El sistema funciona con todo tipo de teléfonos, para su uso desde cualquier lugar del mundo
Investigadores de la Universidad de Washington (EEUU) han desarrollado SpiroCall, una herramienta que permite medir con precisión la función pulmonar a través de una simple llamada telefónica. El sistema está diseñado para funcionar desde todo tipo de teléfonos, al utilizar el canal telefónico estándar en lugar de Internet, con objeto de llegar a países en desarrollo. Pese a que la calidad del audio se reduce en una llamada, la herramienta combina múltiples algoritmos de regresión para proporcionar estimaciones fiables, superando el 6,2 por ciento de variabilidad.
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| Las pruebas clínicas en la India y Bangladesh se hicieron con SpiroSmart. |
Actualmente se estima que unos 300 millones de personas en el mundo padecen asma, una enfermedad que afecta a todas las edades, grupos socioeconómicos y zonas del planeta. Aunque no existen estrategias eficaces para curarlo o prevenirlo, sí se puede tratar para reducir significativamente su impacto, un reto que se plantea de manera universal.
Tanto para el diagnóstico como para medir la magnitud del trastorno, realizar una estimación objetiva del riesgo quirúrgico o de la respuesta a un tratamiento, se hace necesaria una prueba espirométrica, la cual resulta igualmente útil entre pacientes con fibrosis quística u otras enfermedades pulmonares crónicas. Sin embargo, el acceso a un espirómetro con el que medir la función pulmonar no siempre resulta sencillo, especialmente en países en desarrollo.
Por el contrario, puede resultar más fácil acceder a un teléfono, ya sea un smartphone de última generación, un móvil con más de diez años o el teléfono fijo comunal de una aldea. Es por eso que investigadores de la Universidad de Washington (UW) han desarrollado SpiroCall, una herramienta que permite medir con precisión la función pulmonar a través de una simple llamada telefónica.
Su uso es sencillo. Basta con llamar a un número gratuito, soplar en el teléfono y la propia red telefónica examina la función pulmonar. Según el estudio realizado, se consiguió una variabilidad del 6,2 por ciento respecto a los resultados de los espirómetros clínicos utilizados en hospitales y centros de salud, lo que significa que la herramienta cumple con los estándares de la comunidad médica.
"La gente tiene que lidiar con enfermedades pulmonares crónicas durante toda su vida, así que existe una necesidad real de disponer de un dispositivo que permita a los pacientes controlar con precisión su estado en casa sin tener que visitar constantemente una clínica médica, lo que en algunos lugares requiere horas o días de viaje", subraya el autor principal del estudio, Mayank Goel, en un comunicado de la UW.
Tanto para el diagnóstico como para medir la magnitud del trastorno, realizar una estimación objetiva del riesgo quirúrgico o de la respuesta a un tratamiento, se hace necesaria una prueba espirométrica, la cual resulta igualmente útil entre pacientes con fibrosis quística u otras enfermedades pulmonares crónicas. Sin embargo, el acceso a un espirómetro con el que medir la función pulmonar no siempre resulta sencillo, especialmente en países en desarrollo.
Por el contrario, puede resultar más fácil acceder a un teléfono, ya sea un smartphone de última generación, un móvil con más de diez años o el teléfono fijo comunal de una aldea. Es por eso que investigadores de la Universidad de Washington (UW) han desarrollado SpiroCall, una herramienta que permite medir con precisión la función pulmonar a través de una simple llamada telefónica.
Su uso es sencillo. Basta con llamar a un número gratuito, soplar en el teléfono y la propia red telefónica examina la función pulmonar. Según el estudio realizado, se consiguió una variabilidad del 6,2 por ciento respecto a los resultados de los espirómetros clínicos utilizados en hospitales y centros de salud, lo que significa que la herramienta cumple con los estándares de la comunidad médica.
"La gente tiene que lidiar con enfermedades pulmonares crónicas durante toda su vida, así que existe una necesidad real de disponer de un dispositivo que permita a los pacientes controlar con precisión su estado en casa sin tener que visitar constantemente una clínica médica, lo que en algunos lugares requiere horas o días de viaje", subraya el autor principal del estudio, Mayank Goel, en un comunicado de la UW.
Vía telefónica frente a archivo de sonido
El antecedente de esta investigación se remonta a 2012, cuando se creó SpiroSmart, una herramienta diseñada específicamente para smartphones. Como si de un espirómetro se tratara, el paciente debe tomar una respiración profunda y exhalar tan fuerte y rápido como sea posible. El micrófono del teléfono detecta el sonido y la presión de la exhalación y envía los datos a un servidor central, que utiliza algoritmos de aprendizaje automático para convertirlos en medidas estándar de la función pulmonar.
A lo largo de estos cuatro años, el equipo ha recopilado datos de más de 4.000 pacientes que han visitado clínicas en Seattle y Tacoma, así como en la India y Bangladesh, donde los médicos han medido la función pulmonar utilizando tanto SpiroSmart como un espirómetro comercial. Los datos comparativos han servido para mejorar el rendimiento de los algoritmos de aprendizaje automático y sentar las bases para su aprobación como aparato médico por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos estadounidense (FDA).
Sin embargo, al analizar los datos aportados por pacientes de la India y Bangladesh, percibieron que un porcentaje significativo no era dueño del teléfono desde el que realizaba la prueba, por lo que sería incapaz de utilizar SpiroSmart en su propio hogar, precisamente un objetivo clave del proyecto.
Fue este el motivo por el que decidieron desarrollar un sistema que funcionara desde cualquier teléfono y en cualquier parte del mundo, ya que a fin de cuentas el único sensor que utilizaban era el micrófono. Se trataba, por tanto, de cambiar la aplicación por un servicio de llamadas en directo. Así, SpiroCall transmite el audio recogido a través de un canal telefónico estándar, a diferencia del archivo de sonido que se transfiere por Internet desde una aplicación móvil.
El equipo combinó múltiples algoritmos de regresión para proporcionar estimaciones fiables de la función pulmonar a pesar de la baja calidad del audio. "Hemos tenido en cuenta el hecho de que la calidad del sonido que se obtiene a través de una línea telefónica es peor", explica el co-autor Elliot Saba, quien lo compara con escuchar a alguien tocar una canción a través de una línea telefónica en lugar de en una aplicación de música.
A pesar de estos desafíos, la variabilidad conseguida con SpiroCall es bastante fiable, de un 6,2 por ciento respecto a los resultados del examen del mismo paciente con un espirómetro comercial. Debido a la variabilidad en la forma en que un paciente exhala durante cada prueba de espirometría, cualquier resultado del 5 al 10 por ciento se considera dentro de un margen de error aceptable.
El antecedente de esta investigación se remonta a 2012, cuando se creó SpiroSmart, una herramienta diseñada específicamente para smartphones. Como si de un espirómetro se tratara, el paciente debe tomar una respiración profunda y exhalar tan fuerte y rápido como sea posible. El micrófono del teléfono detecta el sonido y la presión de la exhalación y envía los datos a un servidor central, que utiliza algoritmos de aprendizaje automático para convertirlos en medidas estándar de la función pulmonar.
A lo largo de estos cuatro años, el equipo ha recopilado datos de más de 4.000 pacientes que han visitado clínicas en Seattle y Tacoma, así como en la India y Bangladesh, donde los médicos han medido la función pulmonar utilizando tanto SpiroSmart como un espirómetro comercial. Los datos comparativos han servido para mejorar el rendimiento de los algoritmos de aprendizaje automático y sentar las bases para su aprobación como aparato médico por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos estadounidense (FDA).
Sin embargo, al analizar los datos aportados por pacientes de la India y Bangladesh, percibieron que un porcentaje significativo no era dueño del teléfono desde el que realizaba la prueba, por lo que sería incapaz de utilizar SpiroSmart en su propio hogar, precisamente un objetivo clave del proyecto.
Fue este el motivo por el que decidieron desarrollar un sistema que funcionara desde cualquier teléfono y en cualquier parte del mundo, ya que a fin de cuentas el único sensor que utilizaban era el micrófono. Se trataba, por tanto, de cambiar la aplicación por un servicio de llamadas en directo. Así, SpiroCall transmite el audio recogido a través de un canal telefónico estándar, a diferencia del archivo de sonido que se transfiere por Internet desde una aplicación móvil.
El equipo combinó múltiples algoritmos de regresión para proporcionar estimaciones fiables de la función pulmonar a pesar de la baja calidad del audio. "Hemos tenido en cuenta el hecho de que la calidad del sonido que se obtiene a través de una línea telefónica es peor", explica el co-autor Elliot Saba, quien lo compara con escuchar a alguien tocar una canción a través de una línea telefónica en lugar de en una aplicación de música.
A pesar de estos desafíos, la variabilidad conseguida con SpiroCall es bastante fiable, de un 6,2 por ciento respecto a los resultados del examen del mismo paciente con un espirómetro comercial. Debido a la variabilidad en la forma en que un paciente exhala durante cada prueba de espirometría, cualquier resultado del 5 al 10 por ciento se considera dentro de un margen de error aceptable.
Retos
Paralelamente, el equipo de investigación también desarrolló un silbato impreso en 3D que se puede utilizar como complemento de SpiroCall. Su objetivo es facilitar el entrenamiento, cambiando de tono cuando el paciente exhala. Así pueden saber cómo suena una buena prueba. El silbato mejoró además el rendimiento de la prueba entre pacientes muy enfermos, cuyas cuerdas vocales no son capaces de producir suficiente sonido para ser recogido por el micrófono del teléfono.
A partir de ahora, la investigación se centrará en incluir la entrega de datos adicionales y encontrar la mejor manera de comunicar los resultados de las pruebas, de forma que tenga sentido para los pacientes.
Paralelamente, el equipo de investigación también desarrolló un silbato impreso en 3D que se puede utilizar como complemento de SpiroCall. Su objetivo es facilitar el entrenamiento, cambiando de tono cuando el paciente exhala. Así pueden saber cómo suena una buena prueba. El silbato mejoró además el rendimiento de la prueba entre pacientes muy enfermos, cuyas cuerdas vocales no son capaces de producir suficiente sonido para ser recogido por el micrófono del teléfono.
A partir de ahora, la investigación se centrará en incluir la entrega de datos adicionales y encontrar la mejor manera de comunicar los resultados de las pruebas, de forma que tenga sentido para los pacientes.
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