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La investigación descrita en este artículo se ha publicado en un servidor de preimpresión, pero aún no ha sido revisada por expertos médicos o científicos.
Durante la actual pandemia de coronavirus, una de las partes más riesgosas del trabajo de un trabajador de la salud es evaluar a las personas que muestran síntomas de Covid-19. Los investigadores del MIT y del Brigham and Women’s Hospital esperan reducir este riesgo mediante el uso de robots para medir de forma remota los signos vitales de los pacientes.
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 Henwei Huang, postdoctorado en MIT. "Pensamos que debería ser posible utilizar un robot para proteger al trabajador de la salud del riesgo de exponerse directamente al paciente".
Usando cuatro cámaras montadas en un robot con forma de perro desarrollado por Boston Dynamics, los investigadores demostraron que podían medir la temperatura de la piel, la frecuencia respiratoria, el pulso y la saturación de oxígeno. sangre en pacientes sanos a una distancia de 2 metros. Ahora planean probarlo en pacientes con síntomas de Covid-19.
"Estamos encantados de haber forjado esta asociación entre la industria y la universidad en la que científicos con experiencia en ingeniería y robótica han trabajado con los equipos clínicos del hospital para llevar tecnologías sofisticadas al lado de la cama". dice Giovanni Traverso, profesor asistente de ingeniería mecánica en el MIT, gastroenterólogo del Brigham and Women & # 39; s Hospital y autor principal del estudio.
Los investigadores publicaron un artículo sobre su sistema en el servidor de preimpresión techRxiv y lo enviaron 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, investigador visitante en ETH Zurich.
Medir los signos vitales
Cuando los casos de Covid-19 comenzaron a aumentar en Boston en marzo, muchos hospitales, incluido Brigham and Women's, instalaron carpas de clasificación fuera de sus departamentos de emergencia. para evaluar a las personas con síntomas de Covid-19. Una parte importante de esta evaluación inicial consiste en medir los signos vitales, incluida la temperatura corporal.
A los investigadores del MIT y BWH se les ocurrió la idea de usar 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 las 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 hacerlas móviles.
Para lograrlo, utilizaron un robot conocido como Spot, que puede caminar a cuatro patas, como un perro. Los trabajadores de la salud pueden maniobrar el robot hasta donde están sentados los pacientes, utilizando un controlador de mano. Los investigadores instalaron cuatro cámaras diferentes en el robot: una cámara de infrarrojos y tres cámaras monocromas que filtran diferentes longitudes de onda de luz.
Los investigadores han desarrollado 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 de la cara y el algoritmo correlaciona esta temperatura con la temperatura corporal central. El algoritmo también tiene en cuenta la temperatura ambiente y la distancia entre la cámara y el paciente, de modo que las mediciones se pueden tomar a diferentes distancias, en diferentes condiciones climáticas, sin dejar de 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. Medir este cambio de temperatura permite a los investigadores calcular qué tan rápido respira el paciente.
Las tres cámaras monocromas 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 leves cambios de color que ocurren cuando la hemoglobina en las células sanguíneas se une al oxígeno y viaja 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 hemos desarrollado ninguna tecnología nueva para realizar las mediciones”, dice Huang. "Lo que hicimos fue integrarlos juntos muy específicamente para la aplicación Covid, con el fin de analizar diferentes signos vitales al mismo tiempo".
Control continuo
En este estudio, los investigadores realizaron las mediciones en voluntarios sanos y ahora planean probar su enfoque robótico en personas con síntomas de Covid-19, en un departamento de emergencias de uno. hospital.
Si bien a corto plazo, los investigadores planean centrarse en aplicaciones de triaje, a más largo plazo, prevén que los robots podrían implementarse en las habitaciones de los pacientes en los hospitales. Esto permitiría a los robots monitorear constantemente 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 los Estados Unidos.
La investigación fue financiada por el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y el profesor de desarrollo profesional Karl van Tassel (1925).
