Medirse la presión arterial suele implicar ponerse un manguito alrededor del brazo, esperar a que se infle y permanecer quieto durante unos segundos. Es un sistema conocido y fiable, pero resulta poco práctico si lo que queremos es saber qué ocurre con nuestra presión arterial durante todo el día. Un equipo de investigadores chinos ha desarrollado ahora una alternativa que apunta precisamente en esa dirección: un pequeño sensor de grafeno capaz de analizar la presión a partir de una única arteria de la muñeca.
El dispositivo todavía está lejos de convertirse en un producto comercial que podamos comprar para sustituir al tensiómetro, pero los resultados publicados en Nano Research muestran una vía tecnológica especialmente interesante. El sistema combina un sensor flexible basado en grafeno con inteligencia artificial para transformar las ondas del pulso de la arteria radial en estimaciones de presión arterial sistólica y diastólica.
El trabajo ha sido desarrollado por investigadores de la Universidad Sun Yat-sen, la Universidad de Tsinghua, los Shenzhen Institutes of Advanced Technology y el Séptimo Hospital Afiliado de la Universidad Sun Yat-sen.
Sensor en la muñeca
La tecnología se llama microcavity-assisted graphene pressure sensor (MAGPS) y trata de ser lo suficientemente sensible para detectar pequeños cambios sin que pierda capacidad para soportar presiones mucho mayores. Esto es especialmente importante en la muñeca, ya que el sensor tiene que detectar las pequeñas variaciones producidas por cada latido, pero al mismo tiempo soportar la presión estática que ejerce el propio dispositivo sobre la piel.
La solución desarrollada por los investigadores consiste en introducir una diminuta píldora con gas en la estructura del sensor. Esta cámara actúa como una especie de amortiguador, que distribuirá la presión aplicada y evitará que el elemento sensible de grafeno llegue rápidamente a su límite de funcionamiento.
El resultado es un rango de respuesta lineal de 0 a 1.050 kPa y una sensibilidad de 15,4 kPa⁻¹. Gracias a ello, el dispositivo puede captar con precisión las deformaciones asociadas a la onda de pulso de la arteria radial incluso cuando existe una presión de contacto considerable.
El grafeno desempeña aquí un papel fundamental. Este material bidimensional presenta propiedades mecánicas y eléctricas que permiten convertir deformaciones extremadamente pequeñas en cambios medibles de la señal eléctrica. En la práctica, el sensor puede sentir las variaciones provocadas por el paso de la sangre por la arteria.
Tiene inteligencia artificial
El sensor por sí solo registra la onda del pulso, pero esa señal no equivale directamente a una cifra de presión arterial como las que aparecen en un tensiómetro convencional. Para solucionarlo, el equipo desarrolló un algoritmo de inteligencia artificial basado en una red neuronal convolucional de dos etapas.
Los investigadores construyeron una base de datos con 228 fragmentos de 60 segundos y 11.804 ondas de pulso procedentes de 14 personas: nueve sanas y cinco con hipertensión. Primero, el algoritmo analiza la forma de la onda para determinar si existen características compatibles con hipertensión. Después, una segunda etapa utiliza esa información para estimar las presiones sistólica y diastólica. Según los resultados del estudio, el sistema alcanzó una precisión del 93,5 % para la presión sistólica y del 97,8 % para la diastólica cuando se acepta un margen de error de 10 mmHg. Son cifras prometedoras, aunque deben interpretarse teniendo en cuenta el reducido tamaño de la muestra.
La principal ventaja frente a los sistemas tradicionales sería la posibilidad de realizar una medición mucho menos invasiva y, sobre todo, continua. Un sensor colocado sobre la arteria radial podría registrar información durante periodos prolongados sin tener que hinchar el manguito.
Esto permitiría estudiar fenómenos que una medición puntual puede pasar por alto, como las variaciones nocturnas de la presión o los cambios que se producen a lo largo del día. También abre la puerta a integrar este tipo de tecnología en futuros dispositivos wearables, como pulseras o relojes inteligentes.