Los sensores de luz en los dispositivos portátiles luchan contra la piel oscura y la obesidad

Los sensores de luz utilizados para rastrear la frecuencia cardíaca en dispositivos portátiles como Apple Watch Series 5 y Fitbit Versa 2 no funcionan tan bien en pieles más oscuras o personas con obesidad, según un modelo realizado en un nuevo estudio.

Eso es un problema para las funciones que actualmente están integradas en los dispositivos, pero también es una mala señal para los esfuerzos por usar sensores de luz para nuevas aplicaciones en dispositivos portátiles, como monitorear la presión arterial, dice la autora del estudio Jessica Ramella-Roman, profesora asociada que estudia sensores de bioimagen en Florida International. Universidad.


“La arquitectura del dispositivo tiene que cambiar”, dice ella.

El estudio analizó la señal de fotopletismografía (PPG), una técnica que utiliza cambios en la forma en que se refleja la luz para medir el flujo sanguíneo, en tres dispositivos portátiles: Apple Watch Series 5, Fitbit Versa 2 y Polar M600. El equipo de investigación utilizó un modelo que simula cómo la luz se mueve a través del tejido para mostrar cómo se comportarían los sensores en esos dispositivos con diferentes propiedades de la piel. La piel más oscura tiene más melanina y absorbe más luz, mientras que la piel de las personas con obesidad tiende a ser más gruesa, tiene menos agua y tiene menos flujo sanguíneo que la piel de las personas que no son obesas. Si bien las investigaciones anteriores sobre la precisión y el sesgo en los dispositivos portátiles se han centrado en el tono de la piel, Ramella-Roman dice que muchos estudios no han incluido a muchas personas con obesidad a pesar de estas diferencias fisiológicas.

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“Es por eso que creemos que es necesario enfocarse allí”, dice ella.


La señal PPG no cambió mucho a medida que cambiaba el tono de la piel, encontró el modelo de los investigadores: varió menos del 10 por ciento entre los dispositivos. Pero modelar la obesidad, tanto solo como junto con el tono de la piel, provocó una variación de hasta el 60 por ciento en la señal. La pérdida de señal parecía deberse a los cambios en el grosor de la piel en las personas con obesidad, dijeron los autores en el estudio. Hubo cambios en el pico de la señal PPG, que se usa para calcular la frecuencia cardíaca pero cuya intensidad de señal no debería cambiar según el valor de la frecuencia cardíaca. También hubo cambios en la forma de la señal, que diferentes grupos están utilizando como una forma de rastrear la presión arterial.

“A medida que aumentamos el nivel de IMC y aumentamos el tono de la piel, la señal disminuyó y luego otras características también comenzaron a desaparecer”, dice ella. El Fitbit, que tenía menos sensores, tuvo una pérdida de señal más dramática que el Apple Watch, encontró el estudio.

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Este estudio solo modeló cómo estos dispositivos portátiles detectarían señales en el laboratorio, enfatizó Ramella-Roman. El equipo aún tiene que verificar los dispositivos en personas reales para confirmar los hallazgos. Ahora están en el proceso de hacer ese estudio y hasta ahora han inscrito a unas 100 personas, dice ella.

Pero los problemas revelados por análisis como este complican los proyectos que buscan usar dispositivos portátiles para rastrear la salud cardiovascular de los grupos desatendidos, dice Ramella-Roman. El nuevo estudio indica que los investigadores deben tener cuidado al usar PPG, particularmente para proyectos que tienen como objetivo usar los dispositivos para ayudar a monitorear a las personas con mayor riesgo de problemas cardiovasculares, lo que incluye a las personas con obesidad. “El santo grial en este contexto es observar la presión arterial”, dice ella. “Pero muchos, muchos estudios que analizan la presión arterial usan alguna combinación de PPG y otras modalidades”.

Los hallazgos también sugieren que otros dispositivos que usan sensores de luz y PPG, como las medidas de oxígeno en sangre en hospitales o consultorios médicos, podrían no funcionar tan bien para las personas con obesidad. Hay muy pocos estudios que evalúen los dispositivos en esos grupos.

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La buena noticia es que debería ser posible ajustar los dispositivos (como moviendo el espacio entre los sensores) para que sean más precisos en personas con piel más oscura o con obesidad sin comprometer la precisión para otros grupos, dice Ramella-Roman.

“La forma en que se diseñaron los sistemas inicialmente tal vez no tuvo en cuenta a estas personas, pero definitivamente podrían hacer cambios”, dice ella. “No veo nada que limite eso”.

California Corresponsal

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