En esta parte del proyecto ROAD, se ha implementado el sistema de telemonitorización de registro diario de la actividad física y fisiológica, basado en la integración de un dispositivo smartwatch (capaz de registrar variables como frecuencia cardíaca, temperatura corporal o nivel de actividad) y un smartphone, que actúa como pasarela de comunicación con el almacenamiento en la nube. Este sistema permitirá registrar la actividad y el movimiento realizado por el usuario, almacenando y transmitiendo la información a plataformas externas para su análisis o supervisión médica.
Este reloj inteligente posee diversas características que ayudan a su integración en el proyecto, como la adquisición de parámetros corporales, actividades diarias y software incluido que facilita el acceso y posterior procesamiento de esos datos. Estas características justifican su elección como dispositivo portable para el sistema de telemonitorización propuesto, en base a su capacidad de medir variables fisiológicas de interés para el proyecto, así como su facilidad de integración en el sistema a desarrollar basado en una aplicación móvil. Las variables fisiológicas y de actividad medibles que nos proporciona el smartwatch son las siguientes:
- spo2Data: La SpO2 (Saturación de Oxígeno) es una medida del nivel de oxígeno en sangre. Los dispositivos Píxel utilizan sensores corporales para registrar el porcentaje y la media, así como los niveles mínimo y máximo de oxígeno que circula por la sangre al dormir.
- HeartRateTimeSeries: Datos de la medida de la frecuencia cardíaca del usuario.
- HRV (Heart-Rate-Variability): Datos de la variabilidad de la frecuencia cardíaca. La variabilidad de la frecuencia cardíaca (HRV) es una medida cuantitativa de las fluctuaciones en los intervalos de tiempo entre latidos cardíacos consecutivos, denominados intervalos R-R o intervalos interlatido (IBI, Inter-Beat Intervals).
- VO2 max: Se utiliza para conocer la frecuencia máxima u óptima a la que el corazón, los pulmones y los músculos del usuario pueden utilizar eficazmente el oxígeno durante el ejercicio.
- BreathingRateData: El dato de la frecuencia respiratoria es una medida del promedio de respiraciones por minuto durante la noche. El smartwatch Pixel utiliza sensores corporales para registrar el número medio de respiraciones que se realizan por minuto al dormir y proporciona un valor resumido durante el día.
- DailyActivitySummary: Resumen detallado de la actividad física diaria del usuario. Incluye los minutos activos, calorías quemadas (en reposo y por actividad), pasos, distancia recorrida, pisos subidos y minutos sedentarios. También clasifica el tiempo y las calorías en función de zonas de frecuencia cardíaca (como «quema de grasa», «cardio» o «reposo») así como los niveles de intensidad de la actividad.
- LifetimeStats: Indica las estadísticas de actividad del usuario en lo referente a distancia, pasos y plantas subidas. También muestra los récords personales con la fecha correspondiente.
- Sleep-Log: Proporciona un registro detallado del sueño de una fecha específica. Incluye duración total, eficiencia del sueño, hora de inicio y finalización, y tiempo total en la cama. También clasifica el sueño en fases (ligera, profunda, REM y despierto), indicando la duración y frecuencia de cada una, junto con comparaciones con el promedio de los últimos 30 días. Además, muestra transiciones entre fases y despertares breves registrados automáticamente por el dispositivo.
- Acelerómetro: El dispositivo posee sensores capaces de medir aceleración en los tres ejes (X, Y, Z).
- Giroscopio: El reloj proporciona información sobre la velocidad angular en los tres ejes (X, Y, Z). Se define la velocidad angular como la rapidez con la que se gira alrededor de un eje.
El sistema de telemonitorización se basa en la integración de diferentes componentes de hardware y software que permiten la captura, transmisión, almacenamiento y visualización de señales fisiológicas y de movimiento registradas por el usuario.
En el marco de este proyecto se ha desarrollado una aplicación móvil que actuará como interfaz entre el usuario y terapeuta notificando al usuario nuevas actividades programadas. Además, esta aplicación será la encargada de gestionar los datos comentados anteriormente y subirlos a la base de datos ubicada en la nube.
En el esquema se puede observar que, para poder acceder a la aplicación desarrollada en el smartphone, el usuario debe estar registrado en la base de datos de Firebase, que actúa como una medida de control de los usuarios que hay registrados y de protección ya que solamente pueden acceder a la aplicación aquellos que estén dados de alta primero en esta base de datos. Además, este módulo se encarga de gestionar las notificaciones de nuevos ejercicios indicados por el terapeuta enviándolas solamente al usuario correspondiente. El módulo del smartwatch tiene la función principal de recoger datos y variables fisiológicas y enviarlas a la aplicación móvil que se encarga de guardar los datos en ficheros binarios y subirlos a la base de datos. Esta base de datos está ubicada en Microsoft Azure, que como se ha comentado, es una plataforma en la nube que permite almacenar, procesar y gestionar datos de forma escalable y segura.
La aplicación del smartphone sube los archivos binarios correspondientes a los datos del acelerómetro y giroscopio además de archivos de formato json (JavaScript Object Notation) con las variables fisiológicas y de actividad registradas. Es en Azure, además, donde se construyen con el formato correcto las notificaciones generadas remotamente para que puedan ser recibidas por Firebase y reenviadas a la aplicación móvil.
A continuación, se presenta un mapa de navegación que muestra de forma visual el flujo de funcionamiento de la aplicación del smartwatch, permitiendo identificar la secuencia de interacciones entre las distintas actividades que forman parte de la interfaz gráfica y las acciones que puede realizar el usuario.
