LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, octubre, 2023, Volumen IV, Número 4 p 947.
DOI: https://doi.org/10.56712/latam.v4i4.1273
Diseño y construcción de un tatuaje tecnológico para
monitorear el ritmo cardíaco
Tattoo Electronics for Heart Rate Monitoring: An Innovative Approach
to Health
Miriam Janet Cervantes López
mcervantes@docentes.uat.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-5925-1889
Universidad Autónoma de Tamaulipas / Facultad de Medicina de Tampico “Dr. Alberto Romo Caballero”
Tampico, Tamaulipas – México
Guadalupe Esmeralda Rivera García
esmeralda.rivera@itspanuco.edu.mx
https://orcid.org/0000-0003-3730-4801
Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico Superior de Pánuco
Pánuco, Veracruz – México
Juan Carlos Ramírez Vázquez
carlos.ramirez@itspanuco.edu.mx
https://orcid.org/0000-0003-0125-6502
Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico Superior de Pánuco
Pánuco, Veracruz – México
Arturo Llanes Castillo
allanes@docentes.uat.edu.mx
https://orcid.org/0000-0003-2570-826X
Universidad Autónoma de Tamaulipas / Facultad de Medicina de Tampico “Dr. Alberto Romo Caballero”
Tampico, Tamaulipas – México
Jaime Cruz Casados
jcruz@docentes.uat.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-8308-964X
Universidad Autónoma de Tamaulipas / Facultad de Medicina de Tampico “Dr. Alberto Romo Caballero”
Tampico, Tamaulipas – México
Artículo recibido: 09 de octubre de 2023. Aceptado para publicación: 24 de octubre de 2023.
Conflictos de Interés: Ninguno que declarar.
Resumen
La salud cardiovascular es un aspecto fundamental de la calidad de vida de las personas en la
sociedad moderna, el ritmo cardíaco, como indicador vital desempeña un papel crucial en la
monitorización de la salud y el diagnóstico de afecciones cardíacas; la necesidad de
herramientas efectivas y no invasivas para medir y registrar el ritmo cardíaco ha impulsado la
evolución de la tecnología médicas y de dispositivos wearables. El ritmo cardíaco es uno de los
indicadores más críticos de la salud humana, la capacidad de monitorear de manera continua y
precisa el ritmo cardíaco es esencial para la detección temprana de problemas cardíacos, la
gestión de enfermedades crónicas y la optimización del rendimiento físico. El objetivo de esta
investigación fue el diseñar y desarrollar un tatuaje tecnológico para monitorear el ritmo
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ISSN en línea: 2789-3855, octubre, 2023, Volumen IV, Número 4 p 948.
cardiaco de las personas. La metodología empleada se dividió en cinco fases: análisis del
funcionamiento de los equipos tradicionales para medir el ritmo cardiaco, entrevista con un
médico especialista en el tema, diseño de los circuitos para el tatuaje tecnológico, diseño del
circuito final para el tatuaje tecnológico y desarrollo físico del tatuaje tecnológico. Los
resultados obtenidos muestran que las mediciones obtenidas con el tatuaje electrónico y las
reportadas por el médico utilizando esfigmomanómetro no tuvieron diferencias significativas.
El dispositivo tipo tatuaje tecnológico es funcional ya que las mediciones en relación al otro
método son mínimas.
Palabras clave: tatuaje tecnológico, ritmo cardiaco, monitoreo, salud,
esfigmomanómetro
Abstract
Cardiovascular health is a fundamental aspect of people's quality of life in modern society. Heart
rate, as a vital indicator, plays a crucial role in health monitoring and the diagnosis of heart
conditions. The need for effective and non-invasive tools to measure and record heart rate has
driven the evolution of medical technology and wearable devices. Heart rate is one of the most
critical indicators of human health, and the ability to continuously and accurately monitor it is
essential for the early detection of heart problems, the management of chronic diseases, and
the optimization of physical performance. The aim of this research was to design and develop a
technological tattoo for monitoring people's heart rate. The methodology used was divided into
five phases: analysis of the functioning of traditional equipment for measuring heart rate, an
interview with a medical specialist in the field, designing circuits for the technological tattoo,
designing the final circuit for the technological tattoo, and physically developing the
technological tattoo. The results obtained show that the measurements obtained with the
electronic tattoo and those reported by the doctor using a sphygmomanometer had no
significant differences. The technological tattoo device is functional since the measurements in
relation to the other method are minimal.
Keywords: technological tattoo, heart rate, monitoring, health, sphygmomanometer
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Como citar: Cervantes López, M. J., Rivera García, G. E., Ramírez Vázquiez, J. C., Llanes Castilos,
A. & Cruz Casados, J. (2023). Diseño y construcción de un tatuaje tecnológico para monitorear el
ritmo cardíaco. LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades 4(4), 947–
959. https://doi.org/10.56712/latam.v4i4.1273
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ISSN en línea: 2789-3855, octubre, 2023, Volumen IV, Número 4 p 949.
INTRODUCCIÓN
El monitoreo del ritmo cardíaco es una de las prácticas médicas fundamentales en la atención de la
salud cardiovascular, el conocimiento preciso y constante de la actividad cardíaca es esencial tanto
para el diagnóstico de enfermedades cardíacas como para el seguimiento de la salud cardiovascular
en general. Tradicionalmente, esto se ha logrado mediante el uso de dispositivos médicos externos,
como los holteres y los monitores de frecuencia cardíaca, que requieren llevar consigo dispositivos
voluminosos y en ocasiones incómodos (Ortigoza et al., 2023). En la búsqueda constante de
innovaciones que mejoren la calidad de vida y bienestar, la evolución de la tecnología y su fusión con
aspectos cotidianos de la vida han dado lugar a un escenario donde la ciencia ficción se convierte en
realidad, por lo que hoy en día la tecnología se ha sumado al mundo de los tatuajes de una manera
sorprendente y revolucionaria (Espinoza, 2023).
Sin embargo, los avances en la tecnología de dispositivos portátiles y la miniaturización de la
electrónica han dado lugar a una revolución en la forma en se monitorea y gestiona la salud, en
particular, el desarrollo de los tatuajes tecnológicos ha abierto nuevas posibilidades en el campo del
monitoreo del ritmo cardíaco ya que estos tatuajes, a diferencia de los dispositivos convencionales,
son delgados, flexibles y se adhieren directamente a la piel, lo que ofrece comodidad y discreción
(Wang et al., 2022); los tatuajes son una forma de expresión artística y personal, sin embargo, han
evolucionado más allá de su propósito estético para abarcar funciones que impactan directamente en
la salud y el cuidado del cuerpo humano (Canneti et al., 2023).
Un campo emergente y prometedor de la sinergia entre la tecnología y la salud es el desarrollo de
tatuajes tecnológicos para la detección del ritmo cardíaco, una innovación que promete revolucionar
la forma en que se monitorea y cuida la salud cardiovascular; el ritmo cardíaco, es una medida
fundamental de la salud cardiovascular, comúnmente se ha monitoreado mediante dispositivos
médicos externos, como sensores de frecuencia cardíaca y electrocardiógrafo; sin embargo, estas
soluciones resultan incómodas y limitantes en su uso (López & Martínez, 2022). Los tatuajes
tecnológicos también conocidos como tatuajes electrónicos combinan elementos de la tecnología
como componentes electrónicos y sensores en la piel, de tal manera que cambia el concepto del tatuaje
tradicional como elemento estético al que monitorea nuestra salud o actividad deportiva (Lozano &
García, 2021).
Un tatuaje tecnológico, se considera un tipo de tecnología portátil que está diseñada para aplicarse
directamente sobre la piel, por lo que se consideran no invasivos, suelen ser delgados y flexibles y a
menudo usan materiales biocompatibles para garantizar que sean seguros y cómodos para usar en la
piel durante períodos prolongados; es relativamente barato de producir y se puede personalizar según
los gustos individuales. Algunos tatuajes electrónicos se utilizan para controlar la salud, como medir
la frecuencia cardíaca, temperatura corporal, la presión arterial o los niveles de glucosa, así como para
dar seguimiento de la actividad deportiva o la detección del movimiento muscular (Martínez & Gómez,
2020).
Existen diferentes tipos de tatuajes tecnológicos, algunos de ellos utilizan tinta conductora que permite
crear circuitos eléctricos en la piel, los cuales pueden conectarse a dispositivos externos y transmitir
datos; otro enfoque de los tatuajes tecnológicos implica la incorporación de sensores en la piel, estos
sensores pueden medir diferentes variables fisiológicas y la información recopilada por estos sensores
puede transmitirse a través de conexiones inalámbricas a dispositivos externos como un teléfono
inteligente o un dispositivo portátil para su monitoreo o análisis, como es el caso de la propuesta
presentada (González & Pérez, 2019).
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ISSN en línea: 2789-3855, octubre, 2023, Volumen IV, Número 4 p 950.
El ritmo cardiaco es muy importante ya que si no se está bien monitoreado puede llevar a problemas
cardíacos e incluso a la muerte; existen distintas formas de medirlo como son los métodos
convencionales, el uso de estetoscopios y esfigmomanómetro con la palpación del pulso, el uso de un
monitor de ritmo cardíaco, el electrocardiograma (ECG) siendo está la prueba más precisa y detallada
para medir la actividad eléctrica del corazón. Actualmente, hay aplicaciones móviles disponibles que
utilizan la cámara del teléfono y los sensores para medir el ritmo cardíaco, las cuales funcionan
detectando cambios en el color de la piel, en la punta del dedo o en la cara al capturar imágenes con la
cámara del teléfono (Pérez & Rodríguez, 2020).
Existen algunas investigaciones relacionadas con tatuajes electrónicos como la que desarrollaron
García & Rodríguez (2021) que proporciona una descripción general de los sensores de tatuajes
electrónicos, sus aplicaciones en el control de la salud y su integración con la comunicación
inalámbrica, la investigación de Sánchez & López (2022) se enfoca en el desarrollo de un tatuaje
electrónico para el monitoreo no invasivo de glucosa a través del análisis del sudor, el estudio de López
& Pérez (2021) presenta un electrodo de tatuaje electrónico en la piel para registros de
electrocardiograma (ECG) y electroencefalograma (EEG), destacando su potencial para aplicaciones
clínicas.
Martínez & Rodríguez (2020) analizan la integración de las capacidades de comunicación de los
tatuajes electrónicos, lo que permite la transferencia inalámbrica de datos y la comunicación con
dispositivos externos; Meng et al. (2022) mencionan el concepto de electrónica epidérmica y
discutieron el diseño y la fabricación de tatuajes electrónicos para aplicaciones de atención médica; el
estudio de Ates et al. (2022) presenta una descripción general de varios dispositivos portátiles,
incluidos los tatuajes electrónicos, para monitorear señales fisiológicas y analizar sus posibles
aplicaciones en el cuidado de la salud.
Como lo comenta en su estudio Wang et al. (2022) explora el desarrollo de sensores electrónicos para
tatuajes y su integración en los sistemas de telemedicina, enfatizando su potencial para el monitoreo
remoto de pacientes y la atención médica personalizada; Bandodkar & Wang (2019) analizan el
progreso y los desafíos en el campo de la electrónica inspirado en la piel, incluye los tatuajes
electrónicos, y destaca sus aplicaciones en el cuidado de la salud y la biomedicina; la investigación de
Tehrani et al. (2022) se centra en el desarrollo de un sistema de monitorización de glucosa no invasivo
basado en tatuajes y presenta resultados experimentales que demuestran su viabilidad.
Liu et al. (2020) refieren una clase de dispositivos que están diseñados para usarse en la superficie de
la piel y presentan un dispositivo que mide de manera inalámbrica la frecuencia respiratoria, así como
el volumen corriente, es decir la cantidad de aire inhalado y exhalado durante cada respiración, además
de otros parámetros respiratorios relevantes, por lo que este enfoque no invasivo podría ser
particularmente beneficioso en entornos de atención neonatal. Así mismo, Monsalvo (2020) presenta
en su investigación un parche basado en polímero de PVDF para el control simultáneo de los latidos
del corazón y la respiración y concluye que la estructura curva de PVDF mejora la señal eléctrica; Zhu,
et al. (2022) muestra el desarrollo de un dispositivo ultrasensible para monitorear el movimiento de los
músculos humanos y las señales fisiológicas, siendo útil para monitorear los cambios de presión, pero
también puede distinguir la fuerza aplicada para la piel electrónica pasiva.
En la presente investigación se muestra el diseño y desarrollo de un tatuaje tecnológico que monitorea
el ritmo cardíaco de una persona, el cual está diseñado en forma de corazón con componentes
electrónicos que reciben la actividad eléctrica del corazón y la señal recibida se envía de forma
inalámbrica a un dispositivo móvil para su monitoreo las 24 horas del día por el paciente o médico de
cabecera.
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METODOLOGÍA
Fase 1 – Análisis del funcionamiento de los equipos tradicionales para medir el ritmo cardiaco
En primera instancia se realizó una investigación documental sobre la forma de medición del ritmo
cardiaco utilizando un estetoscopio y esfigmomanómetro, llegando a la conclusión de que al colocar
el brazalete del esfigmomanómetro en el brazo (o cualquier otra extremidad) de los pacientes, se aplica
una presión que impide al paso de la sangre, disminuyendo paulatinamente para que cuando la presión
intra-arterial sea mayor, se genere un pequeño flujo de sangre. Por razones físicas, ese flujo es de tipo
turbulento y produce ruido, esto es lo que escucha el médico por medio de un estetoscopio, de tal
manera que cuando se infla el mango del esfigmomanómetro, se genera una “presión externa”, que
interrumpe el flujo de sangre en el brazo (Ceballos et al., 2021).
Para obtener la frecuencia cardiaca (FC) primero se debe identificar si los ciclos son regulares o
irregulares, para ello se necesita ver el intervalo RR (la distancia entre las ondas) que es el tiempo entre
dos eventos de sístole ventricular, y, por ende, eyección a la circulación sistémica. En el adulto sano, el
intervalo RR no varía más allá de 2-3 mm entre latidos consecutivos; si la frecuencia es regular, solo
debemos dividir 1,500 mm entre el intervalo RR (en mm/), tal y como se muestra en la siguiente
ecuación (Figura 1):
Figura 1
Ecuación
Fuente: Elaboración propia, 2023.
Por el contrario, si es irregular, deberá contar los complejos QRS que ocurren en 6s (Piscal & Cucas,
2022).
Fase 2 – Se prosiguió a contactar con un especialista
El cardiólogo explicó la forma de obtener el valor del ritmo cardiaco, y sugirió algunas pruebas para
verificar la medición; el especialista proporcionó los datos del ritmo cardiaco desde el número de
posiciones normales hasta las pulsaciones de cuando ya es un problema grave que puede conllevar a
la muerte, aclarando que estas mediciones tienen variación que depende de la edad y del peso.
Fase 3 – Diseño de los circuitos para el “tatuaje tecnológico”
En primera instancia se diseñó el circuito principal en un simulador “multisim” (figura 2) con el cual se
verificó el funcionamiento para posteriormente dar paso al armado en físico.
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Figura 2
Diagrama principal del tatuaje electrónico
Fuente: Elaboración propia 2023.
Posteriormente para recoger el pulso leído por el circuito de la figura 2, se empleó un circuito armado
con un par de módulos RF433Mhz; el dispositivo transmisor mostrado en la figura 3, lee la señal desde
el amplificador operacional y la envía a través de radio frecuencia al módulo receptor presentado en la
figura 4; el cual activa un led en forma cíclica y representativa al pulso que se está registrando. Dicha
transmisión tiene un radio de cobertura de al menos 60 metros, cabe hacer mención que, en estas
primeras etapas de pruebas, se observa hay un pequeño lapso de retraso en la lectura, respecto al
momento de adquirida la señal y la presentación de la misma al otro lado del receptor inalámbrico. Se
desarrolló una aplicación en Android Studio solo para observar a través de un móvil dicha secuencia
de lecturas.
Figura 3
Módulo Transmisor
Fuente: Elaboración propia, 2023.
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Figura 4
Módulo Receptor
Fuente: Elaboración propia, 2023.
Fase 4 – Diseño del circuito final para el “tatuaje tecnológico”
Una vez establecida la comunicación entre los circuitos, se realizaron mejoras en el diseño de los
mismos, quedando un circuito general que integra todos los circuitos presentados anteriormente,
quedando finalmente el diagrama del “tatuaje tecnológico”, como se muestra en la figura 5.
Figura 5
Diagrama integrado el tatuaje tecnológico y el sistema inalámbrico RF433Mhz
Fuente: Elaboración propia, 2023.
Fase 5 – Desarrollo físico del “tatuaje tecnológico”
En esta etapa se adquirieron componentes electrónicos, para el montaje en físico se necesitó cinta de
cobre, esto con el fin de que las pistas fueran flexibles, pero sin perder la forma del circuito; también
se tomó en cuenta que los materiales usados para el montaje del circuito no sean tóxicos para la piel.
Además, se requirió de un amplificador operacional, ya que cuando el corazón bombea la sangre, al
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pasar por la vena está golpea las paredes de esta haciendo un movimiento imperceptible al ojo
humano, el amplificador operacional hace la función de ampliar ese movimiento o ruido y hacerlo
perceptible. Un tatuaje tecnológico es capaz de escuchar el corazón como un estetoscopio portátil,
adicionalmente se compraron un par de módulos receptores RF433Mhz y leds. El “tatuaje tecnológico”,
se muestra en la figura 6.
Figura 6
Prototipo del “tatuaje electrónico”
Fuente: Elaboración propia, 2023.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Con el propósito de verificar el funcionamiento adecuado del tatuaje tecnológico, en cuanto a exactitud
en la medición se realizaron pruebas a 4 estudiantes, todas ellas mujeres en un rango de edad de 19 a
22 años.
Para evaluar el funcionamiento del tatuaje tecnológico se utilizó el siguiente procedimiento:
Un médico tomó las medidas de las 4 personas utilizando un esfigmomanómetro.
Se colocó el “tatuaje electrónico” a las mismas 4 personas, cabe señalar que durante la colocación del
tatuaje electrónico no se necesitaron agujas, solo se colocó el tatuaje en la muñeca de manera
superficial en la piel de las personas participantes, por lo que no implicó dolor alguno y como se ha
mencionado anteriormente, para vincular el “tatuaje electrónico” con la información que puede leer el
doctor, se utiliza una aplicación móvil desarrollada en Android Studio, que guarda los datos obtenidos.
En la figura 7, se muestra el prototipo de tatuaje tecnológico colocado en una persona.
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Figura 7
Tatuaje electrónico colocado una persona
Fuente: Elaboración propia, 2023.
Se realizaron y compararon las mediciones del “tatuaje electrónico” con las obtenidas por el médico
utilizando el esfigmomanómetro, dichas mediciones fueron realizadas 3 veces a cada persona
participante, con el propósito de contar con datos más objetivos. Los resultados se presentan en la
Tabla 1.
Tabla 1
Comparativo entre las mediciones por “tatuaje tecnológico” y el esfigmomanómetro
E
d
a
d
Tatuaje Tecnológico Método convencional con esfigmomanómetro
Presión
Arterial
Presión
Arterial
Presión
Arterial
Presión
Arterial
Presión
Arterial
Presión
Arterial
Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3
sistól
ica
diastól
ica
sistól
ica
diastól
ica
sistól
ica
diastól
ica
sistól
ica
diastól
ica
sistól
ica
diastól
ica
sistól
ica
diastól
ica
19 120 80 120 79 120 80 119 79 119 80 120 79
20 120 80 119 80 120 80 119 79 118 79 119 79
21 120 80 120 79 120 80 119 79 118 79 120 79
22 120 80 119 80 120 80 119 79 120 79 120 79
Fuente: Elaboración propia, 2023.
Un estudio publicado por Zhang et al. (2019), describió un tatuaje tecnológico que utiliza sensores
capacitivos para monitorear el ritmo cardíaco y la actividad muscular con alta precisión,
proporcionando una herramienta no invasiva para el monitoreo cardíaco en tiempo real; Park et al.
(2020) en su investigación publicada destacaron cómo los tatuajes tecnológicos pueden ayudar a
detectar arritmias cardíacas antes de que se conviertan en problemas graves, permitiendo una
intervención médica oportuna; el trabajo de Liparoti & López (2021) enfoca su atención en el uso de
tatuajes tecnológicos para la gestión de enfermedades cardíacas crónicas, mejorando la calidad de
vida de los pacientes; como se menciona en un estudio de Smith et al. (2022), los atletas pueden
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beneficiarse de tatuajes tecnológicos para monitorear su ritmo cardíaco y ajustar su entrenamiento en
tiempo real.
El estudio realizado por Wu et al. (2023) se centra en el desarrollo de un sensor flexible y estirable que
tiene la apariencia de un tatuaje temporal y que se puede aplicar a la piel para monitorear diversas
señales fisiológicas y biométricas; Wu et al. (2021) abordan en su investigación el desarrollo de una
tecnología de tatuaje electrónico o tatuaje inteligente que puede adherirse a la piel y realizar un análisis
integral de las señales biométricas relacionadas con la temperatura corporal y la actividad muscular;
Tang et al. (2021) se enfocaron en el desarrollo de una bioelectrónica suave y conformal que facilita
una interfaz inalámbrica efectiva entre el cuerpo humano y las máquinas, con el potencial de
revolucionar la forma en que se interactúa con dispositivos electrónicos a través de aplicaciones
significativas en campos como la medicina, la rehabilitación y la investigación en neurociencia.
CONCLUSIÓN
De acuerdo con los resultados obtenidos se llegó a la conclusión que el dispositivo tipo tatuaje
tecnológico, es funcional y que las diferencias de medición con respecto al esfigmomanómetro son
mínimas y que esas variaciones se pueden deber a que con los nervios el pulso puede aumentar y las
lecturas presentar errores; la confiabilidad de los tatuajes tecnológicos puede variar según varios
factores, como la calidad de los componentes electrónicos utilizados, la precisión de los sensores
incorporados y la estabilidad de las conexiones inalámbricas, entre otros; la calidad de los
componentes debe capaces de soportar las condiciones de la piel, como el movimiento, la sudoración
y la exposición a la humedad. Si el tatuaje tecnológico incorpora sensores para medir variables
fisiológicas, es crucial que estos sensores sean precisos y consistentes en sus mediciones, además,
si se comunica con dispositivos externos a través de conexiones inalámbricas, la estabilidad de estas
conexiones es importante para su óptimo funcionamiento.
A medida que la investigación y el desarrollo continúan en el campo de los tatuajes electrónicos para
el monitoreo del ritmo cardíaco, se vislumbran perspectivas emocionantes ya que se espera que la
tecnología mejore en términos de precisión, durabilidad y capacidad de transmisión de datos. Además,
la miniaturización y la integración de sensores avanzados pueden permitir un monitoreo aún más
completo de la salud cardíaca. La colaboración entre científicos, ingenieros y profesionales de la salud
es esencial para impulsar esta tecnología hacia el futuro, ya que la investigación interdisciplinaria
aborda los desafíos actuales y abre nuevas posibilidades en el monitoreo del ritmo cardíaco y la
atención médica en general.
Los tatuajes electrónicos para el monitoreo del ritmo cardíaco representan una innovación
emocionante en la atención médica y el bienestar, ofrecen comodidad, precisión y una herramienta
invaluable para la detección temprana de problemas cardíacos; sin embargo, es crucial abordar las
preocupaciones relacionadas con la privacidad y la seguridad de los datos, así como garantizar la
accesibilidad de esta tecnología. A medida que las investigaciones y los desarrollos continúen, los
tatuajes electrónicos tienen el potencial de mejorar la atención médica y la calidad de vida de las
personas en todo el mundo.
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ISSN en línea: 2789-3855, octubre, 2023, Volumen IV, Número 4 p 957.
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