“Diseño y prototipado de un sistema de evaluación del control postural en la marcha mediante el uso de instrumentos de medición inercial, - Un estudio otoneurológico”
Por David Ávila Quezada
Tecnólogo Médico en Otorrinolaringología y alumno del Máster en Neurociencia Aplicada de SAERA
Tutora: Dra. Nerea Ortega-Castro
RESUMEN
Introducción:
Para la valoración del control postural, que forma parte de la evaluación otoneurológica, la práctica clínica cuenta con una amplia gama de pruebas, como lo son las pruebas de Romberg, Unterberger-Fukuda, timed up and go, entre otras. Sin embargo, estas son, en su mayoría, de carácter subjetivo y cualitativo. En la actualidad, los avances tecnológicos han permitido el desarrollo de nuevos instrumentos de valoración, entre ellos los dispositivos de medición inercial, los cuales pretenden complementar, desde un punto de vista objetivo y cuantitativo, la valoración del control postural y el equilibrio.
Objetivo:
Desarrollar y pilotar un prototipo de evaluación del control postural mediante el uso de instrumentos de medición inercial (IMU de aquí en adelante), para el apoyo diagnóstico en la evaluación otoneurológica, principalmente en las pruebas de marcha estática y dinámica.
Métodos y resultados:
Se desarrolló un equipo mediante IMU BNO055 y microcontrolador esp8632, el cual se calibró y programó para entregar grados Euler en 9 grados de libertad. Posterior a esto, se llevó a cabo un pilotaje en jóvenes con edades comprendidas entre 20 a 28 años, que no padecían problemas del control postural. Las evaluaciones realizadas fueron: timed up and go, pruebas de Romberg, y Unterberger-Fukuda. El instrumento de medición inercial fue ubicado en la zona lumbar, y entregó información sobre el desplazamiento del centro de masa en los planos pitch, roll y yaw.
Resultados:
Los resultados de la prueba piloto mostraron que, mediante el uso de IMU en las pruebas tradicionales es posible obtener datos para realizar análisis más profundos. Por ejemplo, fue posible analizar la marcha humana con sus componentes mediante la prueba de timed up and go, donde clásicamente solo es posible determinar el riesgo de caída según el tiempo que dure la prueba. Lo mismo ocurrió en pruebas estáticas, donde a simple vista no se observan movimientos ni ajustes de las posiciones, mientras que, mediante IMU es posible medir las pequeñas variaciones de la posición de centro de masas.
Conclusión:
Los IMU, representan una opción viable en la evaluación del control postural; además, permiten la descripción de frecuencia y amplitud en los desplazamientos Antero-Posterior y laterales del cuerpo tanto en la marcha y equilibrio dinámico como en el estático.
Palabras claves: control portural, sistemas de medición inercial (IMU), timed up and go, acelerometría
Introduction:
For the assessment of postural control, which is part of the otoneurological evaluation, the clinic has a wide range of tests, such as the Romberg, Unterberger-Fukuda, timed up and go, among others. However, these are mostly subjective and qualitative in nature. Currently, technological advances have allowed the development of new assessment instruments, including inertial measurement devices, which are intended to complement, from an objective and quantitative point of view, the assessment of postural control and balance.
Objective:
To develop and pilot a prototype for the assessment of postural control using inertial measurement instruments (IMU hereafter), for diagnostic support in otoneurological assessment, mainly in static and dynamic gait tests.
Methods and results:
A device was developed using IMU BNO055 and microcontroller esp8632, which was calibrated and programmed to deliver Euler degrees in 9 degrees of freedom. After this, a pilot test was carried out in young people between 20 and 28 years old, who did not suffer from postural control problems. The evaluations performed were “timed up and go”, Romberg tests, and Unterberger-Fukuda. The inertial measurement instrument was placed in the lumbar area, and provided information on the displacement of the center of mass in the pitch, roll, and yaw planes.
Results:
The results of the pilot test showed that by using IMU in traditional testing, it is possible to obtain data for further analysis. For example, it was possible to analyze the human gait with its components through the “timed up and go” test, where classically it is only possible to determine the risk of falling according to the duration of the test. The same was true for static tests, where no movements or adjustments of the positions are visible to the naked eye, whereas, by means of IMU it is possible to measure small variations of the center of mass position.
Conclusion:
The IMU, represent a viable option in the evaluation of postural control; in addition, they allow the description of frequency and amplitude in the Antero-Posterior and lateral displacements of the body both in gait and dynamic and static balance.
Keywords: postural control, Inertial Measurement Unit, timed up and go, accelerometry
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