Durante la actual pandemia de coronavirus, una de las partes de mas más riesgo del trabajo de un trabajador de la salud es evaluar a las personas que tienen síntomas de Covid-19. Investigadores del MIT, Boston Dynamics y Brigham and Women’s Hospital esperan reducir ese riesgo mediante el uso de robots para medir de forma remota los signos vitales de los pacientes.

Hen-Wei Huang

Los robots, que están controlados por un dispositivo de mano, también pueden llevar una tableta que permite a los médicos preguntar a los pacientes sobre sus síntomas sin estar en la misma habitación.

“En robótica, uno de nuestros objetivos es utilizar la automatización y la tecnología robótica para sacar a las personas de trabajos peligrosos”, dice Hen-Wei Huang, un postdoctorado del MIT. “Pensamos que debería ser posible para nosotros utilizar un robot para evitar que el trabajador de la salud se exponga directamente al paciente”.

Usando cuatro cámaras montadas en un robot con forma de perro desarrollado por Boston Dynamics, los investigadores han demostrado que pueden medir la temperatura de la piel, la frecuencia respiratoria, la frecuencia del pulso y la saturación de oxígeno en sangre en pacientes sanos, desde una distancia de 2 metros. Ahora están haciendo planes para probarlo en pacientes con síntomas de Covid-19.

“Estamos encantados de haber forjado esta asociación entre la industria y la academia en la que científicos con experiencia en ingeniería y robótica trabajaron con equipos clínicos en el hospital para llevar tecnologías sofisticadas a la cabecera de la cama”, dice Giovanni Traverso, profesor asistente de ingeniería mecánica del MIT, gastroenterólogo en Brigham and Women’s Hospital, y autora principal del estudio.

Los investigadores han publicado un artículo sobre su sistema en el servidor de preimpresión techRxiv y lo han enviado a una revista revisada por pares. Huang es uno de los autores principales del estudio, junto con Peter Chai, profesor asistente de medicina de emergencia en el Brigham and Women’s Hospital, y Claas Ehmke, académico visitante de ETH Zurich.

Midiendo los signos vitales

Cuando los casos de Covid-19 comenzaron a aumentar en Boston en marzo, muchos hospitales, incluidos Brigham and Women’s, instalaron carpas de clasificación fuera de sus departamentos de emergencia para evaluar a las personas con síntomas de Covid-19. Un componente importante de esta evaluación inicial es medir los signos vitales, incluida la temperatura corporal.

A los investigadores del MIT y BWH se les ocurrió la idea de utilizar la robótica para permitir el monitoreo sin contacto de los signos vitales, para permitir que los trabajadores de la salud minimicen su exposición a pacientes potencialmente infecciosos. Decidieron utilizar tecnologías de visión por computadora existentes que pueden medir la temperatura, la frecuencia respiratoria, el pulso y la saturación de oxígeno en sangre, y trabajaron para hacerlos móviles.

Usando cuatro cámaras montadas en un robot con forma de perro desarrollado por Boston Dynamics, los investigadores han demostrado que pueden medir la temperatura de la piel, la frecuencia respiratoria, la frecuencia del pulso y la saturación de oxígeno en sangre en pacientes sanos, desde una distancia de 2 metros.    Crédito: Cortesía de los investigadores.

Para lograrlo, utilizaron un robot conocido como Spot, que puede caminar sobre cuatro patas, de manera similar a un perro. Los trabajadores de la salud pueden maniobrar el robot hasta donde estén sentados los pacientes, utilizando un controlador de mano. Los investigadores montaron cuatro cámaras diferentes en el robot: una cámara de infrarrojos más tres cámaras monocromas que filtran diferentes longitudes de onda de luz.

Los investigadores desarrollaron algoritmos que les permiten usar la cámara infrarroja para medir tanto la temperatura elevada de la piel como la frecuencia respiratoria. Para la temperatura corporal, la cámara mide la temperatura de la piel en la cara y el algoritmo correlaciona esa temperatura con la temperatura corporal central. El algoritmo también tiene en cuenta la temperatura ambiente y la distancia entre la cámara y el paciente, por lo que las mediciones se pueden tomar desde diferentes distancias, en diferentes condiciones climáticas y aún así ser precisas.

Las mediciones de la cámara de infrarrojos también se pueden utilizar para calcular la frecuencia respiratoria del paciente. A medida que el paciente inhala y exhala con una máscara, su respiración cambia la temperatura de la máscara. La medición de este cambio de temperatura permite a los investigadores calcular la rapidez con la que respira el paciente.

Las tres cámaras monocromáticas filtran cada una una longitud de onda de luz diferente: 670, 810 y 880 nanómetros. Estas longitudes de onda permiten a los investigadores medir los ligeros cambios de color que se producen cuando la hemoglobina de las células sanguíneas se une al oxígeno y fluye a través de los vasos sanguíneos. El algoritmo de los investigadores utiliza estas medidas para calcular tanto la frecuencia del pulso como la saturación de oxígeno en sangre.

“Realmente no desarrollamos nueva tecnología para realizar las mediciones”, dice Huang. “Lo que hicimos fue integrarlos juntos de manera muy específica para la aplicación Covid, para analizar diferentes signos vitales al mismo tiempo”.

Monitoreo continuo

En este estudio, los investigadores realizaron las mediciones en voluntarios sanos y ahora están haciendo planes para probar su enfoque robótico en personas que muestran síntomas de Covid-19, en el departamento de emergencias de un hospital.

Si bien a corto plazo, los investigadores planean centrarse en las aplicaciones de triaje, a más largo plazo, prevén que los robots podrían implementarse en las habitaciones del hospital de los pacientes. Esto permitiría a los robots monitorear continuamente a los pacientes y también permitiría a los médicos controlarlos, a través de una tableta, sin tener que ingresar a la habitación. Ambas aplicaciones requerirían la aprobación de la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU.

La investigación descrita en este artículo se ha publicado en un servidor de preimpresión, pero aún no ha sido revisada por expertos científicos o médicos.

La investigación fue financiada por el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y la Cátedra de Desarrollo Profesional Karl van Tassel (1925) y Boston Dynamics.

Texto original :  Full story via MIT News →

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