la salud, según publican en la revista 'Nature Medicine'.
Adheridos suavemente a la piel, los dispositivos rastrean continuamente estos sutiles sonidos del interior del cuerpo (latidos del corazón, flujo de aire en los pulmones o los movimientos intestinales) de forma simultánea e inalámbrica en múltiples ubicaciones de casi cualquier región del cuerpo.
En estudios piloto, los investigadores probaron los dispositivos en 15 bebés prematuros con trastornos respiratorios y de la motilidad intestinal y en 55 adultos, 20 de ellos con enfermedades pulmonares crónicas. Los dispositivos no sólo funcionaron con precisión de grado clínico, sino que además ofrecían nuevas funcionalidades que no se habían desarrollado ni introducido en la investigación o la atención clínica.
"En la actualidad, no existen métodos para monitorizar de forma continua y cartografiar espacialmente los sonidos corporales en casa o en el hospital", explica John A. Rogers, catedrático de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Ingeniería Biomédica y Cirugía Neurológica en la Escuela de Ingeniería McCormick de la Northwestern, que dirigió el desarrollo del dispositivo.
"Los médicos tienen que colocar un estetoscopio convencional o digital en distintas partes del pecho y la espalda para escuchar los pulmones punto por punto --recuerda--. En estrecha colaboración con nuestros equipos clínicos, nos propusimos desarrollar una nueva estrategia para monitorizar a los pacientes en tiempo real de forma continua y sin los estorbos asociados a la tecnología rígida, cableada y voluminosa".
"La idea de estos dispositivos es proporcionar una evaluación continua y muy precisa de la salud del paciente para tomar decisiones clínicas en las consultas o cuando los pacientes ingresan en el hospital o están conectados a ventiladores", añade el doctor Ankit Bharat, cirujano torácico de Northwestern Medicine, que dirigió la investigación clínica en adultos.
"Una ventaja clave de este dispositivo es poder escuchar y comparar simultáneamente distintas regiones de los pulmones --prosigue--. En pocas palabras, es como si hasta 13 médicos altamente cualificados escucharan simultáneamente distintas regiones de los pulmones con sus estetoscopios, y sus mentes se sincronizaran para crear una evaluación continua y dinámica de la salud pulmonar que se traduce en una película en una pantalla de ordenador real".
Estos pequeños y ligeros dispositivos, que contienen pares de micrófonos digitales y acelerómetros de alto rendimiento, se adhieren suavemente a la piel para crear una completa red de sensores no invasivos.
Al captar simultáneamente los sonidos y correlacionarlos con los procesos corporales, los dispositivos cartografían espacialmente cómo el aire entra, pasa y sale de los pulmones, cómo cambia el ritmo cardiaco en distintos estados de reposo y actividad, y cómo los alimentos, los gases y los líquidos se desplazan por los intestinos.
Encapsulado en silicona blanda, cada dispositivo mide 40 milímetros de largo, 20 milímetros de ancho y 8 milímetros de grosor. Dentro de ese pequeño tamaño, el dispositivo contiene una unidad de memoria flash, una batería diminuta, componentes electrónicos, funciones Bluetooth y dos micrófonos diminutos: uno orientado hacia el interior del cuerpo y otro hacia el exterior. Al captar los sonidos en ambas direcciones, un algoritmo puede separar los sonidos externos (ambientales o de órganos vecinos) de los internos del cuerpo.
"Los pulmones no producen sonido suficiente para que lo oiga una persona normal --explica Bharat--. Simplemente no son lo bastante ruidosos, y los hospitales pueden ser lugares ruidosos. Cuando hay gente hablando cerca o máquinas pitando, puede ser increíblemente difícil. Un aspecto importante de nuestra tecnología es que puede corregir esos sonidos ambientales".
"Independientemente de la ubicación del dispositivo, el registro continuo del entorno sonoro proporciona datos objetivos sobre los niveles de ruido a los que están expuestos los bebés --afirma el doctor Wissam Shalish, neonatólogo del Hospital Infantil de Montreal y coprimer autor del artículo--. También ofrece oportunidades inmediatas para abordar cualquier fuente de estímulos auditivos estresantes o potencialmente comprometedores".
Al desarrollar los nuevos dispositivos, los investigadores pensaron en dos colectivos vulnerables: los bebés prematuros ingresados en la unidad de cuidados intensivos neonatales (UCIN) y los adultos postoperados.
Las apneas, especialmente frecuentes en los bebés prematuros, son una de las principales causas de hospitalización prolongada y, potencialmente, de muerte, pero actualmente no existen métodos para monitorizar continuamente el flujo de aire a pie de cama y distinguir con precisión los subtipos de apnea.
"Muchos de estos bebés son más pequeños que un estetoscopio, por lo que su monitorización ya supone un reto técnico --señala la doctora Debra E. Weese-Mayer, coautora del estudio, jefa de medicina autonómica del Hospital Infantil Ann & Robert H. Lurie de Chicago--. Lo bueno de estos nuevos dispositivos acústicos es que pueden monitorizar de forma no invasiva y continua a un bebé -durante la vigilia y el sueño- sin molestarle".
Estos dispositivos acústicos para llevar puestos ofrecen la oportunidad de determinar de forma segura y no intrusiva la "firma" de cada bebé en relación con su movimiento aéreo (dentro y fuera de las vías respiratorias y los pulmones), los sonidos cardíacos y la motilidad intestinal de día y de noche, prestando atención a la ritmicidad circadiana. Y estos wearables controlan simultáneamente el ruido ambiental que pueda afectar a la "firma" acústica interna y/o introducir otros estímulos que puedan afectar al crecimiento y desarrollo saludables".
En niños y lactantes, los problemas cardiorrespiratorios y gastrointestinales son las principales causas de muerte durante los cinco primeros años de vida. Los problemas gastrointestinales, en particular, van acompañados de ruidos intestinales reducidos, que podrían utilizarse como señal de alerta temprana de problemas digestivos, dismotilidad intestinal y posibles obstrucciones. Así que, como parte del estudio piloto en la UCIN, los investigadores utilizaron los dispositivos para monitorizar estos sonidos.
Además de ofrecer una monitorización continua, los dispositivos también desvinculan a los bebés de la UCIN de la variedad de sensores, hilos y cables conectados a los monitores de cabecera.
Los investigadores también probaron los dispositivos en pacientes adultos: 35 adultos con enfermedades pulmonares crónicas y 20 controles sanos. En todos los casos, los dispositivos captaron simultáneamente la distribución de los sonidos pulmonares y los movimientos corporales en distintos lugares, lo que permitió a los investigadores analizar una sola respiración en distintas regiones de los pulmones.
"Como médicos, a menudo no sabemos cómo funciona una región concreta de los pulmones --explica Bharat--. Con estos sensores inalámbricos, podemos captar distintas regiones de los pulmones y evaluar su rendimiento específico y el de cada región en relación con las demás".
"Los pulmones pueden emitir todo tipo de sonidos: crepitaciones, sibilancias, ondulaciones y aullidos --prosigue--. Es un microentorno fascinante. Mediante la monitorización continua de estos sonidos en tiempo real, podemos determinar si la salud pulmonar mejora o empeora y evaluar la respuesta de un paciente a un medicamento o tratamiento concreto. Así podemos personalizar los tratamientos para cada paciente".
