Un equipo de investigadores pertenecientes a los Photonics Research Labs (PRL) del Instituto de iTEAM ha diseñado e implementado sensores de fibra óptica que, integrados en un colchón, permiten monitorizar de forma no invasiva movimientos y respiración. Según los resultados de las primeras pruebas llevadas a cabo en el laboratorio, el sistema podría aplicarse en un futuro para la detección de la apnea del sueño y, en general, para la monitorización cardiopulmonar.
Múltiples ventajas
Salvador Sales, investigador del iTEAM, afirma que «la fibra óptica tiene múltiples ventajas: es muy pequeña, pesa poco, puede integrarse fácilmente en muchas estructuras y es inmune a la radiación electromagnética. También tiene sus inconvenientes, fundamentalmente, que para su instalación hay que cablear, lo que conlleva un coste y hace que para determinadas aplicaciones no sea útil. Pero no es el caso de este estudio para la monitorización de constantes vitales, en el que la fibra puede aportarnos muchas ventajas».
El sistema incluye componentes de muy bajo coste, fibra de plástico, un Arduino, y sensores CCD industriales que han sido combinados para detectar variaciones de presión. «Se trata de un sistema que podría reproducirse fácilmente en un proceso de producción a gran escala», añade Demetrio Sartiano, investigador también del iTEAM.
Tras la evaluación del primer prototipo, el trabajo de los investigadores se centra en mejorar el procesamiento de datos para evitar inestabilidades e incorporar técnicas de aprendizaje automático que faciliten la detección de anomalías respiratorias en pacientes reales.
El trabajo se enmarca dentro del proyecto europeo FINESSE y ha sido publicado en la revista Sensors.
Robot quirúrgico
Al mismo tiempo, los investigadores trabajan también en otras aplicaciones de estos sensores de fibra óptica, entre ellas, su integración en un robot quirúrgico, desarrollado en colaboración con la Universidad de Twente. En este caso, la fibra permite controlar la posición y el movimiento del robot en el interior del cuerpo humano. David Barrera, investigador del iTEAM, explica que «los sensores ópticos son sensibles a las curvaturas y los estiramientos. Se recogen los datos a través de ellos, se procesan en tiempo real y se obtiene la información de cómo va avanzando el instrumento quirúrgico, en qué posición está, cómo se está moviendo…».
También en el ámbito médico, el equipo de la UPV colabora con un grupo de investigadores suizos en el desarrollo de instrumental odontológico con fibra óptica en su interior. En este caso, el sensor de fibra mide la temperatura a la hora colocar los implantes y, gracias a ello, se mejora el proceso.
Aplicaciones en el ámbito aeroespacial
Otro de los campos en los que trabaja el equipo del iTEAM-UPV es el aeroespacial. No en vano, desde sus laboratorios se desarrolló un sensor para la Agencia Espacial Europea capaz de medir temperaturas de hasta 1.200 grados «especialmente útil para monitorizar satélites durante su reentrada en la atmósfera», como comenta el investigador Javier Madrigal. «También en ingeniería civil», concluye Salvador Sales, «estos sensores ofrecen grandes prestaciones para evaluar el estado de conservación de infraestructuras como puentes o túneles».