Alerta sobre el nivel de presión arterial, ritmo cardíaco y saturación de oxígeno que sean alarmantes.
Por Diego Sánchez Valdivia
La presión arterial es una medición de la fuerza que ejerce la sangre al empujar contra las paredes de las arterias. Pero, ¿qué pasa si no controlas este indicador? La hipertensión puede causar enfermedades como insuficiencia renal, enfermedades del corazón, derrames cerebrales y, por ende, aumentar el riesgo de mortalidad prematura. Para prevenir estos casos en regiones con brechas de atención de salud, un equipo de estudiantes de Ingeniería Electrónica de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) ha desarrollado un monitor de presión arterial aplicando métodos no invasivos con un medidor de oxígeno (SpO2) para pacientes de comunidades nativas asentadas al borde de una cuenca del Río Napo (Maynas – Loreto).
El prototipo de monitor de presión arterial hecho en el Perú fue presentado en la feria tecnológica XpoSTEM 2024, donde se exhibieron más de 40 prototipos y más de 50 investigaciones desarrolladas por estudiantes de la Facultad de Ciencias e Ingeniería (FCI) de la PUCP. Este evento tuvo lugar el pasado miércoles 17 de julio en la sede de Open PUCP, ubicada en el quinto piso del Centro Comercial Plaza San Miguel.
El monitor consta de sensores de presión arterial y nivel de oxígeno que recopilan los siguientes datos del paciente: presión sistólica (momento de presión máxima) y distólica (momento de presión mínima), y frecuencia cardíaca (número de veces que late el corazón durante un periodo).
Luego, mediante señal WiFi y el Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP), el microprocesador del dispositivo transfiere estos datos a una página web, donde se clasifican por fechas y el orden de registro para que un médico debidamente capacitado pueda revisarlas y efectuar un diagnóstico del paciente de manera remota, ahorrando tiempo valioso en la atención de salud.
Para proteger los datos personales de los usuarios, la página web almacena la información de manera confidencial y puede ser consultada únicamente por el médico autorizado mediante la búsqueda de un código IDque se le asigna a cada paciente. Asimismo, la plataforma permite a los especialistas configurar qué niveles de presión, ritmo cardíaco y saturación de oxígeno son alarmantes para el paciente, en función de su edad o las condiciones meteorológicas del lugar donde se encuentre.
En entrevista con la Agencia Andina, Ernesto Isidro, estudiante de décimo ciclo de Ingeniería Electrónica de la PUCP y miembro del equipo de investigación, señaló que la idea de su prototipo, denominado ‘MOPAO’, surgió en las aulas universitarias como parte del curso Proyecto Electrónico 2, con el objetivo de integrarse al proyecto NAPO (“Innovación Social con Conectividad y Salud: Telefonía Celular 3G y Atención Materno-Infantil en Comunidades del Amazonas”), una iniciativa centrada en el despliegue de infraestructuras de telecomunicaciones en una zona especialmente aislada como la Amazonía peruana, buscando aprovechar el potencial de las TIC para mejorar los servicios públicos de salud.
Esta iniciativa de investigación y cooperación fue lanzada en 2016 por la Fundación Enlace Hispano Americano de Salud (EHAS), el Grupo de Telecomunicaciones Rurales de la PUCP, la ONG peruana PANGO y el operador de telefonía rural MAYU Telecomunicaciones, donde también colaboran tanto Telefónica del Perú como Telefónica I+D.
Desafíos de un diseño funcional e innovador
Un dispositivo similar al monitor MOPAO es el Holter de Tensión Arterial, que consta de un manguito con dispositivo de medida que se aplica en el brazo del paciente para ir recopilando sus niveles de presión arterial durante todo el día. A diferencia de este producto, el prototipo desarrollado por estudiantes de ingeniería destaca por su peso ligero que lo dota de una mayor portabilidad, así como por su pantalla táctil DWIN (de grado médico), que puede ser operada con guantes y en diferentes condiciones de humedad, como es habitual en la atención médica.
Además, el sensor de los niveles de oxígeno permite efectuar un diagnóstico más detallado y preciso del estado del paciente. «Muchas veces, un cambio en la presión puede vincularse también a una mala toma de datos, a que el paciente está agitado o cualquier problema que no se está considerando directamente si solo mides la presión. Integrando todas estas tecnologías en el dispositivo, se puede superar esta limitación y realizar de manera más segura un diagnóstico remoto», precisó Isidro.
Por otro lado, el estudiante destacó que las pruebas de validación del dispositivo realizadas hasta la fecha han demostrado un alto nivel de eficacia con los equipos patrón, que son instrumentos de medida que responden directamente a la magnitud que se trata de medir y cuya calibración se puede efectuar sin más que conocer sus características de construcción. Esto constituye un paso previo para las pruebas con humanos, específicamente con los miembros de las comunidades del río Napo, lo que requiere de una autorización aprobada previamente por el Comité de Ética.
«El principal resultado que hemos podido conseguir es que las mediciones que nosotros hagamos alcancen el grado médico recomendado por las autoridades médicas del Perú», resaltó Isidro. «Nosotros podemos decir con orgullo que pudimos competir con productos de grado médico que están actualmente en el mercado en el aspecto de precisión. Creo que ese ha sido uno de nuestros más grandes logros, sobre todo en el tema de presión, pues hay poca literatura al respecto. Por ello, tuvimos que realizar todo el procesamiento de la señal desde cero y hemos llegado a algo que, en mi opinión, es un éxito», añadió.
Otro desafío que enfrentaron los estudiantes en el proceso de construcción del prototipo fue lograr la sinergia tecnológica, es decir, la integración simultánea y efectiva, a nivel de hardware (parte física del dispositivo) y software (conjunto de códigos del sistema operativo), de múltiples sistemas, procesos o innovaciones tecnológicas que trabajen juntos para crear un resultado superior a la suma de sus partes.
«Hay dispositivos que tienen un hardware muy complejo y un software sencillo, y viceversa», explicó Isidro. «Sin embargo, nosotros hemos tenido que trabajar con los dos al mismo tiempo. Y por lo mismo, personas diferentes se encargaban de estos aspectos. Al momento de hacer la integración, muchas veces vimos que las tecnologías no están pensadas para que trabajen de la mano, por lo que uno tiene que ir elaborando sobre la marcha, trabajando con lo que hay», añadió.
Para el diseño y construcción del monitor, el equipo de investigación contó con el apoyo de alumnos de Ingeniería Biomédica y profesionales de salud, y fue subvencionado por la PUCP con un presupuesto aproximado de S/. 2000. No obstante, los estudiantes finalmente tuvieron que invertir dinero de sus propios bolsillos debido al alto costo de los materiales y los múltiples modelos de diseño descartados, así como la exigua literatura sobre su tema de investigación, que les impedía contar con un marco de referencia sólido para abordar su proyecto.
A pesar de ello, Isidro resaltó el aplomo y perseverancia de su equipo al mantenerse firme con sus objetivos de investigación. «Creo que lo más importante es saber a dónde ir, porque si tú tienes un público objetivo o consumidor, eventualmente esto se convierte en una inversión y no en un gasto. Nosotros tuvimos claro nuestro objetivo desde que inició el proyecto y por eso no dudamos al momento de invertir desde nuestros propios bolsillos», precisó.
¿Cómo funciona el monitor de presión arterial?
A nivel de hardware, el principal componente interno del dispositivo es una placa que se conecta a los sensores de saturación de oxígeno y presión arterial mediante un puerto DVI y un circuito neumático, respectivamente. Otra pieza importante es el motor que se encarga de bombear el aire al manguito de presión arterial.
«Todos los datos transmitidos por estos sensores son recopilados por procesadores o circuitos que procesan información y que luego nos lo dan de forma digital, para luego refinarlo mediante software y dar directamente tanto los datos de saturación como de presión como un número solamente. Nosotros recibimos datos que podrían verse quizá como gráficas y tenemos que darle números a los doctores, que es lo que más les importa», detalló el responsable del desarrollo del software.
Dentro de esta placa, destaca el ‘cerebro’ del prototipo: el ESP32, un microcontrolador de bajo consumo y alto rendimiento que se ha convertido en una opción popular para proyectos de Internet de las cosas y desarrollo de hardware. Este componente, importado del extranjero y diseñado en las aulas de la PUCP, almacena los códigos y la información de los pacientes, y entabla la comunicación con cada uno de los componentes mediante Wi-Fi.
Un dispositivo para acortar brechas de atención de salud
El río Napo es un afluente del Amazonas por la margen izquierda que nace en las faldas del volcán Cotopaxi en Ecuador. Se divide en las regiones Alto Napo y Bajo Napo. El primero abarca desde la naciente hasta la desembocadura del río Coca y el segundo hasta la desembocadura del río Amazonas, a 52 millas aguas abajo de la ciudad de Iquitos.
Alrededor de esta vertiente navegable, en cuyo margen radican diferentes comunidades nativas, no hay más que un centro de salud cercano: el Hospital Regional de Loreto FSAI, ubicado a decenas de kilómetros río abajo. Por ello, estas personas deben viajar largas distancias por río (hasta 10 horas, en algunos casos) solo para recibir una consulta médica y, a veces, no pueden ser diagnosticadas a tiempo por personal médico especializado.
En casos de emergencias como un paro cardíaco o un derrame cerebral, el tiempo de espera en atención médica causado por estos viajes largos puede representar un grave riesgo para la salud y la vida de los pacientes. En ese sentido, Isidro destacó que el monitor MOPAO también funciona como un método de alarma «porque permite que se configure cuáles son los rangos correctos o idóneos para que, en caso de alguna anomalía, pueda ser detectada y el médico también pueda apreciarla de manera inmediata».
Actualmente, el dispositivo se encuentra entre la segunda y tercera fase de la escala de Madurez Tecnológica o Technology Readiness Level (TRL), una medida que describe el estado de desarrollo o madurez de una tecnología. Tras recibir la retroalimentación de sus profesores, el equipo de investigación evaluará si es conveniente postular a fondos concursables o solicitar apoyo económico a alguna entidad para seguir financiando el desarrollo de su proyecto.
Una vez que el dispositivo sea validado, el estudiante afirmó que se presentará la propuesta los individuos, grupos o entidades que tienen un interés en las actividades y resultados de una empresa (stakeholders) quienes decidirán si es viable o no incluir el prototipo como parte del proyecto NAPO.
Fuente: Agencia Andina
