Los investigadores identifican la colocación óptima de los electrodos de brazalete

Los investigadores identifican la ubicación óptima de los electrodos del brazalete

Los investigadores han dado un paso adelante en el desarrollo de un nuevo brazalete que puede rastrear la actividad eléctrica del corazón sin el uso de cables voluminosos o geles que se adhieren a la piel.

Específicamente, los investigadores determinaron la ubicación ideal de los tres electrodos en el diseño del brazalete y qué tan ajustado debería ser el diseño para detectar mejor las señales eléctricas del corazón.

El descubrimiento es el último de un esfuerzo multiinstitucional para desarrollar un brazalete que mida valores de electrocardiograma, o ECG, que se pueden usar para rastrear la frecuencia cardíaca a través de cables conductores de ECG. Los investigadores finalmente imaginaron un dispositivo que podría usar un brazalete durante todo el día. La energía del calor corporal o del ejercicio alimentará el dispositivo.

"Este estudio es el primer paso para identificar todos los componentes del brazalete para hacerlo realidad", dijo el autor principal Braden M. Li, estudiante de doctorado en la Escuela de Textiles Wilson de NC State. "Identificamos las ubicaciones ideales de los electrodos para recolectar la señal del corazón y encontramos el efecto de la presión del brazalete en la calidad del ECG".

Los investigadores estudiaron la ubicación de los electrodos en varios lugares de la parte superior del brazo izquierdo de los voluntarios para determinar la ubicación óptima de los tres electrodos utilizados para rastrear la actividad eléctrica del corazón. Determinaron la mejor ubicación de los electrodos a partir de 50 combinaciones diferentes.

Los electrodos a menudo están "húmedos" o se usan con una sustancia de gel en los dispositivos de ECG, por lo que los investigadores están diseñando un dispositivo que usa electrodos secos, que tienen el potencial de ser parte de un dispositivo portátil que se puede usar durante largos períodos de tiempo. También midieron la presión y las señales cardíacas en tres tamaños diferentes de pulseras para ver qué tan ajustadas estaban.

"Si no hay suficiente presión en la pulsera, entonces no podremos obtener la misma calidad de datos que necesitamos", dijo el autor principal Jesse S. Jur, profesor de ingeniería textil, química y ciencia.

Para crear un prototipo del brazalete, los investigadores imprimieron electrodos en una película de plástico utilizando un método de serigrafía que se descubrió en el laboratorio de Jur. Luego calentaron y presionaron los electrodos sobre telas de poliéster y spandex.

"La serigrafía es un proceso muy tradicional para la fabricación de textiles", dijo M.Li. "Esperamos encontrar una manera que pueda traducirse fácilmente en un proceso de fabricación textil".

El trabajo es parte de un esfuerzo de investigación multiinstitucional financiado por la Fundación Nacional de Ciencias y realizado por el Centro de Sistemas Autoalimentados Avanzados para Sensores y Tecnologías Integrados (ASSIST) basado en la investigación de ingeniería. Los investigadores del centro están trabajando para desarrollar dispositivos portátiles que puedan funcionar con la energía térmica o mecánica del propio cuerpo. Para los brazaletes, buscan cómo obtener la mejor señal cardíaca con la menor cantidad de energía.

Los investigadores diseñaron el brazalete con tres electrodos en lugar de 12 para que el usuario pudiera alimentarlo. Mientras aumentan la cantidad de cables, que capturan las señales eléctricas del corazón con mayor precisión, están trabajando en un diseño que cualquier persona de cualquier tamaño puede usar fácilmente.

"Parte del objetivo del centro ASSIST es diseñar dispositivos electrónicos portátiles autoalimentados", dijo Jur. "Hemos estado equilibrando la energía requerida para los sistemas de sensores, el procesamiento de datos y las comunicaciones para que coincida con la energía que probablemente obtenga de su cuerpo".

La investigación fue publicada en el IEEE Sensors Journal. La Fundación Nacional de Ciencias financió este trabajo.