Dispositivo para mejorar los ejercicios de estrés y ritmos respiratorios

El estrés es la respuesta adaptativa física y emocional a una situación externa que provoca desviaciones físicas, psicológicas y conductuales. Debido al uso creciente de tratamientos no farmacológicos y a la tendencia hacia ellos, estos tratamientos pueden utilizarse para mejorar la ansiedad y el estrés y para lograr una respiración eficaz. El objetivo de este estudio es trabajar en enfoques para mejorar la ansiedad y el estrés y la respiración eficaz.

Introducción: según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la salud es la ciencia y la tecnología de prevenir las enfermedades, aumentar la esperanza de vida, educar a las personas en la salud personal, prestar servicios médicos para el diagnóstico y el tratamiento inmediatos, y desarrollar y completar los servicios sociales para satisfacer las necesidades. La seguridad es uno de los aspectos más importantes de la salud en el sistema de servicios sanitarios (1). Además, hoy en día el sistema sanitario se considera una de las instituciones más importantes, ya que es responsable de salvar vidas humanas y de mejorar la salud de las comunidades (2). Los seres humanos tienden a aumentar cada vez más su esperanza de vida y prestan especial atención a los aspectos positivos de la vida, como las cualidades, y tienen en cuenta la calidad de vida en su estilo de vida (3). Los factores ambientales y genéticos, como el tabaquismo, la inhalación pasiva del humo del tabaco, la contaminación del aire, la edad avanzada, los factores laborales y el estrés, se cuentan entre los factores que influyen (4). Hoy en día casi todas las personas del mundo participan en actividades e interactúan con otras. El crecimiento de la población y la actualización del mundo provocan complicaciones como la depresión, la ansiedad y el estrés. La depresión es la discapacidad más común causada por enfermedades y una de las cuatro enfermedades principales del mundo (5). La Organización Mundial de la Salud ha previsto esta enfermedad como una de las causas de discapacidad hasta 2020 (6-7). La Organización Mundial de la Salud, tras examinar la magnitud de los trastornos mentales en 2006, informó de que los trastornos mentales, en especial la ansiedad, han aumentado y de que el nivel de ansiedad es del 36,8 % en los países en desarrollo y del 35,2 % en los países desarrollados. El estrés es una reacción inespecífica causada por factores y condiciones estresantes en una persona y que amenazan su salud física y mental (8). Aunque se han presentado muchas definiciones diferentes del estrés, la definición científica desde el punto de vista del modelo propuesto por Lazarus puede expresarse así: el estrés es una condición o sensación en la que una persona percibe que la suma de las exigencias y expectativas que recaen sobre ella supera los recursos, medios y capacidades de que dispone; además, Lazarus et al. (1984) definieron el estrés como una relación específica entre una persona y el entorno. En realidad, es una relación generadora de tensión entre una persona y el entorno, en la que la persona sufre problemas mentales y físicos por su incapacidad para afrontar esa situación (9). Una de las fuentes de estrés más importantes son las características del puesto de trabajo de cada persona, y el estrés laboral se ha convertido en un problema común y costoso en el lugar de trabajo (10). El estrés o presión nerviosa es uno de los problemas de la vida que más ponen en peligro la salud de las personas en el mundo industrializado actual. Las pruebas suficientes en este campo muestran que la presión nerviosa intensa y continua influye en la salud física y mental, en la cantidad y calidad del rendimiento, en la productividad, en la satisfacción laboral, en el servicio, en los retrasos y en el absentismo (11-12). El estrés es responsable del 30 % de las enfermedades y del absentismo entre el personal de los centros sanitarios, lo que cuesta entre 300 y 400 millones de dólares al año (13). Entre los efectos físicos del estrés pueden mencionarse las enfermedades cardiovasculares, estomacales e intestinales, los trastornos del sueño y los dolores de cabeza. Los síntomas conductuales incluyen también comportamientos individuales como el consumo de fármacos, la ingesta excesiva de comida o la anorexia, las conductas agresivas hacia colegas o familiares, así como comportamientos organizativos como el absentismo, el abandono del puesto de trabajo y el aumento de los accidentes (14-15). El estrés continuo es perjudicial para la salud física y mental y provoca complicaciones como la indiferencia, el sueño interrumpido, las ausencias frecuentes del trabajo, el consumo de fármacos, los sentimientos de insuficiencia, los problemas físicos y nutricionales, el aumento de los gastos médicos y la disminución de la satisfacción laboral (16-17). Además, el estrés causa enfermedades digestivas como las úlceras de estómago, enfermedades cardiovasculares, cáncer y otros trastornos mentales. Ahora bien, dados estos problemas en los que las personas se ven envueltas a diario, pueden recurrir a la relajación corporal, a métodos de medicación, a la relajación mental y a la consciencia mental, que son tratamientos no farmacológicos, requieren menos tiempo que los tratamientos convencionales y reducen los niveles de estrés y ansiedad. El entrenamiento en respiración profunda y en respiración rítmica se cuentan entre los métodos de la medicina complementaria que pertenecen al ámbito de la medicina mente-cuerpo, y que además están aprobados por la Organización Mundial de la Salud. Una de las técnicas de medicación y relajación son los ejercicios de respiración rítmica. Los ejercicios de respiración rítmica tienen un gran efecto en la mejora de las condiciones físicas y mentales de las personas (18-19). Dado que los ejercicios de respiración son subjetivos y no existe ninguna herramienta ni dispositivo para realizarlos de forma precisa y correcta objetivamente, el propósito de nuestra invención es resolver este problema y fabricar un dispositivo especializado para hacer ejercicios de respiración que muestre de forma correcta cómo realizarlos. En realidad, el dispositivo nos muestra un ejercicio de respiración y cómo hacerlo de forma objetiva. Esta idea se ha registrado en la Oficina de Patentes de Irán con el número de invención 105293. Métodos: este proyecto comenzó con una idea nueva de un investigador; después, tras buscar en el contenido científico de artículos y libros, se elaboró el título y la propuesta del proyecto con la opinión del supervisor. A continuación se diseñó el modelo del dispositivo en colaboración con ingenieros gráficos y mecánicos. La herramienta principal fue inventada por el investigador. Con un ingeniero mecánico y con SolidWorks, se realizó el diseño de esta herramienta con un software profesional, a partir de una propuesta teórica académica de investigadores (Mahmoudi et al.) concebida para la prevención de errores de medicación y la correcta aplicación del tratamiento farmacológico. Esta idea se diseña con software y, después, el archivo del diseño fue trasladado al laboratorio por el investigador y el ingeniero mecánico con el fin de diseñar el hardware y realizar la maqueta. La estructura de este dispositivo se discutió en cuanto a la morfología desde todos los ángulos y a la medición de las figuras según los estándares y, tras modificar las figuras y las mediciones, fue rediseñada de nuevo por un experto en software. El dispositivo para especificar y mostrar los ritmos respiratorios en los ejercicios de respiración rítmica tiene forma cilíndrica (altura: 6 cm, diámetro: 7 cm) e incluye una pantalla (largo: 2,5 cm, ancho: 1,5 cm), un altavoz, un vibrador, luces LED (R = 0,5 cm), un botón de encendido (largo: 1 cm, ancho: 0,5 cm) y un puerto USB (largo: 1 cm, ancho: 0,5 cm). El material del cuerpo es un plástico compacto y transparente, de alta resistencia a los impactos y fácil de desinfectar y limpiar. El dispositivo se conecta a los teléfonos inteligentes mediante Bluetooth y se controla a través de la aplicación. El dispositivo tiene forma de cilindro; la parte superior es una tapa (Figura 1, Parte 1) que se abre y se cierra y da acceso a la parte electrónica del dispositivo. El cilindro tiene una parte interior y una parte exterior. La parte interior, de 5 cm de diámetro, contiene la parte electrónica del dispositivo y está separada de la parte exterior por la pared. La parte exterior tiene 1 cm de ancho, cubre la parte interior y forma el cuerpo transparente del cilindro (Figura 1, Parte 2). Como se ha mencionado, el dispositivo tiene luces LED de 3 colores diferentes, azul, verde y blanco, instaladas en línea y en fila en la pared interior, que, al recibir la señal del teléfono móvil, según el ritmo respiratorio elegido en las distintas fases (inhalar, contener la respiración y exhalar), se encienden y se apagan; también hacen que el cuerpo del cilindro se encienda y se apague (Figura 1, Parte 4) y ofrecen la posibilidad de una guía visual. El motivo de usar los colores azul, verde y blanco es diferenciar las fases y también que estos colores resultan relajantes. Así, en el intervalo entre dos respiraciones, las luces están todas apagadas, lo que significa que no hay respiración. Como se ha mencionado, el dispositivo tiene un altavoz y puede reproducir audio. El dispositivo recibe del teléfono móvil, mediante Bluetooth, tres sonidos relacionados con las distintas fases de la respiración (inhalación, retención de la respiración, exhalación) y los reproduce según el ritmo respiratorio por los altavoces instalados en la parte trasera del dispositivo (Figura 2, Parte 7), con lo que estimula los sentidos del oído y de la vista. Los sonidos elegidos son sonidos relajantes que diferencian las distintas fases y que además relajan a la persona. Para estimular el sentido del tacto, el dispositivo lleva integrado un generador de vibración que produce vibraciones distintas según las diferentes fases de la respiración, lo que estimula el sentido del tacto y hace que la persona se concentre más en el acto de respirar. Cabe señalar que la luz, el sonido y la vibración funcionan al mismo tiempo para evitar que la persona se distraiga, estimulando simultáneamente la vista, el oído y el tacto y manteniéndola concentrada en los ejercicios de respiración. Como se ha mencionado, el dispositivo cuenta también con una pantalla (Figura 1, Parte 3) que muestra el número de respiraciones realizadas, la duración del ejercicio, el tipo de ritmo respiratorio y el porcentaje de batería del dispositivo. La fuente de alimentación del cilindro son baterías recargables internas que se conectan a la red eléctrica a través del puerto USB (Figura 1, Parte 6) para cargarse, y dispone de un interruptor de encendido y apagado (Figura 1, Parte 5). Por ejemplo, si el ritmo deseado es de 3 segundos de inhalación, 1 segundo de retención de la respiración y 7 segundos de exhalación, las luces azules se encenderán fila por fila de abajo arriba según el tiempo (3 segundos). Al comienzo de la inhalación solo están encendidas las luces azules de la fila inferior; en el transcurso de los 3 segundos se va encendiendo la fila siguiente hacia arriba y, al llegar al final de la fase de inhalación, todas las luces azules están encendidas hasta la parte superior del cilindro (3 segundos). Para la retención de la respiración, las luces azules se apagan y se encienden las luces blancas, que permanecen encendidas hasta el final de la fase (1 segundo); para la exhalación, se apagan las luces blancas y se encienden las luces verdes de todo el cilindro, que se apagan fila por fila hacia abajo hasta que, finalmente, cuando la exhalación termina, todas las luces verdes se apagan (7 segundos). Al mismo tiempo que se encienden las luces, se reproducen tres sonidos diferentes para cada momento de inhalar, exhalar y contener la respiración, y el vibrador crea tres patrones de vibración específicos para las tres fases y aumenta la concentración en la respiración.

Figura 1

Según la Figura 1: 1 - Tapa superior; 2 - Parte exterior del dispositivo; 3 - Pantalla; 4 - Cuerpo; 5 - Botón de encendido/apagado; 6 - Puerto USB

Figura 2

Esta investigación se ha llevado a cabo en el campo de la medicina y la psiquiatría. Entre las ventajas de este plan figura el hecho de disponer de varios ritmos y patrones de respiración, y no solo de un tipo, lo que lo hace más eficaz. Al implicar el sentido de la vista con la luz, el del oído con el sonido y el del tacto con la vibración, centra a la persona en realizar correctamente los ejercicios de respiración. El pequeño tamaño y la ligereza del dispositivo lo hacen portátil y utilizable en cualquier momento y lugar. Determina por completo los ritmos de la respiración rítmica y ayuda a realizarlos con precisión, y es utilizable con los ojos cerrados durante la meditación gracias al sonido y a la vibración. Además, según la investigación de Ponzo et al. (2020), un estudio titulado Efficacy of the Digital Therapeutic Mobile App BioBase to Reduce Stress and Improve Mental Well-Being Among University Students: Randomized Controlled Trial (20), y de Yamane et al. (2021), titulado Simple Wearable Device to Reduce Stress When Delivering a Speech without Pretraining (21), y esta investigación, se sugiere el uso de equipos preventivos para prevenir el estrés y mejorar la respiración, así como para prevenir la discapacidad y la muerte de los pacientes. Resultado: a partir de los resultados de este estudio y de otros, una de las mejores formas de prevenir el estrés y mejorar la respiración y sus complicaciones, que causan mortalidad y discapacidad, es utilizar dispositivos preventivos; este dispositivo se ha diseñado con ese objetivo. Estamos dispuestos a colaborar con todas las instituciones y personas de los ámbitos de la economía, la educación, la investigación y la salud, y con startups, en torno a esta idea. Si lo desea, póngase en contacto con nosotros en el correo electrónico masoudmahmoudi515@ymail.com. Conclusión: dado que el estrés es uno de los problemas comunes de este siglo y afecta al rendimiento de las personas en distintas condiciones, se ha visto que es la causa del 30 % de las enfermedades y que impone cada año altos costes al sistema sanitario y asistencial, a la familia y al individuo. Esta cifra solo expresa el aspecto material del problema del estrés, mientras que el estrés también tiene grandes efectos en diversos aspectos de la vida de las personas y es una de las cuestiones más importantes de la vida cotidiana humana (22). Debido al uso y la tendencia crecientes a las terapias complementarias, estas pueden utilizarse para reducir la ansiedad y el estrés de los pacientes (23), y también es eficaz utilizar dispositivos y aplicaciones basados en la investigación para prevenir enfermedades (24). En este artículo se diseña un prototipo para mejorar la ansiedad y el estrés y lograr una respiración eficaz. Atendiendo a las necesidades del sistema sanitario en materia de prevención, mediante la construcción de este dispositivo y su comercialización puede presentarse como una solución mejor que las vías disponibles para prevenir estos errores.

Autor:* Autor de correspondencia: Mohammadmasoud Mahmoudi, graduado en enfermería,

Young Researchers and Elite Club, Sucursal de Semnan, Universidad Islámica Azad, Semnan, Irán. Correo electrónico: masoudmahmoudi515@ymail.com./Tel.: +989394578139