Aplicaciones de cómputo vestible para la prevención del síndrome de muerte súbita del lactante

Bernardo David Flores Hermosillo[1]
Francisco Horacio Ramos González
Catedráticos en la Maestría en Ingeniería Aplicada
con Acentuación en Cómputo Móvil y Pervasivo
Facultad de Sistemas
Universidad Autónoma de Coahuila

Sara García Cabello
Alejandra Torres Ávila
María Antonieta Jáuregui Cabello[2]
Alumnas de la Maestría en Ingeniería Aplicada
con acentuación en Cómputo Móvil y Pervasivo

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CienciaCierta #37, Enero-Marzo 2014
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Problemática

El síndrome de muerte súbita del lactante (smsl) se define como la muerte repentina e inesperada de un niño menor de un año que no se puede explicar incluso después de haberse hecho una investigación exhaustiva, que incluye la autopsia, examen de la escena del deceso y una revisión del historial clínico del niño[1][1].

Ésta es una preocupación común entre todos los padres de recién nacidos. El cuidado del bebe implica vigilancia constante, no sólo hay que supervisar su actividad en la vigilia, sino durante las horas de sueño, que en esta etapa son intermitentes.

Es importante mantener un monitoreo constante para que los padres o cuidadores puedan estar al tanto de los signos vitales del niño, incluso cuando tengan que ausentarse de la habitación.

Este síndrome no es mortal por sí mismo, ya que si la falta de respiración y es detectada a tiempo, se puede hacer reaccionar al niño para que recupere el ritmo respiratorio normal.

Dispositivos integrados al entorno del lactante (cómputo ubicuo/vestible) que de manera no invasiva puedan realizar esta detección ofrecen un gran potencial para prevenir el smsl y dar tranquilidad a los padres mientras sus bebés están durmiendo.

Figura 1: Índices de mortalidad por SMSL
Fuente: http://www.nationmaster.com/graph/mor_sud_inf_dea_syn-mortality-sudden-infant-death-syndrome

 

Estado del arte

La inteligencia ambiental se ha convertido en un tópico común en nuestros días. Los avances tecnológicos implementados hasta hoy han dado lugar a múltiples diseños con diversas aplicaciones, principalmente en los ámbitos de la educación, la salud, la investigación, el entretenimiento y la ciencia.

Una amplia gama de sensores se han vuelto minúsculos de forma que pasan desapercibidos por el usuario, llevando a cabo su actividad de captar y transmitir información por medio de redes inalámbricas, haciendo posible la generación de un medio ambiente a medida, sin que el usuario se haya dado cuenta de su intervención.

Todo esto ha dado origen al Cómputo Vestible, con dispositivos que van desde los conocidos Google Glass, anteojos capaces de transmitir las imágenes vistas por el usuario de manera remota, o el Galaxy Gear, un reloj que puede capturar y transmitir información multimedia sin necesidad de tener un teléfono en la mano.

Figura 2: Samsung Galaxy Gear
Fuente: http://www.samsung.com/global/microsite/galaxynote3-gear/index.html?page=1

 

También existen textiles inteligentes, y microcomponentes flexibles con capacidad de transmisión y procesamiento de cómputo.

Para el caso específico del smsl, se han desarrollado diferentes dispositivos con enfoques variados que se exponen a continuación:

Chaqueta Neonatal: diseñado para el atención de los recién nacidos en unidades de cuidados intensivos. Es un sistema de monitoreo continuo que utiliza una red de sensores corporales y comunicación inalámbrica. Esta chaqueta pretende dar información confiable sobre el estado de salud del recién nacido sin sacarlo de un ambiente confortable, además de facilitar la interacción del mismo con padres y médicos. Mide el ritmo cardiaco por medio de electrodos textiles y tiene la capacidad de expandirse para incluir nuevas tecnologías de medición. Además se cuidó la estética del producto [2][2].

 

Figura 3: Prototipo Chaqueta neonatal
Fuente: http://dc-bdps.wikispaces.asu.edu/file/view/NeoNatalMonitoring.pdf

 

Traje Romper: es traje con un sistema de sensores que contiene un circuito estirable que se coloca alrededor del cuerpo, y alerta a los padres tan pronto el niño deja de respirar. Los diseñadores pertenecientes al Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration IZM en Berlin, conectaron el circuito junto con dos sensores comerciales comunes, y los plancharon sobre un mameluco de bebe para monitorear la respiración en el área del pecho y el estómago. Este circuito está hecho de poliuretano, un material barato utilizado comúnmente como sellador, como cubierta para superficies, o como material amortiguante, y se fabrica utilizando procesos de manufactura comunes. Los componentes se pueden posicionar en este material de manera precisa, como en un circuito común, contrario a los circuitos textiles, en los que a veces se mal posicionan los componentes [3][3].

Figura 4: Prototipo Traje Romper
Fuente: http://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2013/january/romper-suit-to-protect-against-sudden-infant-death.html

 

Mimo: es un sistema compuesto de tres elementos: un mameluco lavable con sensores inalámbricos, una base de transmisión WiFi y un dispositivo bluetooth, que se conecta al mameluco y es removible.

El traje contiene sensores de respiración, temperatura, postura y movimiento que se transmite a la base vía bluetooth. Esta envía los datos a un servidor donde son procesados y transmitidos a un Smartphone. Por medio de una aplicación, los padres pueden ver el estado del bebe en tiempo real, escuchar sus sonidos, saber si está despierto o dormido, incluso indica la calidad del sueño que está teniendo en ese momento. Una desventaja es el cambio de talla del bebe, lo que implica la adquisición de nuevos mamelucos, y otra es que cada traje debe usar su propia base y transmisor, lo que significa costo extra en caso de querer usarlo con más de un niño. Este producto ya está siendo manufacturado y saldrá a la venta en enero de 2014 [4][4].

 

Figura 5: Mameluco MIMO y pantallas de aplicación
Fuente: http://mimobaby.com/

 

Owlet: este sistema consta únicamente de un circuito envuelto en silicón que se coloca en el pie del bebe por medio de un calcetín ajustable. Este circuito utiliza oximetría de pulso y sensores para leer los signos vitales del niño. Monitorea ritmo cardiaco, temperatura, nivel de oxígeno en la sangre, profundidad del sueño y posición al dormir. Todos estos datos son enviados inalámbricamente vía bluetooth al Smartphone de los padres y éste los procesa en la aplicación y los envía a la nube, donde estarán disponibles para ser consultados desde cualquier dispositivo conectado a internet. La aplicación también proporciona estadísticas basadas en los datos recolectados con anterioridad. Uno de los objetivos de este proyecto es crear una base de datos mundial con la información generada por los calcetines que pueda utilizarse en investigación [5][5].

Figura 6: Owlet Smart Sock y pantallas de aplicación
Fuente: http://www.owletcare.com/

 

Conclusión

Todos los dispositivos presentados en este documento tienen un alcance definido, que es el de monitorear. Sus límites se establecen en detectar una falla en los signos vitales y emitir una alarma para que el adulto responsable actúe en el momento. Sin embargo, ¿qué sucede si la señal pasa desapercibida? Un sistema de esta naturaleza no cumpliría con el objetivo: salvar la vida del bebe. Puede haber múltiples causas para ello. Los avisos al dispositivo móvil están sujetos a la disponibilidad de uno, las condiciones en las que se encuentre, y los recursos que tenga al momento de recibir la alarma, como batería o conexión a internet. Además es necesario considerar un escenario en el que el usuario, padre o cuidador, esté lejos del dispositivo, o simplemente no esté disponible para atender la situación. En estos casos, los sistemas de monitoreo son insuficientes, es por eso que debe pensarse en adaptarlos de forma que no sean sólo monitores, sino reactores, dotarlos de la inteligencia necesaria para que una vez detectado el incidente, no sólo emita un aviso, sino que tome una acción correctiva en el momento, principalmente pensando en esta condición infantil, donde el tiempo de reacción es un factor crítico.

 

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CienciaCierta #37, Enero-Marzo 2014
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Referencias bibliográficas

[1] Correspondencia: bernardo.flores@uadec.edu.mx

[2] Correspondencia: mjaureguicabello@uadec.edu.mx

[1]SIDSCenter.org. (s.f.). National SUIDS/SIDS Resource Center. Recuperado el 20 de Noviembre de 2013, de http://www.sidscenter.org/definitions.html

 [2]Bouwstra, S. (2009). Smart Jacket Design for Neonatal Monitoring with Wearable Sensors. Eindhoven: IEEE Computer Society.

[3]Seckel, M. (Enero de 2013). Fraunhofer. Recuperado el Noviembre de 2013, de http://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2013/january/romper-suit-to-protect-against-sudden-infant-death.html

[4]Mimobaby. (2013). Recuperado el 20 de Noviembre de 2013, de http://mimobaby.com/

[5]Owlet. (2013). Recuperado el 20 de Noviembre de 2013, de http://www.owletcare.com/

 

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