Investigadores del Instituto de Tecnología para la Innovación en Salud y Bienestar (ITiSB) de la Universidad Andrés Bello iniciarán pruebas clínicas de un dispositivo que utiliza inteligencia artificial para detectar enfermedades respiratorias mediante el análisis del aire exhalado. El prototipo será evaluado en el Hospital Gustavo Fricke de Viña del Mar y en el Hospital del Tórax, en la Región Metropolitana, como parte del proceso de validación de la tecnología.

El proyecto busca identificar biomarcadores presentes en la respiración humana para apoyar el diagnóstico temprano de enfermedades broncopulmonares. A partir del análisis automatizado de estos indicadores biológicos, los especialistas esperan contar con herramientas capaces de identificar señales tempranas de patologías respiratorias sin recurrir a procedimientos invasivos.

La iniciativa se encuentra actualmente en una fase de transición desde la validación en laboratorio hacia la evaluación en entornos clínicos. El equipo desarrollador diseñó un primer prototipo del dispositivo y obtuvo resultados satisfactorios en pruebas experimentales, dando paso a una nueva etapa de la iniciativa. 

Exhalapp es una tecnología biomédica desarrollada en Chile que separa el aire exhalado por una persona con fines diagnósticos. El sistema fracciona el aire pulmonar en dos componentes –proveniente de las vías respiratorias y de los alvéolos–, los cuales pueden ser posteriormente condensados y almacenados para su análisis. Este aire condensado contiene marcadores biológicos capaces de indicar procesos de inflamación o daño pulmonar, abriendo la posibilidad de detectar de forma temprana alteraciones en la función respiratoria. 

Para validar los avances logrados a la fecha, a nueva fase de desarrollo contempla ensayos clínicos que comenzarán con personas sanas y posteriormente incluirán pacientes con enfermedades respiratorias, con el objetivo de evaluar la seguridad, eficacia y utilidad clínica del dispositivo. Así lo adelanta la directora del ITiSB, la ingeniera Carla Taramasco: “Buscamos avanzar hacia diagnósticos respiratorios más tempranos y menos invasivos, y el comienzo del trabajo con hospitales del sistema público es fundamental para conocer el potencial de la solución de entornos reales de atención”. 

Implementación en sistema público

El inicio de las pruebas clínicas en el Hospital Gustavo Fricke y en el Hospital del Tórax es clave para determinar el potencial del dispositivo como herramienta de apoyo diagnóstico. Según los especialistas del ITiSB, la validación clínica arrojará resultados concretos sobre la capacidad del sistema para identificar biomarcadores respiratorios asociados a diferentes patologías, así como evaluar su funcionamiento en condiciones reales de uso.

Junto con evaluar el rendimiento del dispositivo, las pruebas clínicas permitirán analizar cómo esta herramienta puede integrarse en entornos hospitalarios y consultas médicas, así como su potencial uso en diferentes contextos de atención sanitaria. De esta manera, subrayó la Dra. Taramasco, esperan aportar al diagnóstico en etapas tempranas y reducir impacto de trastornos estacionales en el sistema de salud. 

El funcionamiento de Exhalapp se basa en el análisis del patrón respiratorio individual del paciente. Para ello, el sistema estudia tres respiraciones previas y construye un respiratorio propio de cada evaluación. A partir de ese patrón, logra diferenciar con mayor precisión el origen del aire exhalado, distinguiendo entre el que proviene de las vías aéreas superiores y el que corresponde a los alvéolos, donde ocurre el intercambio gaseoso en los pulmones.

Para realizar esta separación, la tecnología mide capnografía volumétrica, es decir, la relación entre la concentración de dióxido de carbono (CO₂) y el volumen del aire exhalado. Este análisis permite identificar umbrales que separan el aire de origen bronquial del aire alveolar, lo que facilita un estudio más detallado de los procesos fisiológicos que ocurren en distintas zonas del pulmón.

Gracias a este enfoque, la solución entrega muestras diferenciadas de aire pulmonar, lo que podría contribuir a detectar de manera precoz condiciones subclínicas que aumentan la severidad de diversas enfermedades respiratorias. Al analizar marcadores específicos presentes en cada fracción del aire exhalado, el sistema busca mejorar la caracterización de las patologías pulmonares y apoyar diagnósticos más precisos.

Biomarcadores y medicina personalizada  

El análisis de biomarcadores respiratorios también abre nuevas posibilidades para el desarrollo de tratamientos personalizados. Al combinar información biológica con datos clínicos y ambientales, los investigadores buscan generar modelos que adapten las terapias según la evolución de cada paciente. Este enfoque se basa en la capacidad de la IA para procesar grandes volúmenes de información y detectar patrones complejos en los datos clínicos. 

A partir de este análisis, sería posible identificar señales que ayuden a comprender la evolución de los trastornos respiratorios. Del mismo modo, la integración de diferentes fuentes de información, como biomarcadores, registros clínicos y variables ambientales, será clave para contar con modelos de análisis más completos y apoyar la toma de decisiones médicas. “Esto podría impulsar la personalización del tratamiento y ajustar las terapias en tiempo real según el resultado que va teniendo el paciente”, destacó la académica de la UNAB.

En este contexto, la información generada por el análisis del aire exhalado podría contribuir a mejorar el seguimiento clínico de los pacientes y facilitar ajustes terapéuticos según la respuesta observada durante el tratamiento. Los investigadores plantean que el uso de biomarcadores respiratorios será útil para anticipar cambios en la evolución de enfermedades crónicas, lo que facilitaría intervenciones más oportunas.

Además, el desarrollo de herramientas basadas en inteligencia artificial podría mejorar la capacidad de interpretar información clínica compleja, integrando múltiples variables que influyen en la evolución de las enfermedades respiratorias. Este enfoque forma parte de una tendencia creciente en la medicina contemporánea, orientada a desarrollar estrategias terapéuticas basadas en datos y adaptadas a las características individuales de cada paciente.

Desafíos de integración en salud

El desarrollo del dispositivo también forma parte de un esfuerzo más amplio por incorporar tecnologías digitales en los sistemas de salud. Los investigadores sostienen que herramientas basadas en inteligencia artificial, análisis de datos y dispositivos médicos portátiles podrían contribuir a mejorar la capacidad de diagnóstico y seguimiento de enfermedades respiratorias.

“Uno de los desafíos es lograr que innovaciones de impacto como esta se integren de manera efectiva al sistema de salud, con validación clínica, marcos regulatorios claros y conexión con los registros clínicos, de modo que puedan apoyar decisiones médicas y beneficiar directamente a los pacientes”, puntualizó la Dra. Taramasco.

Sin embargo, esta evolución requiere avanzar en distintos aspectos, incluyendo procesos de validación clínica, marcos regulatorios y mecanismos que permitan su integración en entornos hospitalarios. Uno de los desafíos es asegurar que los dispositivos médicos cumplan con estándares de seguridad y eficacia antes de su implementación en la práctica clínica. Esto también exigirá coordinación entre instituciones de salud, investigadores y autoridades regulatorias. 

En este escenario, el desarrollo de proyectos que combinan investigación científica, innovación tecnológica y colaboración con hospitales representa un paso relevante para avanzar en la incorporación de nuevas herramientas diagnósticas. La evaluación del dispositivo en hospitales del sistema público es un paso en esa dirección, recalcó la directora del ITiSB, haciendo posible la generación de evidencia sobre su funcionamiento y avanzar en procesos de validación que son indispensables para su futura adopción.