Tecnologías Digitales y Señales Biomédicas en la Práctica Clínica Moderna

Fundamentos de la Salud Digital y Tecnología

eHealth: Mejora el acceso médico, agiliza procesos y facilita el autocuidado del paciente.

mHealth: El uso de dispositivos móviles, teléfonos, dispositivos de monitorización de pacientes, asistentes digitales personales (PDA) y dispositivos inalámbricos para la práctica médica y de salud pública.

Hardware: Refiere a las partes físicas, tangibles, de un sistema informático; sus componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos.

Software: Soporte lógico informático de un sistema, que comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios que hacen posible la realización de tareas específicas.

Interacción: La interacción entre el software y el hardware hace operativo un ordenador (u otro dispositivo); es decir, el Software envía instrucciones que el Hardware ejecuta, haciendo posible su funcionamiento.

Blockchain: Tecnología de registro distribuido que permite el almacenamiento y seguimiento de transacciones de forma segura, transparente e inmutable.

IoT (Internet de las Cosas): Describe la red de objetos físicos ("cosas") que llevan sensores integrados, software y otras tecnologías con el fin de conectar e intercambiar datos con otros dispositivos; abarcan desde objetos domésticos cotidianos hasta sofisticadas herramientas industriales.

Big Data: Conjunto de datos tan grandes y complejos que las herramientas de procesamiento de datos tradicionales no pueden manejarlos.

Sensores y Evaluación Tecnológica

Tipos de Sensores

• Acelerómetros: Son sensores que utilizan un sistema formado por una masa y un resorte para generar una fuerza proporcional a una vibración. Registran variaciones en las aceleraciones de diferentes planos (céfalo-caudal, lateral, anteroposterior).

Evaluación en la Persona Mayor

• Mobile Senior Fitness Test (m-SFT): Sistema de salud para evaluar la condición física de los adultos mayores. Evalúa fuerza de brazo, extremidad, capacidad aeróbica, flexibilidad y equilibrio.

Tecnología en Evaluación de Persona Mayor:

• Rango articular
• Análisis de la marcha
• Adquisición de datos para poder visualizar

Gait Analyzer: Analiza el movimiento de diferentes planos y la aceleración que tiene (vertical, anteroposterior, medio-lateral). Identifica en L2-L3 nuestro centro de gravedad.

Evaluaciones Avanzadas:

• Evaluaciones de giros y modulación de la velocidad al caminar en entornos de laboratorio y en la vida cotidiana.
• Sensores inerciales: Dispositivos que miden las variaciones en el movimiento lineal y angular de un objeto con respecto al espacio.
• Unidad de Medición Inercial (IMU): Los sensores inerciales evalúan el riesgo de caída en poblaciones geriátricas.

Nota: Una persona con los ojos abiertos tiene un mejor equilibrio del centro de gravedad. A mejor equilibrio o balance, existe un menos riesgo de caída.

Control Postural y Marcha

• Estabilograma: Registro del control postural.
• ISway: Medida sensible, válida y fiable del control postural.
• ISAW: Laboratorio de movilidad que evaluará el equilibrio y la marcha con sensores corporales sincronizados.

Parámetros de Medición:

• ISWAY: Balanceo, área de balanceo, sacudida, frecuencia y velocidad.
• ISTEP: Iniciación de la marcha, tamaño del APA (Ajuste Postural Anticipatorio), duración, velocidad del primer paso y longitud.
• MARCHA: Parámetros espacio-temporales, rango de movimiento, velocidades angulares y asimetrías.
• GIRO: Duración del giro, número de pasos en el giro y tiempo del último paso antes del giro.

Biofeedback: Retroalimentación al momento de lo que la persona está haciendo.

Propiedades de los Instrumentos de Medición

1. Rango: Intervalo entre el valor mínimo y máximo que un instrumento de medición puede registrar de manera fiable. Ejemplo: Dinamómetro con rango de 0-70 kg.

2. Exactitud (o veracidad): Grado de cercanía entre el valor medido por el instrumento y el valor real o verdadero (qué tan correcto es). Ejemplo: Si un termómetro mide 37,0 °C y la temperatura real es de 37,1 °C, es muy exacto; si marca 36,5 °C, no lo es tanto.

3. Precisión: Grado de dispersión entre un conjunto de mediciones repetidas de la misma magnitud. Se refiere a la consistencia de los resultados, no a que estén cerca del valor real. Ejemplo: Si pesas una pesa de 10 kg cinco veces y la balanza siempre marca 9,80 kg, la medición es precisa pero no exacta.

4. Repetibilidad: Capacidad de un instrumento o sistema de dar resultados iguales cuando se mide la misma magnitud en condiciones idénticas. Ejemplo: Si un dinamómetro marca 66 kg cada vez que el mismo sujeto realiza la misma contracción, el instrumento tiene buena repetibilidad.

5. Sensibilidad: Es la capacidad del instrumento para detectar y mostrar cambios muy pequeños en la magnitud medida. Ejemplo: Una pesa que cambia su lectura aunque solo se agreguen 0,1 g es más sensible que otra que solo cambia a partir de 1 kg.

6. Resolución: Mínima variación de la magnitud que el instrumento es capaz de mostrar en su escala. Es lo más pequeño que registra. Ejemplo: Un cronómetro que marca hasta centésimas de segundos (0,01 s) tiene mayor resolución que uno que solo mide segundos completos.

Clasificación de Señales Biomédicas

Señales biológicas: Registros espaciales, temporales o espacio-temporales de un evento biológico. Pueden clasificarse por su forma de onda, la estructura estadística y las propiedades temporales.

Principales Señales y Pruebas

1. Electrocardiograma (ECG)

Señal biomédica que registra la actividad eléctrica del corazón en el tiempo, mostrando cómo se despolarizan y repolarizan atrios y ventrículos.

• Tipo de señal: Eléctrica (biopotencial cardíaco).
• Amplitud típica: Entre 0,5 mV y 5 mV.
• Frecuencia: Entre 0,05 Hz y 100 Hz.
• Instrumento: Electrocardiógrafo.
• Aplicación clínica: Diagnóstico de arritmias, evaluación de isquemia o infarto, y control en procedimientos quirúrgicos o en UCI.

2. Espirometría

Prueba de función pulmonar que mide la cantidad y la velocidad del aire que los pulmones pueden inhalar y exhalar.

• Tipo de señal biomédica: Mecánica (flujo y volumen de aire).
• Unidad de medida: Litros (L) y litros por segundo (L/s).
• Instrumento: Espirómetro.
• Parámetros: FVC (Capacidad Vital Forzada), FEV1 (Volumen Espiratorio Forzado en el primer segundo) y relación FEV1/FVC (%).
• Aplicación clínica: Diagnóstico de EPOC, asma y fibrosis.

3. Ecografía

Técnica de diagnóstico por imágenes que utiliza ondas sonoras de alta frecuencia (ultrasonido) para generar imágenes en tiempo real de los órganos y tejidos internos.

• Tipo de señal biomédica: Acústica (ultrasonido).
• Frecuencia del ultrasonido: Entre 2 y 18 MHz.
• Instrumento: Ecógrafo.
• Ejemplos: Obstétrica, abdominal, musculoesquelética y cardíaca.

4. Endoscopia

Procedimiento diagnóstico y/o terapéutico para observar el interior de órganos o cavidades.

• Tipo de señal: Óptica (imagen en tiempo real).
• Instrumento: Endoscopio flexible o rígido con cámara y luz. Puede incluir canales de trabajo para realizar procedimientos como biopsias o extracciones.
• Ejemplos: Endoscopia digestiva alta, colonoscopia y broncoscopia. Caso clínico: Mucosa esofágica normal; estómago con lesión ulcerada de 1,2 cm en curvatura menor (biopsia tomada para estudio).

5. Glicemia

Concentración de glucosa en sangre; constituye una señal química medida.

• Tipo de señal: Química (nivel de glucosa en sangre).
• Unidad de medida: mg/dL (más usada en Chile y Latinoamérica) o mmol/L (otros países).
• Instrumentos: Glucómetro o equipo de laboratorio clínico.
• Valores de referencia en ayunas (según OMS):
  • Normal: 70-99 mg/dL.
  • Glucosa alterada en ayunas (prediabetes): 100-125 mg/dL.
  • Diabetes: igual o mayor a 126 mg/dL en dos ocasiones.
• Aplicaciones clínicas: Diagnóstico y control de Diabetes Mellitus (DM) y monitoreo en usuarios hospitalizados.