[Investigación] ¿Qué tan preciso es PACER? - Validación frente a equipos de laboratorio

Por qué PACER es el único CPET personal realmente viable

Recientemente, la prueba CPET (Evaluación de Esfuerzo Cardiorrespiratorio) se ha convertido en una métrica clave no solo para atletas de élite y evaluaciones clínicas, sino también para cualquier persona que practique ejercicio aeróbico, como corredores y ciclistas.
Para responder a esta creciente demanda, Neumafit lanzó el proyecto interdisciplinario PACER, reuniendo a fisiólogos del ejercicio, desarrolladores de IA, ingenieros biomédicos, expertos en dinámica de fluidos y aerodinámica, exentrenadores de selecciones nacionales y diseñadores de dispositivos portátiles ergonómicos.
El objetivo era desarrollar un CPET portátil con precisión de laboratorio utilizando algoritmos respiratorios propios basados en IA, sensores de alta precisión, cálculo de flujo en tiempo real y una estructura de mascarilla apta para el uso en campo.
Para demostrar objetivamente su precisión, se llevó a cabo un experimento en dos fases. La primera fase evaluó la precisión del algoritmo de análisis de PACER en un entorno de laboratorio. La segunda fase comparó las mediciones de PACER con el dispositivo COSMED K5 en condiciones de ejercicio reales.

Fase 1 - Validación del algoritmo de PACER

El primer paso para demostrar la precisión de PACER fue validar rigurosamente la capacidad computacional de su algoritmo.
Para ello, colaboramos con un laboratorio especializado en ciencia del running para diseñar una prueba comparativa multicapa y repetitiva, utilizando el sistema Quark CPET de COSMED como referencia estándar de laboratorio.
Se recopilaron métricas respiratorias clave como VE, VT y BF de los participantes, y los datos brutos se introdujeron en el algoritmo interno de PACER para calcular los valores de VO₂ y VCO₂. Estos resultados se compararon en detalle con los valores medidos por el sistema Quark.

Cabe destacar que PACER no utiliza sensores de gases. En su lugar, calcula el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono a partir de más de 20 biosensores, incluyendo ritmo respiratorio, patrón, frecuencia, profundidad, frecuencia cardíaca, variabilidad de la frecuencia cardíaca y actividad física, todo analizado mediante aprendizaje profundo.
Mientras que los dispositivos CPET tradicionales miden directamente mediante analizadores de gases, PACER los deduce a partir de patrones de señales.
Los resultados superaron las expectativas.

Los valores calculados de VO₂ y VCO₂ por PACER coincidieron con los valores medidos por Quark con una tasa media de concordancia superior al 96,7 %, y las tendencias en picos y transiciones se alinearon en aproximadamente un 98,3 %.
Esto demuestra que el algoritmo central de PACER ofrece un cálculo fiable comparable al de equipos de laboratorio de alta precisión.
También prueba que PACER es un sistema inteligente capaz de análisis metabólicos precisos sin sensores de gases inestables.

Ventajas clave de eliminar sensores de gases:

• No requiere tiempo de calentamiento
• No necesita calibración
• Reducción de costos por reemplazo de sensores
• Resultados consistentes incluso tras un uso prolongado

Fase 2 - Validación en condiciones reales

Una vez verificada la precisión del algoritmo en la Fase 1, diseñamos un segundo experimento para validar el rendimiento de PACER como sistema completo en condiciones reales.
Esta fase evaluó si PACER podía mantener su precisión y estabilidad en distintos grupos de edad, bajo diferentes niveles de temperatura y humedad, y durante ejercicio de alta intensidad.
Treinta participantes realizaron pruebas con PACER y el sistema Quark de COSMED durante sesiones de carrera en cinta y ciclismo. Los experimentos se dividieron en dos conjuntos:

• Conjunto 1: PACER (interior) vs. Quark (interior)
• Conjunto 2: PACER (exterior) vs. Quark (interior)

Todas las pruebas se realizaron en condiciones perfectamente sincronizadas (nivel de segundos), y se midieron métricas clave de CPET como VO₂, VCO₂, RER, Fatmax y LT1/LT2.
Los resultados mostraron que PACER alcanzó una precisión media del 97,5 % en pruebas de interior y mantuvo más del 96 % de precisión en exteriores, a pesar de ligeros ruidos ambientales.
Cabe destacar que las curvas de tendencia de VO₂ y RER fueron casi idénticas a las del sistema Quark. Los ritmos de Fatmax y umbrales de lactato se detectaron con un margen de error de ±0,4 km/h, sin impacto significativo en las recomendaciones de entrenamiento.

Estos resultados prueban que PACER es el primer CPET portátil que logra fiabilidad cuantitativa sin sensores de gases.
Además, mantiene un rendimiento estable incluso fuera de entornos controlados de laboratorio, lo que lo convierte en un dispositivo realmente confiable para su uso en la vida real.

Resumen y perspectivas

La segunda fase confirmó que PACER mantiene su precisión y robustez del sistema incluso ante variaciones de temperatura, humedad, intensidad del ejercicio y edad de los usuarios.
Su rendimiento como dispositivo portátil con precisión de laboratorio va más allá de un logro técnico: establece las bases para democratizar el acceso al CPET.
PACER proporciona retroalimentación de rendimiento confiable, accesible para todos, no solo para atletas profesionales.
A futuro, seguiremos perfeccionando nuestros algoritmos y realizando más pruebas en condiciones reales para convertir a PACER en una herramienta de análisis metabólico aún más precisa y práctica.