El futuro de los wearables, primera parte: ¿Cómo serán las nuevas tecnologías?

Por Jerilyn Covert

Esta es la primera de una serie de dos partes sobre el futuro de la tecnología vestible. La segunda parte examina los increíbles avances en energía y electrónica que harán que los futuros wearables funcionen y puede encontrarse aquí.

23 de agosto de 2022 - Michael Snyder lleva ocho sensores en su cuerpo cada día, incluidos dos smartwatches en cada muñeca.

¿Una exageración? No. Es un genetista que estudia cómo hacer un seguimiento de la salud de las personas mediante el uso de "wearables", un término relativamente nuevo para referirse a los dispositivos que llevamos sobre la piel o cerca de ella para medir cualquier cosa, desde la frecuencia cardíaca hasta el número de escaleras que subimos cada día.

De hecho, sería extraño que no se lanzara a por los accesorios electrónicos. Es director del Centro de Genómica y Medicina Personalizada de Stanford y uno de los primeros en mostrar cómo un smartwatch puede detectar enfermedades infecciosas. Un ejemplo: Snyder utilizó una vez un smartwatch para detectar su propia enfermedad de Lyme antes de que tuviera síntomas.

Esto es sólo un atisbo de lo que los wearables serán pronto capaces de hacer por todos nosotros.

Hoy tenemos una muestra de este futuro, por supuesto. Vivimos en una época en la que un reloj cuenta las calorías quemadas, los pantalones arreglan tu postura de yoga y las gafas muestran notificaciones ante tus ojos.

Pero los wearables del futuro no se limitarán a aumentar tu entrenamiento o tu teléfono móvil: te alertarán de la aparición de enfermedades, gestionarán las dolencias crónicas y ayudarán a los médicos a adaptar los tratamientos a las necesidades únicas de cada paciente.

Y lo mejor es que harán todo esto fuera de la clínica, para que usted pueda dedicar ese tiempo a trabajar, a socializar o a vivir su vida.

Bienvenido al futuro de los dispositivos portátiles.

La tecnología de la "Edad de Piedra" de hoy es un indicio de los milagros médicos del mañana

La ciencia ficción lleva décadas prometiéndonos cosas nuevas y geniales en nuestra piel, pero ¿qué aspecto tendrán nuestros dispositivos portátiles y qué podrán hacer? El futuro está ganando terreno gracias a los avances en materiales, sensores y fuentes de energía que apuntan a los wearables de nueva generación que cumplen dos objetivos principales: Ser menos intrusivos y más fiables.

De hecho, este nuevo y valiente mundo de los wearables se encuentra en fase de desarrollo, y ya se pueden comprar algunos de los aparatos.

Los relojes inteligentes miden la frecuencia cardíaca y los patrones de sueño; las nuevas aplicaciones pueden utilizar estos datos para detectar una infección por COVID-19 antes que tú. Una camiseta ajustada puede medir tus constantes vitales continuamente en tiempo real. Y un parche cutáneo en la parte posterior del brazo puede medir tus niveles de glucosa las 24 horas del día, sin necesidad de pincharte el dedo: puedes ver en tiempo real cómo influye tu dieta en el nivel de azúcar en sangre, lo que te proporciona una hoja de ruta personalizada sobre cómo comer.

Otros van más allá y se esfuerzan por hacer que los wearables se adapten a nuestro día a día, haciéndolos más pequeños, flexibles, extensibles e incluso lavables.

Los futuros dispositivos portátiles podrían ser "invisibles", mezclándose con la ropa o adaptándose al cuerpo, dice la doctora Veena Misra, directora del Centro ASSIST, financiado por el gobierno federal, que reúne a investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y otras instituciones asociadas para crear dispositivos sanitarios de última generación.

Imagínese una camisa de aspecto normal con sensores invisibles tejidos en la tela, o un dispositivo tan pequeño que pueda esconderse bajo la uña, o incluso dentro de usted (no se trata del marcapasos de su abuela).

"Cuando los dispositivos para llevar puestos sean muy finos y se asemejen a la piel, serán más útiles e impactantes", afirma Misra.

Dicho esto, el éxito no está garantizado. Desarrollar esta tecnología es, por utilizar el término técnico, realmente difícil. Incluso si la ciencia sale adelante, quedarán muchos obstáculos en el camino hacia el uso clínico y comercial. Aunque hay mucha expectación en torno a los wearables, todos sabemos que el bombo de una nueva tecnología no siempre predice el tamaño del mercado. (Y la empresa de inteligencia de mercado global IDC informó de un descenso en el mercado de los wearables en el primer trimestre de 2022.

A pesar de los retos, los investigadores siguen empeñados en asegurarse de que, independientemente de los dispositivos que sean la clave de nuestra atención sanitaria en el futuro, los llevaremos bien puestos.

¿Por qué los wearables?

El "big data" es positivamente gargantuesco en la salud y la medicina. A medida que el aprendizaje automático, la inteligencia artificial (IA) y el análisis de datos evolucionan para aprovechar el poder de todos estos datos, los wearables son los vehículos ideales para recopilarlos.

Estos avances son "simbióticos", afirma el doctor Michael Daniele, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. "Si hacemos bien lo de los wearables, proporcionarán datos de calidad que luego podrán introducirse en la cadena de aprendizaje automático-AI-big data". Asimismo, esos datos no tienen ningún valor sin esas herramientas para transformarlos en información, dice.

A diferencia de los métodos convencionales -que probablemente sólo se utilicen en las visitas al médico, quizá una o dos veces al año-, los wearables pueden ponerse en cualquier lugar y en cualquier momento, haciendo un seguimiento continuo de los datos y revelando las tendencias de salud. Eso puede ayudar a los médicos a "rellenar las lagunas" a la hora de hacer un diagnóstico o un pronóstico, dice Daniele. "Da a los médicos otra flecha en la aljaba".

También le da a usted, el ser humano medio, la posibilidad de conocer su cuerpo en tiempo real. La monitorización continua proporciona una línea de base -y tu línea de base es única para ti-, revelando problemas y alertando de eventos adversos.

De ahí que Snyder detectara su enfermedad de Lyme antes de sentir nada.

"No se conduce un coche sin un cuadro de mandos", dice. "Yo diría que es igual de descabellado ir por ahí sin un monitor de salud".

Las investigaciones demuestran que los smartwatches con electrocardiograma pueden diagnosticar la fibrilación auricular (AFib) con una precisión sorprendente (y algunas marcas importantes ya han recibido la aprobación de la FDA para las funciones de AFib), y puede que algún día también resulten útiles para señalar los ataques cardíacos.

Snyder y su equipo han sido pioneros en la creación de una aplicación que se empareja con un smartwatch para detectar la infección y la enfermedad.

"Ahora podemos saber si se tiene COVID en el 80% de los casos antes de que aparezcan los síntomas", afirma. "La mediana es de 3 días antes de la aparición de los síntomas".

Espera poder ampliar esta tecnología en un plazo de 5 años y ponerla a disposición de todas las personas. "3.800 millones de personas tienen un smartphone", dice. "Todo lo que tienes que hacer es emparejarlo con un smartwatch, y tienes un monitor de salud para 3.800 millones de personas".

¿Cómo serán los futuros wearables?

Por supuesto, antes de que los wearables puedan cambiar el mundo, debemos estar dispuestos a, ya sabes, llevarlos.

Eso significa dispositivos que no griten "¡Eh, tengo un problema de salud!". La comodidad también es clave: cuanto menos tengamos que gestionar e interactuar con ellos, mejor. Hoy ya sentimos esos límites.

"Tengo un reloj de Apple, pero el número total de horas a la semana que lo llevo no supera las 20", dice el doctor Alper Bozkurt, profesor de ingeniería eléctrica e informática en NC State. "Una de las razones es que tengo que seguir cargándolo, y siempre me lo olvido en el cargador. Llego a mi oficina y digo: 'Oh, Dios, me he olvidado el reloj'".

Los futuros wearables serán "wear and forget", dice Bozkurt. Simplemente te lo pones y se desvanece en el fondo, sin necesidad de recargarlo ni de pensar en él.

Lo que veremos:

Joyas inteligentes

Ya tenemos relojes y anillos electrónicos, y llegarán más joyas inteligentes (como los pendientes). Pero en lo que respecta a la adopción por parte de los consumidores, los relojes y las pulseras parecen ser los más atractivos desde el punto de vista del estilo. Y dada su popularidad -casi 200 millones de envíos en 2021, según la empresa de investigación y consultoría tecnológica Gartner- los lanzamientos anuales de "nuevos modelos" tienen aún más sentido desde el punto de vista del marketing.

Sin embargo, a medida que avanza la electrónica blanda, los dispositivos de pulsera pueden volverse más finos y parecerse algún día a un trozo de cinta enrollada en la muñeca, dice Daniele.

Ropa

La ropa suele ser útil para aplicar la electrónica y los sensores en zonas más amplias del cuerpo, dice el doctor Jesse Jur, director de tecnología de ecosistemas de Advanced Functional Fabrics of America. Por ejemplo, "un triángulo de Einthoven que puede obtener claramente una señal de electrocardiograma", dice, refiriéndose a la colocación estándar de cables a través del cuerpo para un electrocardiograma.

Aun así, la monitorización puede ser limitada por una razón humana muy básica, dice Jur: Nos cambiamos de ropa.

Muchas empresas se centran en la ropa deportiva. Athos dispone de prendas inteligentes que detectan la actividad muscular durante el entrenamiento. Sensoria Health ofrece prendas superiores que miden el ritmo cardíaco y calcetines que miden la marcha y el impacto de los pies.

Otras aplicaciones pueden pasar del consumo al uso clínico. La empresa Hexoskin, con sede en Montreal, vende camisetas que monitorizan el ritmo cardíaco y la salud respiratoria. Biotricity, con sede en California, ofrece una correa para el pecho con su sistema de monitorización del corazón aprobado por la FDA para pacientes cardíacos, y la empresa emergente Nanowear lleva un arnés aprobado por la FDA que capta más de 85 biomarcadores en tiempo real.

Las prendas inteligentes actuales suelen incluir piezas extraíbles (microcontrolador, batería), pero a medida que el campo avance, éstas podrán integrarse algún día en la prenda, dice Jur. También serán lavables.

La prenda depende de lo que se quiera medir. Pero la compresión es imprescindible para recuperar la información del interior del cuerpo. Entre las posibilidades se encuentran las camisetas, los pantalones cortos, la ropa interior, los sujetadores, las cintas para la cabeza, los casquetes y las mangas para los brazos, dice Jur, que también es jefe de investigación de textiles nanoextendidos en la Facultad de Textiles Wilson de NC State.

Parches

Muchos expertos no apuestan por los relojes o la ropa, sino por una nueva clase de wearable que se adhiere a la piel como una pegatina, una tirita o un tatuaje temporal. Aunque los parches aún no tienen una gran aceptación, prometen una mayor flexibilidad técnica en cuanto a la forma de construir el sensor o la interfaz con la piel, afirma Daniele.

Posiblemente el mayor éxito hasta la fecha sea el monitor continuo de glucosa -como el Freestyle Libre de Abbott y el Dexcom G6-, que puede llevarse durante 10 o 14 días, midiendo la glucosa cada pocos minutos y transmitiendo la información de forma inalámbrica al teléfono móvil. Estos dispositivos, que suelen llevarse en el vientre o en la parte posterior del brazo, funcionan a través de un diminuto sensor insertado bajo la piel para medir el nivel de glucosa en el líquido intersticial, es decir, el líquido que se encuentra en el espacio entre las células.

Otro fluido que puede resultar útil: el sudor. Los investigadores ya son capaces de medir los niveles de glucosa y ácido láctico en el sudor, y se está intentando descubrir qué más hay en el sudor que pueda ser útil.

¿Qué harán los futuros wearables?

El potencial de las nuevas aplicaciones sanitarias a nivel mundial es enorme. En algunos casos, los wearables pueden facilitar el seguimiento de la salud. Por ejemplo, cambiar un estetoscopio por un parche para el pecho, o un voluminoso monitor Holter por una cómoda camiseta. ¿Necesitas un análisis? Sáltate la aguja y ponte un sensor de sudor o de líquido intersticial.

Otras áreas en las que se está investigando:

Sensores suaves, similares a los de la piel. El doctor John Rogers, profesor de ciencia e ingeniería de los materiales, ingeniería biomédica y cirugía neurológica en la Universidad Northwestern, ya ha desarrollado un sensor inalámbrico "muy suave, fino y flexible como la piel" que es muy delicado. Está diseñado para que cualquier persona pueda beneficiarse, pero sugiere que los bebés prematuros en cuidados intensivos "podrían ser los más beneficiados".

Estos frágiles pacientes deben tener las constantes vitales monitorizadas continuamente, lo que supone un "nido de ratas" de cables y cintas adhesivas, explica. Pero él y su equipo (a través de su empresa Sibel Health) han desarrollado unos sensores de monitorización inalámbricos que no afectan a la delicada piel del bebé y ayudan a mantener un saludable contacto piel con piel con la madre.

Como estos sensores son reutilizables y pueden funcionar con los teléfonos inteligentes, pueden ser ideales en los países en desarrollo que no pueden permitirse un equipo de monitorización muy caro, dice Rogers. Ya se han desplegado miles de ellos en Zambia, Ghana, Kenia, India, Pakistán y México.

"Las tasas de mortalidad de los recién nacidos en los países de ingresos bajos y medios siguen siendo extremadamente altas", afirma el doctor William Macharia, pediatra de la Universidad Aga Khan de Nairobi (Kenia), que ha probado el dispositivo en unos 250 pacientes recién nacidos en cuidados intensivos. "La mayoría de las muertes se producen en las dos primeras semanas".

Con este dispositivo, los bebés podrían ser monitorizados mucho antes, revelando los problemas antes y, con suerte, salvando vidas, dice.

La plataforma -que recibió la autorización de la FDA para cuidados no críticos en pacientes adultos- podría tener aplicaciones en todos los departamentos médicos. Rogers también está estudiando su uso en el ámbito de la salud materna, los supervivientes de accidentes cerebrovasculares y los enfermos de Parkinson y Alzheimer. Una de las versiones puede detectar la apnea del sueño, con lo que el laboratorio del sueño estaría en casa.

Control y diagnóstico de la salud mental. Ciertas enfermedades mentales podrían tratarse más fácilmente mediante dispositivos portátiles que, por ejemplo, midan las hormonas del estrés. "Hay un interés creciente en tratar de medir los niveles de cortisol en los seres humanos", dice el doctor Zhenan Bao, profesor de ingeniería química de la Universidad de Stanford.

Los médicos ya analizan los niveles de cortisol a través de la sangre, la saliva o la orina. Pero un wearable podría utilizarse -a través del líquido intersticial o el sudor- para hacer un seguimiento continuo del cortisol, estableciendo una línea de base y rastreando si los niveles de estrés de un paciente están mejorando o empeorando, dice.

Y no sólo eso, esta información podría combinarse con otras medidas de las funciones corporales, como la frecuencia cardíaca y la conductancia de la piel, para llegar a un diagnóstico y un tratamiento más precisos, afirma Bao.

Adherencia y dosificación de fármacos. El sudor puede resultar clave para el control de los medicamentos, afirma el doctor Jason Heikenfeld, profesor de ingeniería eléctrica de la Universidad de Cincinnati. No sólo podremos saber si una persona ha tomado un medicamento, sino que los médicos podrán controlar la rapidez con la que cada persona lo metaboliza. Esto permitirá a los médicos prescribir dosis personalizadas, reduciendo los efectos secundarios y haciendo que los medicamentos sean más eficaces.

"Va a ser la Edad de Piedra", dice Heikenfeld sobre los tiempos actuales. "Vamos a ser como si fueras a una tienda y tu abuela de 85 años, que pesa 95 libras, y tú, que tienes 32 y sobrepeso, tuvieran el mismo frasco de X que dice 'toma esta cantidad cada cuatro horas hasta esta dosis'. No tiene ningún sentido".

Y mucho más. Misra y su equipo del Centro ASSIST están desarrollando sensores para medir la calidad del aire, que posiblemente nos permitan predecir la salud respiratoria. Otros dispositivos podrían medir el olor humano -los volátiles del aliento están asociados al cáncer- y revelar si un paciente con cáncer está en remisión, por ejemplo, dice Misra. El seguimiento del comportamiento de los adultos mayores podría ayudar a detectar cambios en la capacidad de pensar o en la memoria.

"Los wearables se convertirán cada vez más en un predictor de la salud", afirma Misra. Si podemos predecir las afecciones o detectar las enfermedades a tiempo, podremos intervenir antes y obtener mejores resultados sanitarios".

A medida que estos dispositivos sean más aceptados, pasarán de la atención sanitaria al bienestar del consumidor, mejorando no sólo los resultados médicos sino también los cambios de estilo de vida a gran escala, afirma Daniele.

"Y luego está el cielo azul", dice. "Si todo el mundo lleva un dispositivo que mide algo, ¿podemos empezar a hacer cosas como el análisis de la salud de la población?". ¿O podríamos detener más estratégicamente la propagación de enfermedades infecciosas?

Aun así, aunque los laboratorios estén repletos de demostraciones, la transición a la vida real plantea interrogantes: ¿Llevará la gente los wearables? ¿Proporcionarán estos dispositivos datos de calidad? ¿Cómo se compararán esos datos con los actuales estándares de oro de la medicina?

Misra es optimista. Prevé una gran evolución de los dispositivos portátiles en el ámbito clínico y comercial en un plazo de cinco años.

Al fin y al cabo, muchos de nosotros ya estamos acostumbrados a llevar dispositivos de recogida de datos encima o a nuestro alrededor. Lo que significa que el futuro de la tecnología médica y de la salud, en muchos sentidos, ya está aquí y en tu muñeca... sólo esperando una actualización.