Medición de la glucosa mediante el sudor de los dedos y un teléfono móvil

Érika González

Puebla, Puebla. 13 de octubre de 2015 (Agencia Informativa Conacyt).- Un grupo de investigadores de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) desarrolló una plataforma hardware que mediante dispositivos de comunicación y a través de un equipo móvil y un sensor de piel mide el nivel de glucosa en el organismo a través del sudor de los dedos.

En este método no intervienen instrumentos que rompan el tejido de la piel o que penetren físicamente en el cuerpo del paciente, sino que los resultados son obtenidos mediante un dispositivo que se encarga de medir la respuesta galvánica del sudor del paciente; esta respuesta corresponde a los cambios en la resistencia eléctrica y conductancia de la piel.

Un sensor se encarga de obtener los valores físicos que dependen de las glándulas sudoríparas y mediante un modelo matemático es posible calcular los niveles de glucosa.

A futuro se pretende que el dispositivo sea integrado en un teléfono móvil por medio de una tarjeta electrónica miniaturizada —como lo hace por ejemplo, el Bluetooth— y así las personas puedan medir sus niveles de glucosa mediante el sudor de los dedos en sus smartphones, tal y como se desbloquea la pantalla con las huellas digitales.

El doctor Luis Enrique Colmenares Guillén, Aldo Enrique Águila Jurado y Omar Ariosto Niño Prieto, de la Facultad de Ciencias de la Computación (FCC), y Samuel Treviño Mora, de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ), en colaboración con especialistas de las facultades de Ciencias de la Electrónica (FCE) y Ciencias Físico Matemáticas (FCFM), desarrollaron este novedoso dispositivo.

Según el portal de la Asociación Mexicana de Diabetes (AMD), este  padecimiento se caracteriza por la elevación del azúcar en la sangre. Es un desorden en la forma en que el cuerpo humano utiliza la glucosa que obtenemos al ingerir los alimentos, produciendo una elevación de los niveles de glucosa en sangre, a esto se le conoce como hiperglucemia. Esto debido a que la insulina (hormona encargada de aprovechar la glucosa) es poca, nula o de mala calidad.

Este año, el informe de la Organización para la Cooperación y Desarrollo Económicos (OCDE) reveló que la diabetes en México aumenta con rapidez. La prevalencia de diabetes reportada en el país es de 15.9 por ciento, la más alta de la OCDE por mucho margen. El inicio temprano de la diabetes es más frecuente que en ningún otro país, 23.8 por ciento para personas de 40 a 59 años de edad y 5.9 por ciento para personas de 20 a 39 años de edad, las cifras más altas de la OCDE, cuyos promedios son de 8.9 y 1.7 por ciento, respectivamente). El inicio temprano tiene importantes implicaciones para el estado de salud de un paciente, así como para su condición social y económica.

El doctor Colmenares Guillén, líder del proyecto, refiere que llevan tres años y medio trabajando en el desarrollo del dispositivo no invasivo que mide la glucosa, y ya se tiene un registro ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI).

«Cuando se registró, solo teníamos la proyección de los resultados, ahora ya tenemos los reales», indica.

Desarrollo del dispositivo

Luis Enrique Colmenares Guillén

El doctor Colmenares Guillén participa junto con Niño Prieto en el análisis y diseño del proyecto. En cuanto a la metodología y diseño de la base de datos y diseño web, fue tesis de la licenciada Claudia Hernández en 2014. La metodología y diseño de hardware libre formó parte de la tesis del ingeniero Aldo Enrique Águila Jurado. El doctor Treviño Mora se enfoca en el desarrollo analítico químico. La aplicación móvil la desarrolla Edilberto Huerta Niño.

Para el desarrollo de este dispositivo, primero se caracterizaron los componentes internos, se diseñó el modelo matemático y se implementaron tarjetas electrónicas para su funcionamiento.

El doctor en Arquitectura de Computadores por la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), en Barcelona, España, Colmenares Guillén, expone que durante el proceso se analizaron los métodos clínicos de medición de la glucosa a través de la sangre, para así poder encaminar el proyecto.

«A partir de ahí analizamos varias propuestas no invasivas de medición de glucosa que posteriormente fuimos descartando —gracias a nuestras investigaciones— hasta llegar al sudor. Descartamos lágrimas, saliva, orina, no por no ser efectivos, sino porque no se acercaba a nuestras mediciones e investigación», complementa.

El doctor Treviño Mora se dedica a la parte biológica metabólica de la investigación. Su principal función fue asesorar la parte bioquímica para lograr la aplicación de varios tipos de sensores sobre la medición de glucosa a través de métodos no invasivos.

«Indagué qué había en el mercado, cómo se comportan y bajo qué características funcionan y así explicar de una mejor manera cómo es que este metabolismo se comporta y a partir de ahí hacer una agrupación matemática y científica que pudiera ser un acercamiento a la medición, tomando las limitantes propias de esta, pues nada supera la exactitud de la prueba de sangre», puntualiza Treviño Mora.

Lo que busca el dispositivo es ser un parámetro pertinente para el paciente que le permita decidir cuándo es necesario un análisis clínico.

Modelo matemático

«Lo más importante de este trabajo de investigación es que se elaboró un modelo matemático para poder transformar los valores de la glucosa en términos de análisis clínicos y así detectar en términos de valores de sensores de resistencia y conductancia a qué equivale la medida de la glucosa. Sin ese modelo matemático todo esto no tiene sentido», enfatiza Colmenares Guillén.

Tal como lo explica el doctor Treviño Mora, en una primera fase se adecuó el modelo matemático y se semejó con las variables de suero hacia las condiciones de valor; en una segunda fase se acerca a modelos biológicos que se regulen y aproximen con el modelo humano; y en un tercera etapa se prevé se evalúe directamente hacia el modelo humano con pacientes diabéticos controlados o descontrolados totalmente y así tener una ecuación que permita acercarse lo mayor posible al valor real.

Resultados

Hasta ahora los resultados de las pruebas han demostrado 87 por ciento de efectividad, por lo que cada uno de los investigadores en su área sigue trabajando para lograr resultados más precisos. «Por el momento se ha dado la ecuación. No tenemos clara la cantidad de glucosa en correlación pero ya tenemos el acercamiento matemático», afirma el doctor Treviño Mora.

Lectura sin dolor

En el aparato se colocan los dedos del paciente y se le pide que camine para que su piel produzca cierta cantidad de sudor y así se puedan registrar los valores necesarios.

«Elegimos los dedos, pues estos secretan menor cantidad de sudor en comparación con la palma de la mano, lo que nos permite obtener los valores necesarios para llevar a cabo una medición más precisa, a partir de las huellas dactilares», detalla Colmenares Guillén.

Añade que además de medir la glucosa, el dispositivo cuenta con acelerómetro (GPS) —que da la ubicación del paciente— y pulsímetro —que mide la oxigenación de la sangre.

Otra característica que se está trabajando en el dispositivo es que las mediciones puedan viajar tiempo real al dispositivo móvil del médico, lo que permitirá tener un monitoreo preciso del paciente. Según refiere el doctor Treviño Mora, algo así no existe en el sistema.