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Apr 26, 2024

Por qué es tan difícil medir la presión arterial para los relojes inteligentes

La solución a este problema no puede ocurrir lo suficientemente pronto. Los relojes inteligentes y los rastreadores de actividad física han recorrido un largo camino desde que el primer Fitbit prácticamente inventó el mercado de dispositivos portátiles modernos en 2009. En aquel entonces, el

La solución a este problema no puede ocurrir lo suficientemente pronto

Los relojes inteligentes y los rastreadores de actividad física han recorrido un largo camino desde que el primer Fitbit prácticamente inventó el mercado de dispositivos portátiles modernos en 2009. En aquel entonces, lo único que se podía medir era cuántos pasos daba. Unos cinco años después, los relojes inteligentes irrumpieron en escena y, hoy en día, los mejores relojes inteligentes pueden ofrecer a sus usuarios un sensor de frecuencia cardíaca, saturación de oxígeno en sangre y temperatura de la piel en la muñeca por solo un par de cientos de dólares.

Pero a pesar de todos los avances modernos en la tecnología de salud móvil, poner en manos de los consumidores un monitor de presión arterial preciso, sin brazalete y basado en un reloj inteligente ha estado hasta ahora fuera del alcance de los principales fabricantes de dispositivos. La aplicación Health Monitor de Samsung afirma poder "medir" la presión arterial desde 2021 en el Galaxy Watch 3, pero requiere una recalibración mensual con un dispositivo de presión arterial tradicional con brazalete y no está disponible en los EE. UU. debido a la falta de aprobación de la FDA. aprobación.

Entonces, ¿qué pasa? ¿Por qué es tan difícil medir la presión arterial para los relojes inteligentes? Para entenderlo, comencemos con lo básico.

La presión arterial, en pocas palabras, es la fuerza que la sangre ejerce sobre las paredes arteriales. La presión máxima (o sistólica) ocurre cuando el corazón se contrae, forzando la sangre a través de las arterias. Entre contracciones está la presión mínima (o diastólica). Estos dos valores, medidos en milímetros de mercurio (mmHg), son su presión arterial.

La medición más precisa de la presión arterial se logra insertando un tubo (cánula) en una arteria y midiendo directamente la presión de la sangre. Obviamente, esto es muy invasivo y generalmente no se utiliza para mediciones de rutina.

La forma más común de medir la presión arterial es el método auscultatorio (del latín escuchar). Esto implica colocar un manguito de presión arterial sobre la arteria braquial (la arteria más grande en la parte superior del brazo) e inflarlo hasta que corte el flujo de sangre. La presión se libera y alguien (generalmente un profesional médico) toma nota de la presión cuando se escucha el sonido del flujo sanguíneo que se reanuda (presión sistólica) y cuando el sonido del flujo sanguíneo turbulento ya no se puede escuchar (presión diastólica).

Los dispositivos electrónicos de presión arterial funcionan de manera similar. Al igual que con el método de auscultación, se infla un manguito hasta que bloquea el flujo sanguíneo. A medida que la presión se libera lentamente y se reanuda el flujo sanguíneo, los monitores de presión en el brazalete miden las oscilaciones de la presión del pulso. Basándose en la presión máxima del pulso y la presión del manguito, se pueden estimar con gran precisión la presión sistólica y diastólica.

En una palabra: hipertensión.

"La presión arterial alta, o hipertensión, es a menudo el primer signo de enfermedad cardiovascular", dice la Dra. Tammy Brady, directora médica del Programa de Hipertensión Pediátrica de la Universidad Johns Hopkins. "En todo el mundo, más de mil millones de personas tienen un diagnóstico de hipertensión, que es la principal causa de morbilidad y mortalidad relacionada con las enfermedades cardiovasculares". En Estados Unidos, las enfermedades cardiovasculares han sido la principal causa de muerte desde 1950 y representaron casi 700.000 muertes solo en 2021. A nivel mundial, esa cifra aumenta a casi 18 millones.

Categoría de presión arterial

Presión sistólica

y/o

Presión diastólica

Normal

<120mmHg

y

<80mmHg

Elevado

120-129 mmHg

y

<80mmHg

Hipertensión Etapa 1

130-139 mmHg

o

80–89 mmHg

Hipertensión Etapa 2

>140mmHg

o

>90mmHg

Crisis hipertensiva

>180mmHg

y/o

>120mmHg

Fuente: Asociación Estadounidense del Corazón

Cuando la sangre se mueve a través del sistema circulatorio con demasiada fuerza y ​​velocidad, puede dañar el interior de las venas y arterias. El colesterol forma placas a lo largo de estas regiones dañadas que restringen el flujo sanguíneo, elevando aún más la presión arterial y provocando más daño y constricción. Si esto suena mal es porque lo es. La presión arterial alta puede hacer que las arterias se abulten (aneurisma) o se rompan. La constricción y acumulación de placa que causa en su sistema circulatorio puede causar una obstrucción arterial (embolia) que impide que la sangre llegue a partes vitales de su cuerpo. Todos estos escenarios son potencialmente letales y requieren intervención médica para tratarlos.

Para agravar todo esto está el hecho de que no hay síntomas externos de presión arterial alta. No causa dolores de cabeza, dolor de pecho, hemorragias nasales ni mareos. Según el Dr. Brady, "muchas personas no saben que tienen hipertensión, lo que les lleva a perder oportunidades de tratamiento y prevención de eventos cardiovasculares". Por lo tanto, la única forma de saberlo con seguridad es controlar periódicamente su presión arterial.

Desafortunadamente, la mayoría de las personas sólo se miden la presión arterial cuando visitan el consultorio del médico, lo que cuesta tiempo y dinero. Además de eso, los médicos tienen que lidiar con los efectos confusos del "síndrome de la bata blanca", un aumento de la presión arterial debido a la ansiedad inducida por el médico.

Teniendo en cuenta estos desafíos y el impacto masivo de la hipertensión y las enfermedades cardíacas en la salud pública, los fabricantes de relojes inteligentes están muy motivados para hacer que el monitoreo de la presión arterial esté disponible en sus dispositivos.

La mayor parte de las investigaciones sobre el control de la presión arterial sin brazalete se han centrado en la idea de utilizar datos de los monitores de frecuencia cardíaca y saturación de oxígeno en sangre que ya son comunes en la mayoría de los relojes inteligentes. Estos sensores utilizan una técnica llamada fotopletismografía (PPG) para medir el cambio de volumen en los vasos sanguíneos a lo largo del tiempo mediante un LED y un sensor de luz. Lo complicado es cómo convertir los datos recopilados en algo que pueda usarse para calcular la presión arterial. Y aunque no existe una forma obvia y "correcta" de hacerlo, tenemos algunas opciones:

Samsung, que ofrece mediciones de la presión arterial a través de su aplicación Samsung Health Monitor en docenas de países (sobre todo en la Unión Europea), estima la presión arterial con una técnica llamada análisis de ondas de pulso (PWA). La idea básica es que un mayor volumen de sangre que pasa por las arterias equivale a una presión arterial más alta. El gran inconveniente de esta técnica es que estas mediciones sólo indican un cambio relativo en la presión arterial; no pueden indicar su presión arterial absoluta (como se expresa tradicionalmente en milímetros de mercurio). Para poder hacer una suposición precisa, es necesario calibrarlo con un tensiómetro tradicional una vez al mes.

Otra técnica popular utiliza una métrica conocida como tiempo de llegada del pulso (PAT) para estimar la presión arterial. PAT es la medida del tiempo entre el pico de su electrocardiograma (ECG) y el pico de su PPG. Cuanto más breve sea su PAT, mayor será su presión arterial. Al igual que PWA, PAT solo puede indicar cambios relativos en la presión arterial, por lo que también requiere una recalibración regular con un dispositivo de presión arterial tradicional.

Las mediciones de la presión arterial basadas en PAT existen desde al menos 1993, cuando Casio lanzó el BP-100, un reloj de pulsera con un sensor PPG y ECG. La propia Fitbit lanzó un estudio para analizar la precisión de las lecturas de presión arterial mediante PAT en 2021, pero aún no ha publicado ningún resultado.

De manera similar a la PAT, el tiempo de tránsito del pulso (PTT) mide el tiempo que tarda una onda de pulso en viajar entre dos partes del cuerpo. Hay un par de formas de hacer esto, pero todas se basan en los mismos principios subyacentes. Un método consiste en utilizar dos sensores PPG separados y medir el tiempo que tarda una onda de pulso en transitar por los dos puntos.

Algunos investigadores han propuesto el uso de la sismocardiografía (SCG, que mide las vibraciones causadas por el corazón) y la balistocardiografía (BCG, que mide los movimientos corporales causados ​​por el corazón) para obtener el primer punto temporal en una medición del PTT. Estas técnicas utilizarían los acelerómetros de su reloj inteligente para detectar la señal SCG o BCG de cuando late su corazón y compararían el tiempo con la señal PPG en su muñeca para encontrar el PTT. Los investigadores ya han desarrollado una aplicación de prueba de concepto para teléfonos inteligentes para demostrar la viabilidad de esta técnica.

Al igual que PWA y PAT, PTT requiere una calibración regular con un dispositivo de presión arterial tradicional para mantener la precisión a lo largo del tiempo. Todavía no se han introducido dispositivos de consumo que utilicen PTT para estimar la presión arterial.

Uno de los mayores inconvenientes de estas técnicas es su dependencia de la señal PPG. Aunque los sensores PPG de los relojes inteligentes son más precisos que nunca, todavía están sujetos a muchísimas interferencias. El movimiento, el sudor, la temperatura e incluso el color de la piel pueden afectar la calidad de la señal PPG, lo que a su vez tiene un impacto negativo en la precisión de cualquier medición de la presión arterial basada en esa señal.

Estos métodos no se basan en ningún principio fisiológico generalmente aceptado.

Quizás incluso peor, según el Dr. Ramakrishna Mukkamala de la Universidad de Pittsburgh, "estos métodos no se basan en ningún principio fisiológico generalmente aceptado". El Dr. Mukkamala es un experto en fisiología computacional y ha escrito extensamente sobre el control de la presión arterial sin brazaletes. Observa que “no se ha demostrado de manera convincente que los métodos PAT y PWA ofrezcan ningún valor en la precisión de la medición de la presión arterial”.

La presión arterial también es una métrica muy voluble. Medirlo en diferentes lugares del cuerpo arrojará resultados diferentes. Una vez calibrado, debe medir su presión arterial con su reloj inteligente/sensor PPG a la misma altura con respecto a su corazón. Un cambio de sólo unos pocos centímetros puede significar un cambio en la presión de 10 mmHg o más, que es la diferencia entre una persona sana y una hipertensa.

Dadas las nefastas consecuencias de la presión arterial alta, no sorprende que los fabricantes de relojes inteligentes quieran hacerlo bien. No informar lo suficiente sobre la presión arterial podría llevar a alguien a posponer cambios en el estilo de vida o una visita al médico que podría salvarle la vida. Es por eso que todos los grandes jugadores están esperando la aprobación de la FDA antes de que sus funciones estén disponibles en los EE. UU. E incluso si todo funciona bien, ese tipo de cosas tienden a tardar en llegar, ya que la FDA es muy particular acerca de lo que permitirá y no permitirá en el mercado sin regulación y supervisión.

Según James McKinney de la FDA, "lo que el dispositivo dice hacer es muy importante para determinar si está regulado activamente por la FDA". Básicamente, el alcance de lo que el fabricante les dice a los compradores para qué está destinado su dispositivo determina cómo se regula. El software que está destinado únicamente al bienestar general, como ayudar a perder peso, controlar el estrés o realizar un seguimiento del sueño, normalmente no pasa desapercibido para la FDA. Eso significa que medir la frecuencia cardíaca para realizar un seguimiento del ejercicio está bien, pero medir la frecuencia cardíaca para ayudar a diagnosticar la arritmia requiere la aprobación de la FDA.

A primera vista, el seguimiento de la presión arterial parecería caer bajo el paraguas del bienestar general, pero en comparación con otros signos vitales, la presión arterial es un poco diferente. "La presión arterial es procesable", explica el Dr. Mukkamala. Si su frecuencia cardíaca parece un poco alta o su SpO₂ parece un poco baja, esas métricas no tienen mucha utilidad de diagnóstico. Por otro lado, si lleva sus lecturas de presión arterial alta a su médico, él encontrará rápidamente un tratamiento adecuado para usted. "La FDA decide regular la medición de la presión arterial con el objetivo de garantizar que los dispositivos conduzcan a una terapia adecuada", dice el Dr. Mukkamala.

Y la FDA se toma muy en serio los dispositivos para medir la presión arterial. Para obtener esa codiciada aprobación de la FDA, los relojes inteligentes deben cumplir con los estándares de precisión establecidos por el Comité de Esfigmomanómetros de la Asociación para el Avance de la Instrumentación Médica (del cual el Dr. Brady es copresidente). "En pocas palabras", me dice, "los dispositivos continuos sin brazalete aún no están listos para el horario de máxima audiencia".

A pesar de estos desafíos, el futuro del control de la presión arterial sin brazalete basado en relojes inteligentes parece razonablemente brillante. Muchos fabricantes de equipos originales seguirán utilizando métodos basados ​​en PWA o PAT simplemente porque los sensores PPG (que son responsables de determinar la frecuencia cardíaca y la SpO₂) son estándar en los dispositivos portátiles que se llevan en la muñeca hoy en día; incluso si no son ideales, si están ahí, podrían así aprovecharlos. Es posible que la precisión de estas técnicas no esté a la altura de los rigurosos estándares de la FDA en este momento, pero a medida que se siguen publicando nuevas investigaciones, no es impensable que pronto se conviertan en algo común.

También están surgiendo nuevas técnicas que pueden eliminar por completo la necesidad de calibración. Un artículo de 2018 (en coautoría con el Dr. Mukkamala) publicado en Science Translational Medicine describe un método para medir la presión arterial utilizando una combinación especial de sensor de presión y PPG que se basa en el método oscilométrico utilizado por las máquinas automáticas de presión arterial. Es más, el equipo detrás del artículo construyó un prototipo funcional en un factor de forma de teléfono inteligente. El usuario presiona el costado de su dedo contra el sensor de presión/PPG, comprimiendo una pequeña arteria en el dedo. Luego, una interfaz en pantalla los guía para aplicar la presión correcta (análoga a un manguito de presión arterial) mientras el sensor PPG (análogo a un sensor de presión de pulso) rastrea su onda de pulso.

Aunque esta investigación ya tiene cinco años, es posible que la tecnología pronto esté a nuestras puertas. En enero, Fitbit presentó una patente para un reloj inteligente con esta tecnología integrada. Es revelador que uno de los autores del artículo de 2018, Keerthana Natarajan, haya dejado la academia para unirse al equipo de Fitbit en San Francisco.

HeartGuide de Omron es uno de los pocos dispositivos portátiles capaces de medir la presión arterial con una precisión razonable, gracias a la presencia de un manguito inflable incrustado en la correa del reloj. Disponible en dos tamaños de muñeca, HeartGuide puede agregar datos valiosos a sus esfuerzos de seguimiento de la salud.

A partir de 2023, el único reloj inteligente disponible para los consumidores que cuenta con la aprobación de la FDA para medir la presión arterial es el Omron HeartGuide, que en realidad utiliza un pequeño brazalete inflable. Lo que aún no se ha logrado, y con lo que sueñan los expertos en salud pública, es un reloj inteligente sin brazalete que pueda proporcionar un control continuo o bajo demanda de la presión arterial. Si un dispositivo de este tipo estuviera disponible, "podría ayudar significativamente en los esfuerzos por disminuir la hipertensión y las enfermedades cardiovasculares", dice el Dr. Brady. Dada la confluencia de investigaciones innovadoras, tecnología de punta y aprendizaje automático, ese sueño puede estar a la vuelta de la esquina.

Daniel escribe guías, explicaciones y noticias sobre tecnología. Le gusta especialmente profundizar en temas especializados que requieren algo más que rascar la superficie. Ha estado escribiendo en periódicos, revistas y blogs durante más de 20 años, escribiendo historias de noticias, entretenimiento y ciencia. Cuando no escribe, le gusta leer ciencia ficción, tocar música y criar a un niño revoltoso. Los dispositivos que lo encontrará usando todos los días son su Pixel 4a, Acer 311 Chromebook y Amazon Fire HD 10. Tan pronto como ahorre algo de dinero, se comprará una impresora 3D.