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Banda inteligente para la
adquisición de signos vitales
de niños
Smart Band for the Acquisition of Children’s
Vital Signs
Paola Benítez
Universidad Técnica Estatal de Quevedo
https://orcid.org/0000-0003-2753-3440
pbenitez@uteq.edu
Dustyn Zamora Baidal
Universidad Técnica Estatal de Quevedo
https://orcid.org/0000-0002-8127-004X
ecdustyn.zamora2016@uteq.edu.ec
Anthony Triviño Franco
Universidad Técnica Estatal de Quevedo
https://orcid.org/0000-0002-2888-4210
anthony.trivino2016@uteq.edu.ec
Kenya Guerrero
Universidad Técnica Estatal de Quevedo
https://orcid.org/0000-0002-0156-0179
kguerrero@uteq.edu.ec
RESUMEN
La toma de signos vitales para niños es un
procedimiento muy complicado. Los niños son
hiperactivos y en algunos casos no les gusta el
sentimiento de dispositivos en el cuerpo. Existen muchos
menores que presentan varias infecciones y
enfermedades las cuales tienen que estar en constante
monitoreo y para esto es necesario tener un dispositivo
que permita la obtención de los signos vitales como el
ritmo cardiaco y la temperatura corporal. Esto evidencia
la importancia de desarrollar un dispositivo que sea
atractivo para los niños y puedan sentirse cómodos
Esta obra est bajo una Creative Commons
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CompartirIgual 4.0 Licencia Pública
Internacional — CC BY-NC-SA 4.0
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-
sa/4.0/legalcode.es
Ingenio
Enero - Diciembre Vol. 2 Núm. 1 (2019)
https://revistas.uteq.edu.ec/index.php/ingenio
eISSN: 2697-3642
ingenio@uteq.edu.ec
Recepción: 24 de junio 2018
Aprobación: 13 septiembre 2018
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cuando lo tengan en contacto con su cuerpo. Por ello, en
este artículo se propone el uso de una banda inteligente.
Esta cuenta con dos sensores: el sensor de pulso
cardiaco, que permitirá la obtención de los BPM y el
sensor de temperatura que estará encargado de la
obtención de la temperatura corporal. Estos dos signos
vitales serán transmitidos mediante la tecnología
inalámbrica bluetooth a cualquier dispositivo Android que
tenga previamente instalada la aplicación móvil.
Palabras clave: Signos vitales, temperatura corporal,
ritmo cardiaco, aplicación móvil
ABSTRACT
Taking vital signs for children is a very complicated procedure. Children are hyperactive and in some cases
do not like the feeling of devices in the body. There are many children who have various infections and
diseases which have to be constantly monitored and for this it is necessary to have a device that allows the
collection of vital signs such as heart rate and body temperature. This shows the importance of developing a
device that is attractive to children and they can feel comfortable when they have it in contact with their body.
Therefore, this article proposes the use of a smart band. This has two sensors: the heart rate sensor, which
will allow obtaining the BPM and the temperature sensor that will be in charge of obtaining the body
temperature. These two vital signs will be transmitted via Bluetooth wireless technology to any Android
device that has the mobile application previously installed.
Keywords: Vital signs, body temperature, heart rate, mobile app.
INTRODUCCIÓN
Cuando los niños presentan infecciones o enfermedades en el corazón, pulmones o cerebro se debe estar
atento a su frecuencia cardiaca. Cuando se eleva la frecuencia cardiaca y el niño se encuentra en reposo,
es muy probable que tenga una temperatura elevada. Esto indica que es necesario reducir la temperatura
corporal (MedlinePlus, 2019).
La tecnología desarrolla un papel fundamental cuando los niños presentan enfermedades en las que es
necesario la toma constante de los signos vitales. El ritmo cardiaco y la temperatura son dos factores que se
deben tener siempre presentes.
Un ejemplo de lo anterior es el sistema para la adquisición de signos vitales en dos habitaciones de un
centro hospitalario, para la toma de signos vitales de dos pacientes diferentes. En el desarrollo del proyecto
utilizaron 3 medios de transmisión inalámbrica (Bluetooth. ZigBee, RF) el usuario escogerá el de su
preferencia. La interfaz de usuario está realizada en un computador, en la que tendrá opciones de conexión,
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esta conexión puede ser automática o manual. Realizaron entrevistas al personal del área de salud.
Concluyeron que el dispositivo que desarrollaron cumplió con las condiciones y requerimientos planteados.
En la adquisición del ritmo cardiaco tuvieron una disponibilidad de 97,41% y el 99,65%. Es decir, en el
periodo de una hora el dispositivo no funciona por un minuto y medio. En la temperatura corporal
determinaron un promedio de error de 2,65% con desviación estándar de 0,47% para la señal ECG y 1%
para la señal de temperatura (Ballesteros, 2019).
La toma de estos signos vitales se vuelve compleja cuando se trata de niños, no soportan ningún tipo de
accesorio que este sujeto a su cuerpo, esto provoca que se alteren y se modifiquen los signos. Una
herramienta de monitoreo que permita obtener los datos de manera rápida, sencilla y que sea amigable con
el niño con el fin de que sea entretenida y no provoque alteración al niño.
Ya existen varios dispositivos que permiten el monitoreo constante del ritmo cardiaco, presión arterial,
saturación del oxígeno. Adquirir dispositivos tecnológicos que obtengan estos datos es de gran ayuda, pero
son pocos llamativos y no tienen ningún interés por llamar la atención. Son desarrollados para personas
adultas que permanecen tranquilas y no tienen ningún tipo de distracción.
Por todo esto se propone el uso de una banda que permitirá obtener el ritmo cardiaco y temperatura
corporal. La diferencia a los otros dispositivos es que será atractivo para los niños.
DISEÑO DE LA BANDA PROPUESTA
Con el fin de solucionar la problemática al momento de tomar los signos vitales a los niños de 2 a 5 años
que cuando sienten dispositivos en sus cuerpos empiezan a alterarse y les provoca furia por lo que es
necesario esperar a que se tranquilicen para poder adquirir los signos vitales. En el presente artículo se
propone diseñar una banda que sea capaz de adquirir la temperatura y el ritmo cardiaco de los niños la
misma que será entretenida y amigable. La figura 1 da una idea general de cómo funcionaría la banda
propuesta.
Figura 1. Ejemplo del funcionamiento del dispositivo.
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El prototipo (Figuras 2 y 3) puede obtener los datos y enviarlos mediante bluetooth para ser recibido en un
dispositivo móvil el cual tendrá instalada una aplicación en la que se mostrará la temperatura y el ritmo
cardiaco. Se obtendrá el ritmo cardiaco mediante el sensor SEN_0386. El sensor funciona con un sensor de
ritmo óptico, una etapa de amplificación y un filtro para el ruido, haciendo que la señal de salida sea
confiable y estable (tdrobótica, 2017).
Figura 2. Diagrama de bloques del prototipo.
Figura3 Vista del prototipo.
Se adquiere la temperatura mediante el sensor LM35 el cual posee 3 pines VCC, OUT, GND (Libre, 2019).
Estos sensores estarán ubicados en los pines analógicos del microcontrolador. El microcontrolador es un
Arduino pro mini el cual cuenta con entradas analógicas, las mismas que estarán ubicadas con los sensores
en sus respectivos pines (Arduino, 2016).
El microcontrolador será el encargado de enviar estos datos a través del dispositivo bluetooth HC-06. El
dispositivo bluetooth estará conectado en los pines de transmisión y recepción del Arduino pro mini.
Materiales
A continuación, se presenta la lista de los materiales utilizados.
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Dispositivos electrónicos
o Arduino Uno.
o Sensor SEN_0386.
o Sensor LM35.
o Batería de 3.3 v.
o Jumpers (macho hembra, macho macho)
o Estaño, cautín y pasta térmica.
o Protoboard
o Arduino nano
Aplicaciones
o Proteus
o Fritzing
o Tinkercard
o Mit App Inventor
Implementación
Se discutió la ubicación del sensor de temperatura corporal LM-35, en el cual se presentaron dos opciones
para implementarlo con el resto del circuito. Se presentaron dos opciones:
1era opción: Ubicar el sensor de temperatura dentro de la estructura donde se encuentra la exposición de
microcomponentes.
2da opción: Hacer extraíble el sensor de temperatura para que el adulto responsable pueda ubicar el
sensor de temperatura en una zona del cuerpo del niño. Esta opción tendrá una desventaja en la que el niño
pueda sentirse alterado para obtener los signos vitales ya que habrá cables por fuera de la pulsera lo cual
puede que sea estresante.
Además, se realizó una entrevista con un doctor para determinar el lugar indicado para ubicar los sensores.
Aunque no era el lugar indicado para obtener los mejores valores, si lo eran para que los niños pudieran
permanecer más calmados.
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Funcionamiento
El dispositivo va a tomar la temperatura y el ritmo cardiaco los cuales serán transmitidos a través de
bluetooth y serán recibidos en el dispositivo móvil.
Se utilizó un sensor de pulso cardiaco para la toma del ritmo cardiaco el cual se conecta al pin A0 del
microcontrolador y el sensor de temperatura al pin A1 del microcontrolador como se muestra en la Figura 4.
Figura 4 Circuito simulado en Fritzing (EcuRed, 2016).
La conexión entre el microcontrolador y el bluetooth debe ser en modo esclavo; es decir, los pines de Rx y
Tx del Bluetooth deben estar en los pines de Tx y Rx del microcontrolador respectivamente. Esto con el fin
de poder transmitir los datos.
Si se ubican los pines de bluetooth Rx - Tx a Rx - Tx del microcontrolador, estaremos ubicándolo en modo
maestro y esto indicará que vamos a recibir información de otro dispositivo bluetooth.
Se utilizó una batería de 12v y 27A para la alimentación del circuito. El cual se utilizó un circuito integrado
de regulación lineal para reducir este voltaje.
Una vez que se obtienen los signos vitales ya se encontrarán disponibles en el dispositivo móvil y podrán
ser observados y analizados por una persona mayor.
EVALUACIÓN DE LA BANDA PROPUESTA
Prueba Piloto
Se realizó una prueba piloto entre los autores para ver qué tan llamativa era la banda y si era capaz de
transmitir la información correcta mediante bluetooth. Con esto se concluyó que si el niño se mueve
demasiado no va a ser posible la obtención de los signos vitales. Es necesario que se encuentre en un
estado tranquilo.
Participantes
En la ejecución de la evaluación se tuvo la presencia de 6 niños diferentes 3 hombres y 3 mujeres. Cada
uno de ellos con características y comportamiento diferentes.
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Para la realización del proceso de evaluación era necesario que las personas evalúen el prototipo, por lo
que se decidió que los padres de familia lo hagan y que lo comparen con experiencias anteriores con el fin
de observar cual es el comportamiento de los niños con el dispositivo.
Ninguno de los niños contaba con enfermedades que sea necesario la toma de los signos vitales de manera
constante. Por lo consiguiente se decidió hacer varias muestras con los niños que tenían mejor
comportamiento.
Lugar de Evaluación
El proceso de evaluación se llevó a cabo en el domicilio de las personas encuestadas. Ya que no era un
ambiente controlado se debió tener mucha precaución con interrupciones. Se visitaron 6 hogares en el
sector “Unión y Progreso” del cantón Buena fe.
El motivo por el que se realizó la evaluación en los domicilios de los usuarios es porque se intentó trasladar
a 2 niños con sus padres a un ambiente controlado pero el niño se sentía inseguro y no quería ubicarse el
dispositivo en la muñeca. Por ende, se decidió hacerlo en sus propios hogares donde mostraban más
confianza.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se comenzó con una introducción a los padres sobre el funcionamiento del dispositivo y se les recalcó que
el dispositivo no iba a realizar ningún tipo de daño físico al niño. Junto a esto se presentó el consentimiento
informado en el que nos informaría si estaba de acuerdo o no. Este consentimiento también sirvió para que
los padres tengan presente que los datos obtenidos serían analizados y presentados de forma anónima.
Luego se les pidió a los padres de familia que le ubicarán el dispositivo al niño como un reloj cualquiera.
Una vez que se encontraban con el dispositivo ubicado en la muñeca se procedió a la toma de los signos
vitales mediante el dispositivo móvil. Dos de los padres de familia no sabían utilizar un dispositivo móvil por
lo que se tuvo que dar breves consejos del funcionamiento.
Cuando se obtuvieron los resultados de la toma de las pulsaciones y la temperatura se realizó una prueba
con un termómetro de mercurio. La cual se pudo observar la similitud de los datos.
El proceso completo de evaluación por participante duró aproximadamente 15 minutos (en promedio).
Recolección de datos
Los padres de los participantes respondieron un cuestionario demográfico en el que se preguntó aspectos
como edad, sexo, estado de salud y si presenta con algún tipo de enfermedad que sea necesario la toma de
los signos vitales de manera constante. En la segunda parte se aplicó un cuestionario a los padres con
preguntas como: ¿Cree usted que este dispositivo puede ayudar a obtener los signos vitales de los niños de
forma rápida? ¿Considera usted que faltan funcionalidades en el dispositivo? ¿Recomendaría este
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dispositivo para la toma de signos vitales a otras familias? ¿Se motivaría usted a comprar el dispositivo?
¿Cuál cree que es el tipo de persona a la que está destinado idealmente este dispositivo?
RESULTADOS
Con la tabulación de los datos obtenidos del cuestionario se obtuvieron los siguientes resultados. En primer
lugar, el 100% de los padres de familia de los niños participantes manifestaron que tenían claro el
funcionamiento del dispositivo. En el caso de los participantes que no presentaban alguna enfermedad que
sea necesario obtener los signos vitales constantemente, los padres aseguraron que lo utilizarían cada vez
que sea necesario. Cinco de los seis padres entrevistas estuvieron de acuerdo en que el dispositivo
propuesto puede ayudar en la lectura de signos vitales de los niños y en recomendarlo a otros padres. Sin
embargo, las opiniones estuvieron divididas por igual en que la banda propuesta le hace falta
funcionalidades. Más allá de ello, cuatro de los seis padres sí se motivarían a comprar el dispositivo.
En general, se recibieron críticas constructivas e ideas por parte de los participantes, que consultaron sobre
la probabilidad de que se pueda medir la frecuencia respiratoria.
Adicionalmente, se consultó a los participantes sobre aquello que más les llamó la atención del dispositivo.
Los resultados se muestran en la tabla 1.
Tabla 1 Apreciación del dispositivo.
Lo que más llamó la atención
Cantidad
Datos presentados en la aplicación
2
Diseño del prototipo
1
Facilidad de obtener datos
3
TOTAL
6
En los resultados se puede observar que los datos en la aplicación fueron muy llamativos para dos de los
participantes, el diseño del prototipo fue entretenido para uno de ellos mientras que la facilidad con la que
se obtiene los datos a 3 de los participantes le llamo mucha la atención.
Mediante observación se pudo apreciar que el prototipo tuvo buena aceptación con los niños que
permanecían calmados. También se pudo observar que cuando los padres de los niños les ubicaron el
dispositivo a los niños, estos se notaban emocionados y todos se encontraban tranquilos por lo que fue muy
fácil la toma de los signos vitales.
Por otro lado, al realizar una prueba en movimiento y tratando de sacar el dispositivo de la muñeca los
resultados no eran confiables. Existirán ocasiones que no es así por lo que los autores realizaron pruebas
moviendo la mano donde se encontraba el dispositivo y tocando el dispositivo. Los resultados fueron los
esperados: no se obtuvieron los signos vitales correctos. Por esta razón se demuestra que para la
utilización se debe estar calmado y no hacer movimientos bruscos. No obstante, el uso de un dispositivo
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como el propuesto, al ser menos intrusivo que los convencionales, puede derivar en menores movimientos o
incomodidades de los niños.
Otro aspecto a considerar es la alimentación del dispositivo. Es recomendable alimentar el circuito con el
voltaje y el amperaje correcto, si no sucede lo mencionado hará toma errónea de los datos y por la misma
razón los datos que lleguen al dispositivo móvil no serán los confiables.
CONLUSIONES
En este artículo se ha descrito y diseño y evaluación de una banda inteligente para la toma de signos vitales
de niños. Se contó con la participación de varios niños de 2 a 5 años acompañados de sus padres. Los niños
presentaron una actitud tranquila y positiva. Esto permitió una correcta evaluación del dispositivo y de la
aplicación.
Mediante una prueba piloto del dispositivo se logró identificar las dificultades y la ubicación de los sensores
para la toma de los signos vitales. De esta manera se comprobó la transmisión de los datos hacia el
dispositivo móvil. Sin embargo, los sensores ubicados en la banda tienen un leve contacto con la muñeca
del niño, pero no habrá ningún riesgo ya que no es muy fuerte la sensación. Esta limitación puede ser
resuelta en un trabajo futuro.
Esta banda para la toma de signos vitales puede mejorar incluyendo varios sensores como el integrado
AS7024, un sensor para medición de la presión arterial. El sensor es uno de los indicados para “wearables”
y aplicaciones de salud inteligente.
REFERENCIAS
Arduino, P. (23 de Julio de 2016). Proyecto Arduino. Recuperado el 13 de Enero de 2020, de
https://proyectoarduino.com/arduino-pro-mini/
Ballesteros, D. M. (2019). Sistema de transmisión inalámbrica de señales. Granada.
EcuRed. (12 de Mayo de 2016). EcuRed. Recuperado el 7 de Enero de 2020, de
https://www.ecured.cu/Fritzing
Libre, H. (30 de Mayo de 2019). Hardware Libre. Recuperado el 13 de Agosto de 2020, de
https://www.hwlibre.com/lm35/
MedlinePlus. (23 de Agosto de 2019). MedlinePlus. Recuperado el 3 de Enero de 2020, de
https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/004019.htm
tdrobótica. (24 de Septiembre de 2017). tdrobótica. Recuperado el Febrero de 16 de 2020, de
http://tdrobotica.co/sensor-de-pulso/356.html
