El envejecimiento vascular vuelve más rígidas las grandes arterias y cambia la forma de la onda del pulso. El estándar de oro para el diagnóstico es la velocidad de la onda del pulso entre la arteria carótida y la femoral, pero exige mediciones complejas. La fotopletismografía (PPG) de los dispositivos portátiles es más sencilla, pero normalmente se registra en la muñeca, donde la señal llega distorsionada. Junto a este trabajo hay en el archivo estudios que buscan el pulso en distintos lugares: un anillo en el dedo, un hilo en la muñeca, la topología del ritmo cardíaco, explicaciones de redes neuronales, un chip para la presión. Todos intentan sacarle más información al pulso, pero casi nadie compara directamente los lugares de medición. Nuestro trabajo queda apartado: el vecino más cercano por significado está a una distancia de 0.516, y no hay nada pegado a él.
Se tomaron tres conjuntos de datos: 1) espectroscopia de infrarrojo cercano de onda corta (fNIRS) con sensores en la sien (13 personas), 2) un sensor PPG específico en la sien (126 adultos sanos de 20 a 56 años), 3) PPG en la muñeca de un dispositivo MAX30101 (240 adultos sanos de 30 a 60 años). De cada ventana de pulso se extrajeron 89 rasgos de la forma de onda: intervalos temporales, amplitudes, áreas, derivadas y sus relaciones. Los rasgos se clasificaron como cardíacos, vasculares o mixtos mediante datos sintéticos de un modelo en el que se variaban de forma independiente los parámetros cardíacos y vasculares. Después, para cada rasgo se evaluó su relación con la edad mediante correlaciones de bootstrap (1000 iteraciones con estratificación por edad) y se seleccionaron los correlatos estables.
En la sien aparecieron 14 correlatos estables con la edad, en la muñeca solo 3. El rasgo más fuerte en la sien fue (Ad-Ab)/Aa, el contraste normalizado entre la curvatura sistólica temprana y la tardía de la segunda derivada. Su correlación con la edad fue r = −0.679 con una probabilidad de selección del 70%. En la muñeca, el rasgo más fuerte, Ad/Aa, tuvo r = −0.413 y una probabilidad del 10.1%. La diferencia en la fuerza de la relación entre lugares fue grande para 8 rasgos (d de Cohen > 1.5). El análisis de componentes principales mostró que para explicar el 85.3% de la varianza en la sien hacen falta 5 componentes, mientras que en la muñeca con 3 basta para el 100%. La correlación media por pares entre los 89 rasgos fue algo menor en la sien (0.372 frente a 0.385), lo que indica menos duplicación de información.
El trabajo muestra que el lugar de medición de la PPG no es neutro: determina qué procesos fisiológicos se ven en la forma de la onda. En la sien la edad se manifiesta a través de varios ejes independientes (curvatura, área, tiempos), y en la muñeca a través de menos ejes y más débiles. Esto difiere de los trabajos vecinos, que o bien mejoran los modelos en un solo lugar, o bien buscan explicaciones para las redes neuronales sin comparar puntos anatómicos. Aquí, por primera vez, se confrontan sistemáticamente la sien y la muñeca con el mismo conjunto de rasgos, y se demuestra que el lugar proximal (más cerca del corazón) ofrece una imagen más rica y más interpretable.
El tema puede avanzar hacia dispositivos portátiles en la cabeza: gafas, auriculares, vendajes. Si la sien realmente da una señal más limpia sobre el envejecimiento vascular, se abre el camino a la monitorización continua de la rigidez arterial sin manguito. Pero primero hacen falta mediciones pareadas en las mismas personas con sensores idénticos, para excluir el efecto de distintas cohortes y frecuencias de muestreo.
Influirá en el desarrollo de sensores portátiles para la monitorización cardiovascular, en la elección del lugar de medición en los estudios clínicos y en la interpretación de los datos de los relojes inteligentes.
Realizar un estudio intraindividual con registro simultáneo de PPG en la sien y en la muñeca, compararlo con la velocidad de la onda del pulso de referencia y con mediciones directas de presión y flujo.
Conexión con un problema no resuelto de la fisiología de la circulación: cómo se codifican las propiedades locales del lecho vascular y las ondas reflejadas en la forma del pulso periférico. El trabajo muestra que un mismo rasgo puede tener un origen fisiológico distinto según el lugar de medición, lo que complica la interpretación de los biomarcadores y exige modelos multi-sitio.
Los canales de onda corta de la fNIRS, que normalmente se descartan como ruido, en la sien dieron inesperadamente correlaciones con la edad de hasta r = −0.852 en una longitud de onda de 830 nm.
No publicado en arXiv. Aquí están su página, el PDF y la formalización: puede comprobarlo usted mismo, no solo leer nuestro análisis.