Ya es posible monitorizar la salud en todo momento a través de los sonidos corporales

Unos nuevos dispositivos portátiles, blandos y miniaturizados captan los sonidos corporales para monitorizar la salud de manera ininterrumpida. Estos dispositivos han sido desarrollados por un grupo de investigadores de la Universidad Northwestern de Estados Unidos y su estudio ha sido publicado en la revista Nature Medicine.

Los dispositivos se dedican a rastrear continuamente estos sutiles sonidos del interior del cuerpo, como los latidos del corazón, el flujo de aire en los pulmones o los movimientos en los intestinos. Para poder captar estos sonidos se adhieren suavemente a la piel y pueden captarlos de manera inalámbrica y simultánea en prácticamente todas las partes del cuerpo.

La realización de estudios piloto, probados en quince bebés prematuros, con trastornos respiratorios y del movimiento de los intestinos, y en cincuenta y cinco adultos, veinte de ellos pacientes de enfermedades crónicas pulmonares. Además, estos dispositivos no solamente funcionan con la precisión de grado clínico, sino que también ofrecen 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 el director del desarrollo del dispositivo, John A. Rogers, catedrático de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Ingeniería Biomédica y Cirugía Neurológica en la Escuela de Ingeniería McCormick de la Northwestern.

"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 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. 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".

Los dispositivos son de pequeño tamaño, ligeros y cuentan con un par de micrófonos digitales y acelerómetros de alto rendimiento. Además, la forma de adherirse a la piel es suave para poder crear una red de sensores completa y no invasiva.

Por otra parte, estos dispositivos tienen la capacidad de captar los sonidos de manera simultánea y correlacionarlos con los diferentes procesos corporales. Estos cartografían de manera espacial cómo el aire entra, pasa y sale de los pulmones, cómo los alimentos, gases y líquidos se desplazan por los intestinos y cómo cambia el ritmo cardíaco en los distintos estados (reposo y actividad).

El tamaño de cada dispositivo es de 40 mm de largo, 20 de ancho y 8 de grosor y esta encapsulado en silicona blanda. Además, dentro de este pequeño tamaño, el dispositivo contiene una memoria flash, funciones de Bluetooth, una batería, dos micrófonos (uno orientado al interior del cuerpo y otro hacia el exterior) y demás componentes electrónicos. Al poder captar los sonidos en ambas direcciones, existe un algoritmo que puede separar los externos de los internos.

"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 coautor del artículo. “También ofrece oportunidades inmediatas para abordar cualquier fuente de estímulos auditivos estresantes o potencialmente comprometedores".

El desarrollo de estos nuevos dispositivos ha sido motivado por dos grupos vulnerables, según afirman los investigadores. Estos grupos son los bebés prematuros ingresados en la unidad de cuidados intensivos neonatales (UCIN) y los adultos postoperados.

Una de las principales causas de hospitalización prolongada son las apneas, especialmente frecuentes en los bebés prematuros. Además, estas son una causa grave de muerte y no existe ningún método para monitorizar continuamente el flujo de aire a pie de cama y poder distinguir con exactitud 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".

Los dispositivos acústicos ofrecen la posibilidad de determinar de forma segura y no intrusiva la “firma” de cada bebé en relación con el movimiento del aire, dentro y fuera de las vías respiratorias y los pulmones, a los sonidos cardíacos y a los movimientos en los intestinos (tanto de noche como de día), teniendo especial atención a la ritmicidad circadiana.

Por otra parte, los dispositivos controlan de manera simultánea el ruido ambiental que pueda afectar a los sonidos internos o introducir unos estímulos nuevos que puedan afectar al crecimiento y desarrollo saludable de quien lo porta.

Los problemas cardiorrespiratorios y gastrointestinales son las principales causas de muerte durante los cinco primeros años de vida. Además, los problemas gastrointestinales se caracterizan por ruidos en el instetino, que podrían utilizarse como una señal de alerta temprana de problemas digestivos, de movilidad intestinal y de posibles obstrucciones. Por ello, dentro del estudio piloto que se ha desarrollado en la UCIN, los investigadores han utilizado los dispositivos para motorizar estos sonidos.

Por otra parte, los dispositivos también desvinculan a los bebés que están en la UCIN de una amplia variedad de cables, hilos y sensores que los conectan a los monitores de la cabecera.

La investigación también se centro en probar los dispositivos en pacientes adultos: 35 con enfermedades crónicas en los pulmones y 20 que estaban sanos. En los 55 casos, los dispositivos pudieron captar de manera simultánea la distribución de los sonidos pulmonares y los movimientos de distintas zonas del cuerpo, lo que permitió a los investigadores analizar, con una sola respiración, las distintas zonas de cada pulmón.

"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. 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".