Los fans de Star Trek estarán familiarizados con el tricorder – un dispositivo utilizado en la serie de ficción para explorar y para recopilar información detallada sobre los lugares y los seres vivos. Ahora, los investigadores han llevado a la tecnología para el mundo real, con la creación de un dispositivo portátil – objeto similar al tricordio – que puede medir señales bioquímicas y eléctricas en el cuerpo humano de forma simultánea.
El dispositivo – llamado «Chem Phys» – mide los niveles en tiempo real de lactato, un bioquímico que sirve como un indicador de la actividad física, así como la actividad eléctrica del corazón.
En pocas palabras, la nueva tecnología monitorea niveles de condición física de una persona y la función del corazón, al mismo tiempo, y es el primer dispositivo que puede hacerlo.
«Uno de los objetivos generales de nuestra investigación es la construcción de un dispositivo portátil (como el tricordio) que puede medir simultáneamente toda una serie de señales electro-fisiológicas química, física y continuamente durante todo el día», dice el líder del co-proyecto Patrick Mercier, de la Escuela Jacobs de Ingeniería de la Universidad de California en San Diego.
«Esta investigación representa un primer paso importante para mostrar que esto puede ser posible.»
Mercier y sus colegas, revelan cómo se creó el dispositivo y cómo funciona en un estudio publicado en Nature Communications.
Según el equipo, la mayoría de los seguidores de fitness portátiles actualmente en el mercado sólo tienen la capacidad de medir la señal de un solo cuerpo a la vez, tal como el número de pasos dados o la frecuencia cardíaca.
Además, casi ninguno de ellos tiene la capacidad de medir señales químicas, tales como el lactato.
Mercier y sus colegas se dispusieron a abordar esta brecha en el campo mediante la creación de un sensor portátil que puede medir simultáneamente señales eléctricas como bioquímicas.
¿Cómo se creó el parche Chem-Phys?
El parche Chem-Phys está hecho de un adhesivo delgado, o lámina flexible de poliéster, que los investigadores fabrican utilizando la serigrafía.
Un electrodo de detección de lactato está situado en el centro de la mancha, y dos electrodos de electrocardiograma (ECG) – que detectan las señales eléctricas del corazón – se encuentran a uno y otro lado.
El principal desafío que enfrenta el equipo era asegurar que las señales de cada electrodo no interfieran entre sí, lo que podría sesgar los resultados.
Los investigadores colocaron los electrodos a diferentes distancias unos de otros y probaron la mejor distancia para evitar interferencias. Ellos encontraron que una distancia de 4 cm – alrededor de 1.5 pulgadas – entre los electrodos de ECG proporciona la mejor calidad de la señal.
Además, los investigadores necesitan para asegurarse de que los sensores de ECG fueron totalmente independientes del sensor de lactato; debido a que el sensor de lactato funciona con la ayuda de un pequeño voltaje, que puede pasar a través del sudor, tiene el potencial de interrumpir las lecturas de ECG.
Para asegurarse de que el sudor sólo entra en contacto con el sensor de lactato, evitando los electrodos de ECG, se añadió un caucho de silicona suave, repelente al agua en el dispositivo.
A continuación, los investigadores conectan cada sensor a una pequeña placa de circuito, por encargo impreso. Este consiste en un microcontrolador y un chip de baja energía Bluetooth, que envía la información recogida por el dispositivo a un smartphone, SmartWatch, u ordenador portátil.
Dispositivo podría tener múltiples beneficios
Para su estudio, Mercier y sus colegas probaron el parche Chem-Phys en tres hombres a medida que participan en 15-30 minutos de intenso ciclismo.
Los tres hombres llevaban el parche en el pecho, cerca de la base de su esternón (foto de portada), y dos de los hombres también llevaban un monitor de frecuencia cardíaca comercial en su muñeca.
Los investigadores encontraron que los datos recogidos por los electrodos de ECG corresponden muy de cerca a los datos recogidos por el monitor de frecuencia cardíaca comercial.
Además, encontraron que la información recogida por el sensor de lactato coincide estrechamente con los datos de lactato recogidos durante el aumento de la actividad física en los estudios anteriores.
Sobre la base de sus resultados, los investigadores creen que su parche Chem-Phys acerca más la posibilidad de un dispositivo portátil que mida la aptitud simultáneamente una variedad de señales del cuerpo.
Los investigadores dicen que su dispositivo podría ser útil en un número de áreas.
Según el Dr. Kevin Patrick, Universidad de California-San Diego: «Indudablemente habría interés en la comunidad de la medicina deportiva acerca de cómo este tipo de detección podría ayudar a optimizar los regímenes de entrenamiento para los atletas de élite.
La capacidad de evaluar simultáneamente ECG y lactato también podría abrir algunas posibilidades interesantes en la prevención y / o la gestión de las personas con la enfermedad cardiovascular «.
El equipo ahora planea realizar una serie de mejoras en el dispositivo, incluyendo la adición de sensores que pueden medir los signos vitales y otros marcadores químicos, como el magnesio y el potasio.
Abajo la foto del tricorder original en la serie Star Trek:
