Un dispositivo inspirado en las estrellas de mar vigila tu corazón con precisión… incluso mientras corres

Inspirado en la forma y el movimiento de las estrellas de mar, un nuevo dispositivo wearable permite monitorear la salud del corazón en tiempo real, incluso durante el ejercicio. Combina ingeniería biomimética e inteligencia artificial para detectar enfermedades cardíacas con más del 90% de precisión.

Por Enrique Coperías

Cuando nos movemos, a los dispositivos portátiles les cuesta más realizar un seguimiento preciso de nuestra actividad cardíaca. Sin embargo, investigadores de la Universidad de Misuri, en Estados Unidos, han encontrado una solución inspirada en la naturaleza: la forma de cinco brazos de las estrellas de mar.

Sicheng Chen y Zheng Yan, de la Facultad de Ingeniería de Mizzou, se inspiraron en la manera en que estos asteroideos se dan la vuelta —encogiendo un brazo y usando los demás de forma coordinada para enderezarse— con el fin de crear un dispositivo portátil con forma de estrella de mar que monitoriza la salud cardíaca en tiempo real.

Gracias a sus múltiples puntos de contacto con la piel cerca del corazón, este dispositivo se mantiene más estable que los wearables tradicionales, como los relojes inteligentes, que suelen tener una estructura única. Esta estabilidad le permite captar datos cardíacos más claros y precisos, incluso mientras la persona se mueve.

Conectado por Bluetooth a una IA en el móvil

El diseño de cinco brazos no es casual: simulaciones por elementos finitos demostraron que esta configuración tiene el menor acoplamiento mecánico entre brazos y centro (15,7%) frente a otras estructuras (monolítica: 73,1%, cuatro brazos: 35,6%, seis brazos: 23,9%). Esto reduce significativamente las interferencias causadas por el movimiento, y mejora la calidad de la señal.

Cada uno de los brazos flexibles del dispositivo incorpora sensores independientes capaces de registrar señales eléctricas, como las del electrocardiograma o ECG, y mecánicas —SCG (seismocardiograma) y GCG (girocardiograma)— del corazón. Estas últimas captan movimientos rotacionales del tórax causados por la actividad mecánica del corazón, especialmente durante la contracción y eyección de la sangre, que suelen perderse con otros dispositivos durante el movimiento.

El nuevo dispositivo se conecta cómodamente a una aplicación móvil, y proporciona al usuario información sobre su salud y le ayuda a detectar posibles afecciones cardíacas. Las señales se transmiten por Bluetooth a un móvil, donde un sistema de inteligencia artificial analiza la actividad cardíaca en tiempo real.

Datos fiables incluso cuando el usuario realiza una actividad intensa

«Similar a una estrella de mar, nuestro dispositivo tiene cinco brazos, cada uno equipado con sensores que captan simultáneamente la actividad cardíaca eléctrica y mecánica —explica Chen, becario posdoctoral y autor principal del estudio, que ha sido publicado en la revista Science Advances. Y añade—: La mayoría de los dispositivos actuales se enfocan en captar solo una señal o requieren varios aparatos para registrar diferentes señales a la vez. Esto nos permite ofrecer una imagen más completa de la salud cardiaca de una persona».

El sistema de IA desarrollado por el equipo no solo filtra el ruido generado por el movimiento, sino que también reconoce el estado de actividad del usuario —reposo, caminata, trote, carrera— y ajusta dinámicamente los filtros para mantener la calidad de la señal.

Este enfoque garantiza que las señales mecánicas del corazón se mantengan claras, incluso durante actividades intensas, gracias a una compensación inteligente que distingue entre vibraciones cardíacas reales y artefactos de movimiento.

Un registro de parámetros importantes del corazón

Este modelo de aprendizaje automático fue entrenado con datos de dieciséis personas en distintos estados físicos durante más de 576.000 segundos, y permite que el dispositivo registre continuamente parámetros clave, como los siguientes:

✅ Frecuencia cardiaca (HR): cuántos latidos da el corazón por minuto.

✅ Intervalo QT: el tiempo que tarda el corazón en activarse eléctricamente y luego recuperarse para el siguiente latido.

✅ Variabilidad de los intervalos RR (SDRR): mide los cambios entre un latido y otro; cuanto más variable, mejor se adapta el corazón al entorno.

✅ Retraso electromecánico (EMD): es el tiempo entre la señal eléctrica (ECG) y la respuesta física del corazón (contracción).

✅ Tiempo de eyección ventricular (LVET): cuánto tiempo tarda el corazón en expulsar sangre desde el ventrículo izquierdo hacia el cuerpo.

Y puede hacerlo con una gran fiabilidad incluso cuando el usuario se está moviendo.

Ilustración esquemática del dispositivo con forma de estrella de mar para el monitoreo cardíaco trimodal durante el movimiento. Cortesía: Sicheng Chen et al. / Science Advances / DOI: 10.1126/sciadv.adv2406  

Ventajas frente a las pruebas clínicas tradicionales

Además, los datos recopilados permiten al sistema identificar afecciones cardíacas, como la fibrilación auricular, el infarto de miocardio y la insuficiencia cardíaca, con una precisión superior al 91%. Para ello, se utiliza un modelo de red neuronal tipo transformer que analiza simultáneamente las tres señales (ECG, SCG, GCG). Al integrar estas señales, se obtiene una vista mucho más rica del funcionamiento del corazón que con una sola fuente.

Recordemos que un modelo de red neuronal tipo transformer es un tipo avanzado de inteligencia artificial diseñado para procesar y entender secuencias de datos, como texto, audio o señales fisiológicas (como las del corazón). A diferencia de redes tradicionales, los transformers no procesan los datos paso a paso, sino que analizan toda la secuencia a la vez, detectando patrones, relaciones y contextos complejos entre diferentes partes de la señal.

«Este dispositivo también supone una ventaja respecto a las pruebas clínicas tradicionales, como la ecografía Doppler, que normalmente requieren que el paciente permanezca inmóvil para obtener resultados precisos», señala Chen.

Pesa menos de dos gramos

El dispositivo es ligero —solo pesa 1,7 gramos con batería incluida—, flexible, resistente al agua y puede cargarse de forma inalámbrica incluso mientras se lleva puesto, lo que facilita su uso continuo durante todo el día. También incorpora un sistema de gestión energética que optimiza el consumo y permite su funcionamiento durante ocho horas seguidas.

El equipo también trabaja en mejorar la portabilidad a largo plazo del dispositivo.

«Un gran problema de los dispositivos portátiles es que pueden irritar la piel si se usan durante períodos prolongados—, explica Yan, profesor asociado de la Facultad de Ingeniería de Mizzou.

Para abordar este inconveniente, el equipo de Yan está desarrollando un diseño más cómodo y compatible con la piel. Actualmente, el dispositivo se adhiere con un gel especial, pero en el futuro usará un material transpirable y suave, que lo hará más agradable al tacto. El grupo de Yan lleva años perfeccionando este material.

Aunque aún se encuentra en una etapa temprana de desarrollo, esta innovación inspirada en las estrellas de mar combina naturaleza, ingeniería e inteligencia artificial, y podría transformar la forma en que controlamos la salud cardiaca, haciendo más fácil, precisa y fiable la monitorización del corazón en cualquier momento y lugar. ▪️

• Información facilitada por la Universidad de Misuri

• Fuente: Sicheng Chen et al. Starfish-inspired wearable bioelectronic systems for physiological signal monitoring during motion and real-time heart disease diagnosis. Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adv2406