Monitoreo del ritmo cardíaco sin contacto con el uso de altavoces inteligentes.

22/03/2021

 

 

 

 

Monitorear el ritmo sin contacto es valioso en la era de la telemedicina moderna. Los altavoces inteligentes de alta calidad equipados con varios micrófonos son de gran utilidad para el monitoreo sin contacto del cuerpo humano. Dispositivos como lo son: Google Nest, Apple HomePod y Amazon Echo.

Este tipo de monitoreo ofrece varias ventajas: monitorizar pacientes con enfermedades infectocontagiosas que se encuentren aislados (en cuarentena domiciliaria), pacientes con alergias cutáneas que no toleran dispositivos portátiles y de contacto, pacientes que viven en áreas rurales los cuales se pueden conectar con los médicos y así examinar a los pacientes de forma remota para detectar alteraciones del ritmo cardiaco.

Un altavoz inteligente emite señales de sonido inaudibles de 18 a 22 kHz que se reflejan en el cuerpo humano y son recibidas por una matriz de micrófonos. Se diseñaron algoritmos para analizar las señales y detectar el movimiento de la pared torácica: impulso apical del corazón y pulsaciones arteriales (las cuales se deben separar de los movimientos respiratorios y ambientales). El dispositivo se coloca a menos de un metro de distancia para identificar latidos cardíacos individuales, captar la frecuencia cardiaca y los intervalos R – R.

¿Cómo funcionan? Se diseñó un sistema de sonda inteligente basado en altavoces el cual genera señales de onda continua de frecuencia modulada. Se extraen los latidos del corazón individuales de los reflejos de las transmisiones capturadas por una matriz de micrófonos. Se procesa la señal recibida en cada micrófono, se filtran las frecuencias audibles y se elimina el ruido de fondo. Se extrae la respuesta al impulso del canal acústico que representa los tiempos de llegada de las reflexiones del altavoz al micrófono. Se separa el ritmo cardíaco del movimiento respiratorio. Para maximizar la relación señal-interferencia y ruido, se introdujo un algoritmo de formación de haces al alinear las señales de los latidos del corazón a través de micrófonos y frecuencias mientras minimiza la interferencia del movimiento y el ruido de la respiración.

Wang et al. realizaron un estudio de cohorte, con participantes voluntarios que no padecieran obesidad, y que tuvieran (o no) antecedentes de enfermedad cardiaca. Las pruebas se realizaron en el Centro Médico de la Universidad de Washington. Se utilizó sensores de ECG Elite HRV CorSense POG y Polar H10. El prototipo de altavoz inteligente que se creó utiliza una matriz de 7 micrófonos, con un diseño y una sensibilidad idéntica a los de Amazon Echo Dot. El dispositivo en las pruebas se colocó a diferentes distancias y ángulos, con música de fondo y con variaciones de frecuencia cardiaca. Se presentó un sistema de prueba que puede extraer datos de ritmo cardiaco utilizando altavoces inteligentes. La capacidad de calcular los intervalos R – R y la frecuencia cardiaca ha demostrado ser clínicamente útil para distinguir entre la fibrilación auricular y el ritmo sinusal. Se ha utilizado para controlar el estrés, la ansiedad y la salud general del sistema nervioso autónomo. Sin embargo, se requieren más estudios para determinar la utilidad de la tecnología para estos y otros escenarios potenciales

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Fuente: Wang, Anran, et al. “Using Smart Speakers to Contactlessly Monitor Heart Rhythms.” Commun Biol, 4, 319 (2021). DOI https://doi.org/10.1038/s42003-021-01824-9.

www.nature.com/articles/s42003-021-01824-9.

 

Redactó: Dra. Vanesa G. Jiménez Garcés

Revisado por: Dr. Mauricio Lopez