Investigadores desarrollan una tecnología wearable que detecta con mayor precisión los niveles de glucosa
(uwaterloo.ca)- Ingenieros de la Universidad de Waterloo desarrollaron una tecnología de detección de glucosa de uso en la muñeca que permite a pacientes con diabetes monitorear su glucosa sin pincharse el dedo
- El dispositivo miniaturiza tecnología de radar usada en observación meteorológica satelital para leer cambios dentro del cuerpo humano, y utiliza en conjunto un chip de radar, una metasuperficie y un microcontrolador
- La metasuperficie del equipo de investigación mejora la resolución y la sensibilidad de la señal de radar, ayudando a detectar con mayor precisión incluso pequeños cambios en los niveles de glucosa
- Actualmente el dispositivo recibe energía mediante un cable USB, pero el equipo planea optimizar el uso de batería para mejorar la portabilidad y también apunta a recopilar otros datos de salud como la presión arterial
- El producto mínimo viable ya se está usando en ensayos clínicos, y están impulsando su aplicación en wearables de próxima generación junto con socios de la industria
Monitoreo de glucosa en la muñeca sin agujas
- Un equipo de la Universidad de Waterloo desarrolló un sistema wearable de detección de glucosa para que personas con problemas crónicos de salud, como la diabetes, puedan seguir sus niveles de glucosa
- El monitoreo tradicional de glucosa suele requerir pinchazos frecuentes en el dedo o el uso de parches wearables invasivos con microagujas
- El nuevo sistema no perfora la piel, por lo que busca reducir el dolor y el riesgo de infección, además de disminuir la carga del monitoreo cotidiano
- El Dr. George Shaker explicó que, así como el radar satelital observa cambios atmosféricos, nubes y el movimiento de tormentas, esta misma tecnología de radar se incorpora en un dispositivo wearable para observar cambios en el cuerpo humano
Más precisión de detección con radar y metasuperficie
- El sistema funciona con tres componentes
- Chip de radar: transmite y recibe señales que atraviesan el cuerpo humano
- Metasuperficie: concentra mejor la señal para aumentar la precisión
- Microcontrolador: procesa la señal de radar con algoritmos de inteligencia artificial
- Los algoritmos aprenden de los datos con el tiempo para mejorar la precisión y confiabilidad de las mediciones
- La metasuperficie desarrollada por el equipo mejora la resolución y la sensibilidad del radar, lo que permite detectar incluso pequeños cambios en los niveles de glucosa
- Este sistema busca realizar mediciones precisas sin contacto directo con el flujo sanguíneo y sin necesidad de perforar la piel como en los métodos actuales
Ensayos clínicos y siguientes pasos
- Actualmente el dispositivo se alimenta mediante un cable USB, pero el equipo planea optimizar el uso de batería para aumentar la portabilidad
- A largo plazo, podría usarse no solo para la glucosa sino también para recopilar otros datos de salud, como la presión arterial
- El producto mínimo viable ya se está utilizando en ensayos clínicos, y el equipo lo está desarrollando junto con socios de la industria hacia una forma más cercana a un dispositivo listo para salir al mercado
- El artículo relacionado “Radar near-field sensing using metasurface for biomedical applications” fue publicado en Communications Engineering de Nature
1 comentarios
Comentarios de Hacker News
Desde la perspectiva de una persona con diabetes tipo 1, un CGM no es tan invasivo si se compara con haber usado punciones en el dedo durante mucho tiempo.
Aun así, el enfoque de smartwatch suena genial, y de hecho es bastante bueno ver las lecturas del CGM en un smartwatch.
Apple también investigó esto antes, pero, si mal no recuerdo, la precisión no era suficiente para usarlo de forma segura en personas con diabetes.
Me daría curiosidad ver las estadísticas de precisión comparadas con CGM de Dexcom o Freestyle, y personalmente creo que la mejora continua de los sistemas de CGM + bomba de insulina de circuito cerrado aporta más a la calidad de vida.
Por eso, cuando se necesita una medición exacta en un momento puntual y no solo la tendencia general, parece que todavía se recomienda la prueba con punción en el dedo.
El artículo dice que “no hay ninguna tecnología capaz de ofrecer este nivel de precisión sin contacto directo con el torrente sanguíneo”, así que suena como si afirmaran que es clínicamente mejor de forma significativa que los CGM existentes.
No sé si eso realmente suena plausible, o si en realidad mide directamente la glucosa en sangre en lugar del líquido intersticial.
Basta con conocer un rango aproximado más que una cifra exacta, y como mi relación con la comida nunca ha sido buena, sin un CGM es demasiado fácil venirse abajo.
Dicho eso, en una época en la que existen CGM tan pequeños como el Libre 3, que en la práctica casi ni se sienten, para diabetes tipo 1 parece poco valioso usar un CGM de muñeca a costa de perder precisión, especialmente suponiendo que el seguro cubra el costo.
https://www.inredadiabetic.nl/en/home-english/
Como siguiente paso, me entusiasma más la investigación sobre una nueva insulina que solo se activa cuando hay glucosa en el torrente sanguíneo.
No recuerdo el nombre, pero también se compartió hace poco; sonaba como un sistema en el que, con mantener una cantidad suficiente dentro del cuerpo, el resto se regula solo.
Hasta entonces, armar un circuito cerrado con Freestyle y Omnipod Dash usando iAPS fue un cambio enorme: casi desaparecieron los picos de glucosa y mi HBA1c bajó hasta niveles de una persona sin diabetes.
Espero que logren convertirlo bien en producto y, cuando salga, definitivamente pienso probarlo.
Es interesante, pero el hecho de que el prototipo tenga forma de reloj de pulsera me hace pensar que quizá sea más bien una pieza de exhibición para medios, pensada para inflar la valoración de inversión de socios de la industria.
Comentarios prospectivos como “más adelante tal vez también pueda medir la presión arterial” refuerzan esa impresión.
Aunque tuviera el tamaño de un ladrillo o no escondieran la fuente de alimentación fuera de cámara, si puede eliminar las agujas sería un beneficio enorme para las personas con diabetes.
Primero deberían demostrar que el concepto funciona y mostrar cifras sólidas; después podrían miniaturizarlo.
La ciencia en sí es interesante, y el paper está aquí: https://www.nature.com/articles/s44172-024-00194-4
El problema es que las conclusiones del título o de las citas del artículo no están justificadas en absoluto, y es la típica ciencia de comunicado de prensa.
Si miras el paper, no hicieron ninguna prueba con glucosa en sangre de personas o animales reales.
El contenido principal es el diseño de una metasuperficie para aumentar la resolución y sensibilidad de un sistema de radar de ondas milimétricas, y saltar de ahí a “las personas con diabetes ya no necesitarán agujas” es como “dibuja el resto del búho”, pero unas 100 veces peor.
Vuelvo a subrayar: no estoy menospreciando la investigación en sí, sino criticando la forma en que la exageran.
Ya existen tensiómetros de muñeca como Aktiia.
No son tan precisos como un brazalete para el brazo, pero son suficientes para el monitoreo cotidiano.
https://aktiia.com/
DiaMonTech lleva más de 10 años investigando el monitoreo no invasivo de glucosa en sangre.
Es un problema difícil y complejo, así que sin datos clínicos lo miro con mucho escepticismo.
En un ensayo clínico reciente, con un dispositivo del tamaño de una caja de zapatos, alcanzaron una precisión similar a la de los primeros dispositivos invasivos aprobados por la FDA, y todavía queda trabajo por hacer.
La prepublicación del paper está aquí: https://www.researchsquare.com/article/rs-5289491/v1
Los nuevos desarrollos entusiasman, pero en este caso cuesta tener confianza en que llegue al mercado en el corto plazo.
En el sitio dicen que tienen un dispositivo funcional del tamaño de una caja de zapatos, pero que “por su tamaño” está dirigido solo a hospitales.
Personalmente, aunque fuera del tamaño de una caja de zapatos, lo compraría con gusto.
Si no tengo que pincharme el dedo ni comprar tiras reactivas, sería lo máximo; mientras sea no invasivo y preciso, no me importaría que fuera un rackmount 4U.
Veo a menudo frases del estilo “ya hay un producto mínimo viable en uso en ensayos clínicos, y aunque todavía queda trabajo para llegar a un dispositivo completamente vendible, ahora está mucho más cerca”.
Parece que la gente ignora la parte de “viable” en MVP, es decir, que realmente se puede usar.
Si todavía hay que trabajar más para convertirlo en un dispositivo completamente vendible, entonces en la etapa actual no es viable.
Aun así, les deseo suerte.
Si te interesa la detección no invasiva de glucosa, recomiendo mucho este material: https://www.nivglucose.com/The%20Pursuit%20of%20Noninvasive%...
El problema de los enfoques basados en radiofrecuencia es que no son específicos de la glucosa.
Las moléculas de glucosa absorben infrarrojo de ciertas longitudes de onda por su tamaño y tipos de enlaces, pero no muestran una absorción específica en radiofrecuencia.
En este paper midieron glucosa en agua pura a una concentración unas 100 veces superior a la fisiológica.
Me gustaría ver si funciona en sangre completa o en simuladores de tejido, o si puede medir solo la glucosa independientemente de otros solutos.
Lo que falta en el paper son cifras de precisión para la detección de glucosa.
Si es una alternativa a la aguja, la primera pregunta debería ser cómo se comparan las mediciones.
Aunque el enfoque sea novedoso, parece razonable asumir que no reemplaza a la aguja en mediciones precisas.
Claro, también puede ser que se me haya pasado una comparación de desempeño.
https://chaos.social/@jaseg/113777015012964743
Edición: no, parece que no se menciona.
La comparación con los satélites meteorológicos es engañosa y exagera esta tecnología.
El radar meteorológico detecta gotas de agua a altitudes atmosféricas conocidas; medir la concentración de glucosa en la sangre atravesando capas de tejido es un problema fundamentalmente distinto.
El verdadero avance aquí no es la tecnología de radar que ya existía desde hace años, sino el pipeline de machine learning que extrae datos significativos de glucemia a partir de reflejos de radar extremadamente ruidosos.
Todavía no leí el paper, pero por las respuestas en este hilo esperaría que el sistema propuesto sea más bien un dispositivo de espectroscopía dieléctrica optimizado para detectar glucosa, o varios subproductos o complejos sustitutos.
Para un ejemplo, se puede ver esta página de Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric_spectroscopy
Si miras la imagen de la derecha, normalmente, al pasar de bajas a altas frecuencias, aparecen la respuesta del movimiento de iones, la respuesta de reorientación de moléculas con momento dipolar, la excitación de modos vibracionales moleculares y la excitación electrónica por transiciones de orbitales electrónicos.
Edición: todavía no leí el artículo, así que no garantizo que esto sea cierto.
Perdón por arruinar el entusiasmo, pero una de las pocas personas que conozco que ha publicado bastantes papers revisados por pares sobre medición no invasiva de glucosa en sangre es muy escéptica respecto de esta tecnología.
La idea de usar detección de campo cercano con radar no es nada nueva, y hasta ahora no ha dado ningún resultado.
Los “avances revolucionarios” en este campo son de lo más comunes: https://finance.yahoo.com/news/liom-cracks-holy-grail-non-22...
Esa persona es una de las pocas que tiene una tecnología sólida que quizá sí funcione en la práctica, pero el futuro lo dirá.
No voy a pasar el link, pero es cierto que la empresa consiguió financiamiento.
Aun así, estoy de acuerdo en una cosa.
Ya estamos en la etapa de esperar a que alguien venda realmente un dispositivo así, más que a escuchar a quienes dicen que pronto será posible.
La explicación de cómo funciona suena a tecnopalabrería plausible sacada de un mal thriller de ciencia ficción.
Microsuperficies de metarradar; me sorprende que sea un concepto que exista de verdad.
Una metasuperficie casi siempre es, básicamente, una antena de parche con un nombre sofisticado.
Si reduces algunos parámetros, también puede verse como un circuito resonante.
En cualquier software de diseño de PCB puedes diseñar una metasuperficie en minutos y fabricarla con equipo de producción de PCB de bajo nivel tecnológico.
Aquí usaron un arreglo específico de antenas de parche llamado resonador de anillo partido complementario, y eso es la metasuperficie.
En cierto sentido, todos los resonadores de anillo partido son superficies de “micro-radar”, porque están diseñados para ser eléctricamente pequeños en comparación con la longitud de onda.
Parece que los investigadores aprovecharon que los cambios de glucosa en el flujo sanguíneo modifican las propiedades dieléctricas de la sangre, y que las características de resonancia de un resonador de anillo partido complementario cambian según el dieléctrico que lo rodea.
Dieléctrico es un término que describe las propiedades eléctricas de un material; por ejemplo, una permitividad alta reduce la velocidad de fase de las ondas electromagnéticas y produce varios efectos medibles en sistemas de radiofrecuencia.
Parece un excelente trabajo de ingeniería, pero desde que empecé a estudiar antenas, la palabra “metasuperficie” siempre me sonó a jerga algo pretenciosa.
“El microcontrolador procesa las señales de radar con algoritmos de inteligencia artificial”; qué alivio que hayan rebautizado el machine learning primitivo y los mecanismos básicos de control como inteligencia artificial.
La inteligencia artificial es más antigua que C y, de hecho, incluso anterior a Lisp.
“IPL se usó para implementar varios de los primeros programas de inteligencia artificial de los mismos autores: Logic Theorist (1956), General Problem Solver (1957) y el programa de ajedrez por computadora NSS (1958)”.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Information_Processing_Langu...
Seguro que pronto también rebautizan la transformada rápida de Fourier como inteligencia artificial.
Ahora hay una generación que creció con la idea de que todo lo que hace una computadora es inteligencia artificial, así que no sorprende que todo lo que hace una computadora se llame inteligencia artificial.