En la actualidad, un grupo de investigadores de la Universidad de Califo ia en San Diego cree haber resuelto la compleja situación gracias a un sensor capaz de leer ECGs y otros datos a través de la ropa, sin tener que tocar la piel.
Los científicos se han encontrado con dificultades a la hora de desarrollar algo capaz de detectar de forma fiable los cambios de polaridad en la piel sin contacto directo. Los electrodos de ECG detectan el tiempo que tardan las olas de polaridad cambiante (causadas por las contracciones del músculo del corazón) en viajar a diferentes sensores, lo que revela la actividad eléctrica de distintas partes del corazón. Actualmente, estos sensores requieren el uso de un gel o un adhesivo que a menudo provocan alergias. Los sensores no pegajosos o "secos" son incómodos y especialmente sensibles al movimiento, así que no pueden utilizarse fuera de la clínica o durante largos períodos de tiempo.
En lugar de utilizar electrodos, los investigadores de UCSD construyeron un sensor capacitivo, que conduce señales mucho más débiles, pero que puede hacerlo a través de pequeñas distancias. Aunque el concepto se remonta a décadas atrás, los intentos anteriores por construir este tipo de sensores han sido poco prácticos para la producción en masa—tendían a ser demasiado costosos, o demasiado sensibles al ruido exterior, o ambas cosas. El sensor desarrollado por el bioingeniero Gert Cauwenberghs y su estudiante de post-grado, Mike Chi, utiliza componentes de los que se encuentran fácilmente en las tiendas junto a un circuito inteligente para solucionar estos problemas. El sensor es capaz de detectar los cambios débiles en la capacitancia, y amplificarlos, al tiempo que cancela el ruido eléctrico ambiental que existe a nuestro alrededor. "Lo que tenemos a nuestra disposición hoy día requiere el uso de varios componentes discretos", afirma Chi. "Nuestro proceso hace que sea fiable y barato, con lo que tenemos un circuito que puede ser producido en masa."
El sensor de Chi es apenas más grande que una moneda de cuarto de dólar, y cuando varios sensores se integran en un material y se conectan entre sí, crean un monitor portátil que los pacientes pueden llevar puesto sobre la ropa a medida que realizan su rutina diaria. Esto podría significar un incremento del tiempo de control y un mejor cumplimiento de sus obligaciones por parte de los pacientes.
Actualmente, cuando los cardiólogos necesitan saber cómo es la actividad del corazón de un paciente durante un período de tiempo prolongado, tienen que enviarlos a casa con un monitor Holter, un dispositivo ECG portátil que utiliza los mismos electrodos pegajosos y con cables usados en el hospital. Sin embargo este monitor sólo puede utilizarse hasta durante 48 horas, y los ritmos cardíacos anormales no siempre se producen durante periodos de tiempo tan cortos. "Muchos de estos eventos son transitorios, y con la tecnología de hoy realmente podemos llegar a pasarlos por alto porque no se pueden capturar de forma fiable", asegura Chi. Si un paciente pudiera usar un chaleco por encima de su ropa, el control podría continuar durante el tiempo que el médico estimase necesario.
La incorporación de los sensores en una cinta para la cabeza hace que también sea posible controlar parte de la actividad eléctrica en el cerebro. "Para una única visita al médico con motivo de un ECG y un EEG, probablemente no tenga importancia el hecho de usar sensores pegajosos o no. Sin embargo, para un uso a largo plazo, sin duda supone una diferencia", afirma Maysam Ghovanloo, bioingeniero del Instituto de Tecnología de Georgia.
El grupo de UCSD está colaborando con un grupo de la Universidad del Estado de Oregon para crear una versión completamente inalámbrica de su sensor, con un transmisor Bluetooth capaz de transmitir información a un receptor. "Creo que lo que están haciendo es una contribución realmente importante", señala Eric Topol, director del Instituto de Ciencia Translacional Scripps en San Diego, y especialista en salud inalámbrica. "Creo que es muy viable y atractivo, y es algo muy bueno para añadirlo al kit de herramientas de los sensores inalámbricos."
A largo plazo, Chi y Cauwenberghs esperan que los sensores también pudieran ser útiles para el avance de las aplicaciones de interfaz cerebro-ordenador. "Queríamos construir un sensor muy sensible capaz de adquirir señales de forma fiable a través del pelo sin ningún tipo de gel incómodo, abrasión o cualquier tipo de preparación. Algo que fuera fácil de usar y muy rápido", afirma Chi. Estos tipos de sensores se podrían utilizar para ayudar a los pacientes con lesión espinal a comunicarse, o incluso combinarse con sistemas de juego.
Sin embargo, y aunque los sensores EEG pueden recoger cierta actividad cerebral, los sensores deben llegar a ser más sensibles, puesto que la actividad neuronal en el cerebro es notablemente débil. "Los electrodos sin contacto van a ser algo ventajoso, sin importar dónde los coloquemos en el cuerpo", afirma Rahul Sarpeshkar, ingeniero de bioelectrónica en el MIT. "No obstante, todos estos sistemas, cuando se apliquen en el campo de la medicina, tienen que tener en cuenta el movimiento y la fuerza de la señal, lo que hace que el EEG sea un mayor desafío a nivel técnico".
Las aplicaciones cardíacas puede que estén más al alcance de la mano: Chi y Cauwenberghs tienen datos que muestran que sus sensores pueden captar señales casi tan exactas como las captadas con los electrodos a base de gel. Chi está en fase de creación de una startup, Cognionics, para desarrollar más los sensores, y ya ha iniciado conversaciones con compañías de dispositivos médicos.