El internet de las cosas médicas mejora la calidad de la atención médica

A medida que las personas prestan más atención a la salud pública y mental, valoramos la información sobre el cuerpo humano y la salud más que nunca. Con el desarrollo de la inteligencia artificial/aprendizaje automático (AI/ML), los métodos de investigación, las herramientas de diagnóstico y las opciones de tratamiento disponibles para los profesionales médicos están mejorando cada día. Al aprovechar el poder del Internet de las Cosas (IoT) y los dispositivos de salud conectados (también conocidos como el Internet de las Cosas Médicas, o IoMT), podemos obtener conocimientos más precisos y oportunos sobre el estado de salud física de un individuo. Este artículo presentará los desarrollos tecnológicos en el Internet de las Cosas Médicas, así como las soluciones lanzadas por Silicon Labs.

Los dispositivos de salud conectados se refieren a pequeños aparatos electrónicos inalámbricos, a menudo portátiles, equipados con sensores que permiten a los usuarios monitorear su salud física y mental basándose en indicadores fisiológicos. Algunos de estos dispositivos simplemente miden signos vitales básicos como la frecuencia cardíaca o la temperatura corporal, mientras que otros pueden recolectar datos del sudor, la saliva o la sangre de los usuarios para analizar la composición química y obtener una comprensión más profunda de su salud.

Los datos recopilados por estos dispositivos generalmente se transmiten a una aplicación acompañante, donde se analizan automáticamente utilizando inteligencia artificial y aprendizaje automático. Las ideas generadas a partir de este análisis pueden ayudar a los usuarios a rastrear el progreso hacia objetivos específicos de salud o acondicionamiento físico, monitorear condiciones crónicas o incluso automatizar la entrega de medicamentos.

Aunque tales dispositivos pueden sonar futuristas y de alta tecnología, muchos de ellos ya existen y están en uso hoy en día. Por ejemplo, las personas con diabetes a menudo usan dispositivos portátiles para la monitorización continua de glucosa (CGM) para gestionar los niveles de azúcar en sangre sin depender de punciones en los dedos o alertas corporales de última hora. Otro tipo de dispositivo, el "bolígrafo de insulina inteligente", puede usar datos de CGM para calcular la dosis exacta de insulina necesaria y cuándo administrarla.

La diabetes no es el único campo médico que utiliza dispositivos de salud conectados. También son comunes los dispositivos que monitorizan el sueño y rastrean los ritmos circadianos. Se espera que los sensores dentales proporcionen un monitoreo continuo de la salud basado en información recogida de la saliva, mientras que aquellos con problemas digestivos pueden tragar cápsulas vibrantes que simulan las contracciones estomacales para acelerar la digestión. Se pueden adherir varios tipos de parches inteligentes integrados con el Internet de las Cosas (IoT) a la piel de un paciente para monitorizar signos fisiológicos o incluso administrar medicamentos. El desarrollo de aplicaciones para dispositivos de salud conectados no tiene límites.

El uso generalizado de dispositivos de IoT y salud conectada puede otorgar a los pacientes más autonomía en la toma de decisiones relacionadas con la salud. Los datos e información fácilmente accesibles (interpretados automáticamente para producir inmediatamente conocimientos prácticos) pueden ayudar a los pacientes a manejar problemas de salud más fácilmente, como enfermedades crónicas, recuperación después de eventos de salud catastróficos y la creciente necesidad de mantenimiento de la salud a medida que envejecen.

Los dispositivos de salud conectados y el Internet de las Cosas también pueden convertirse en herramientas extremadamente valiosas para los proveedores de atención médica. En nuestro sistema de salud actual, los pacientes típicamente solo interactúan con los proveedores de atención médica cuando surge un problema; por lo tanto, la medicina moderna es en gran medida reactiva en lugar de preventiva.

Cuando los pacientes tienen quejas de salud, la mayor parte de los datos utilizados para el diagnóstico son autoinformados por el paciente o recolectados de manera discreta (es decir, con largos intervalos de tiempo) e invasiva. Dado que los datos recogidos por los dispositivos de salud conectados se analizan en tiempo real, los pacientes también pueden identificar señales de advertencia urgentes de eventos de salud repentinos y buscar ayuda de manera oportuna. Finalmente, los dispositivos de salud conectados también pueden realizar cálculos automatizados de dosis y administración de medicamentos, lo que puede proporcionar tranquilidad a los pacientes que deben autoadministrarse medicamentos regularmente.

El uso de tecnología de salud conectada permitirá a los médicos realizar una recolección de datos proactiva, no invasiva y continua, lo que puede mejorar la experiencia de salud del paciente, optimizar el proceso de diagnóstico y proporcionar más atención preventiva. En última instancia, los dispositivos de salud conectados pueden ayudar a los pacientes a cuidarse mejor, reduciendo la ansiedad por salud y mejorando la calidad de vida en general.

A pesar de los muchos beneficios que los dispositivos de salud conectados pueden aportar tanto a los pacientes como a los proveedores, hoy en día rara vez se utilizan en entornos formales de atención médica porque la implementación a gran escala enfrenta muchos desafíos significativos. En primer lugar, hay preocupaciones de seguridad y privacidad. Debido a la sensibilidad de los datos recopilados y las consecuencias potencialmente graves si los dispositivos de salud conectados fueran hackeados y mal funcionaran, abordar este problema es especialmente importante para los dispositivos de salud conectados.

Además, existen requisitos regulatorios médicos. Cualquier dispositivo que afirme ayudar a diagnosticar, tratar o gestionar enfermedades o cualquier otro contenido relacionado con la salud del usuario también debe ser aprobado por agencias como la FDA. Por otro lado, también deben considerarse los problemas de escalabilidad. Deben abordarse preguntas sobre cómo utilizar dispositivos de salud conectados a gran escala de manera práctica, ética, equitativa y segura. Dado que estos problemas no se han resuelto completamente, los proveedores de atención médica a menudo dudan en recomendar dispositivos de salud conectados a los pacientes.

Tomemos el ejemplo de la aplicación de monitores continuos de glucosa (CGMs), que son utilizados por pacientes con diabetes Tipo 1 o Tipo 2 que deben monitorear su glucosa en sangre para tomar decisiones informadas sobre su salud. Los CGMs permiten a los pacientes comprender cómo diferentes alimentos, medicamentos e incluso actividades físicas afectan sus niveles de azúcar en la sangre. Esta información es crucial para ayudar a los pacientes y a sus equipos de atención médica a desarrollar planes de atención basados en datos para prevenir posibles complicaciones, como ataques cardíacos, ceguera, accidentes cerebrovasculares o enfermedades renales.

Los candidatos para los CGM son aquellos que desean tener un mejor control sobre su diabetes o aquellos con complicaciones que necesitan estar más involucrados activamente en su plan de tratamiento. Los pacientes con diabetes Tipo 1 o Tipo 2 que usan CGM reportan niveles mejorados de A1C, una reducción en la ocurrencia de hipoglucemia, una mayor satisfacción con el tratamiento y una sensación general de bienestar. Los avances en la tecnología de CGM incluso permiten la comunicación y coordinación directa con los sistemas de administración de insulina en parche, actuando como un páncreas artificial para monitorear y estabilizar continuamente los niveles de azúcar en sangre.

Existen varios tipos de CGMs, pero todos ellos constan de cuatro componentes principales. Estos cuatro componentes incluyen un sensor, un front end analógico (AFE), un procesador de aplicaciones/receptor Bluetooth y una batería. El sensor es un pequeño catéter de alambre insertado bajo la piel del brazo o abdomen para medir la concentración de glucosa en el fluido entre los vasos sanguíneos. Dependiendo del tipo de sensor utilizado, el catéter necesita ser reemplazado periódicamente, generalmente cada pocas semanas.

El transmisor se conecta al sensor y envía la información recopilada por el sensor a un receptor de mano y/o un teléfono inteligente, mostrando los datos de concentración de glucosa del paciente. Por ejemplo, los pacientes pueden usar esta información para evaluar los cambios en el azúcar en sangre después de las comidas o desarrollar un plan de tratamiento. Emparejar con una aplicación permite a los pacientes ver una visualización de datos en tiempo real de los resultados de CGM.

Los dispositivos inalámbricos ofrecen muchas posibilidades para que los pacientes reciban información importante y monitoreen su estado de salud. Los fabricantes de dispositivos han reconocido la importancia de crear productos que incorporen las funciones clave necesarias para un CGM efectivo en dispositivos portátiles para pacientes. Algunas de estas funciones necesarias incluyen larga duración de la batería, eficiencia energética, seguridad y consumo de energía.

El Internet de las Cosas (IoT) ha transformado la manera en que los pacientes interactúan con el monitoreo de su salud, y los fabricantes de productos electrónicos como Silicon Labs están revolucionando las herramientas para proporcionar a los pacientes dispositivos prácticos, portátiles y energéticamente eficientes. Silicon Labs se enorgullece de compartir los últimos resultados de su diseño de referencia de CGM.

El SoC BG27 Bluetooth LE, lanzado por Silicon Labs, está diseñado para ayudar a los fabricantes de dispositivos médicos a integrar conectividad avanzada Bluetooth LE en dispositivos de diseño compacto y complejo, como proporcionar soporte de batería para aplicaciones médicas de dispositivos CGM, junto con un MCU capaz de ejecutar la aplicación y gestionar el almacenamiento de energía y datos. Este diseño de referencia de CGM utiliza el sistema Analog Front End (AFE) de Analog Devices.

El nuevo mecanismo de Silicon Labs en el CGM proporciona un método para simular el encendido del dispositivo utilizando un pin de habilitación de refuerzo cuando sea necesario. Esta novedosa característica del pin de habilitación de refuerzo permite que el dispositivo opere en un modo de estantería de ultra baja potencia hasta que sea activado por el paciente. Cuando el producto está en "modo de estantería", consume menos de 20 nanoamperios de corriente, ahorrando tiempo de batería hasta que el cliente use el nuevo dispositivo. Este diseño de referencia CGM adopta un método novedoso para activar el pin, que se activa mediante un sensor de luz. Cuando el dispositivo se saca del empaque, el sensor de luz despierta el dispositivo. Por ejemplo, el paciente puede simplemente iluminarlo con la linterna de un teléfono para activar el producto.

El tiempo de ejecución del diseño de referencia actual cumple con el estándar del mercado de 14 días y utiliza una batería de óxido de plata de 1.5 voltios, que continúa operando incluso después del estándar del mercado de 14 días. Silicon Labs ha decidido proporcionar una implementación básica que se puede optimizar aún más para reducir el espacio total de la placa de circuito y reducir el factor de forma. El diseño de referencia CGM utiliza un frontal analógico (AFE) de 1.8 voltios, que elimina la necesidad de un aumento de potencia externo. Dado que el aumento ya está integrado en el paquete de escala de chip, esto reduce el conteo de la lista de materiales (BOM), así como el costo y el tamaño final.

El diseño de referencia de CGM incluye aplicaciones que utilizan servicios de Bluetooth y aplicaciones de ahorro de energía, permitiendo a los usuarios elegir actualizaciones regulares entre una vez por minuto y una vez cada 30 minutos, con la opción de optimizar el intervalo para extender la vida útil de la batería. Silicon Labs ofrece diferentes modos de energía, permitiendo que cualquier dispositivo Bluetooth cambie rápidamente entre estados para minimizar el consumo total de energía, desde soluciones optimizadas para dispositivos alimentados por batería hasta soluciones robustas que satisfacen necesidades de alto rendimiento y largo alcance.

Los desarrolladores están implementando las medidas de seguridad necesarias para los dispositivos médicos conectados mientras desarrollan el diseño de referencia CGM. Silicon Labs ha incorporado los requisitos del perfil de protección DTSec necesarios para el desarrollo de productos. Además, el Custom Part Manufacturing Service (CPMS) de Silicon Labs permite la provisión segura y la personalización de dispositivos, como el bootloader, la programación de claves seguras y el bloqueo de depuración durante la fabricación. Silicon Labs continúa ampliando su cartera de soluciones para satisfacer las demandas en evolución de la tecnología, asegurando que los productos que reciben los pacientes no solo superen las expectativas, sino que también sean seguros y eficientes.

Aunque el uso formal de dispositivos de salud conectados en entornos sanitarios es actualmente más un deseo que una realidad, está lejos de ser un sueño imposible. Muchos productos compatibles con IoMT ya han buscado y recibido la aprobación de organismos reguladores como la FDA, y muchos otros están en proceso de solicitarla. En los próximos años, seguiremos presenciando cómo los dispositivos de salud conectados transforman fundamentalmente nuestro sistema de salud para mejor. El BG27 Bluetooth LE SoC y el diseño de referencia CGM de Silicon Labs ayudarán a los desarrolladores de dispositivos de salud conectados a acelerar sus ciclos de desarrollo de productos y aprovechar las oportunidades del mercado lo antes posible.