Novedoso sensor optoelectrónico para el diagnóstico de la reserva fisiológica funcional de personas mayores

Desde izquierda: Pedro Anuarde, Guillermo Díaz San Martín, Carlos Fernández Viadero, Jose Miguel López-Higuera, Francisco Anabitarte, Luis Rodriguez Cobo, Luis Reyes González y Silvia Somonte
CIBER | lunes, 21 de junio de 2021

Investigadores del Grupo de Ingeniería Fotónica, del CIBER-BBN, la Universidad de Cantabria (UC) e IDIVAL, han desarrollado un sistema sensor optoelectrónico que, sin contacto con el paciente, aporta información biomecánica tras realizar un sencillo ejercicio: levantarse, caminar tres metros y volver a sentarse en una silla inteligente. Tal y como indican los investigadores, "esto facilita al facultativo la emisión de diagnósticos más rápidos sobre la situación físiológica de los pacientes durante su envejecimiento, pudiendo ofrecer indicios sobre su fragilidad y/o sarcopenia". Los resultados de esta tecnología se han publicado en Ageing Research Review Sensors.

El sensor está integrado por dos subsistemas y una unidad de control, procesado y presentación de los resultados. Por un lado, se proyecta sobre el paciente luz estructurada en el infrarrojo capturando los retornos de luz resultantes de la interacción con el mismo, combinándolos con imágenes RGB (visibles) del paciente (primer subsistema). Todo esto se recoge simultáneamente con la información proveniente de una silla inteligente (segundo subsistema) que se combina en la unidad de control y de procesado. Los resultados se almacenan y se recogen en un informe que se puede visualizar según se ejecuta el ejercicio. "El especialista clínico dispone así de la información objetiva y los datos requeridos, que facilitan mejores diagnósticos sobre la funcionalidad física de personas mayores" concluye el jefe de grupo del CIBER-BBN Jose Miguel López-Higuera.

"Levántate y anda"

Mediante la tecnología desarrollada, sin contacto físico y en tiempo real, se efectúa al paciente el ejercicio denominado “levántate, anda y vuélvete a sentar” que se puede resumir como “levántate y anda”. Según el Geriatra Carlos Fernández Viadero, este ejercicio se ha venido realizando históricamente en las consultas observando al paciente durante el ejercicio con cronómetro en mano. Más recientemente, este test se efectúa situando sobre el paciente sensores inerciales con acelerómetros y giróscopos, que aportan información más detallada que la del método tradicional, pero intrusivamente y perturbando al paciente. "Esto no sucede con el nuevo sistema desarrollado por los investigadores del Grupo de Ingeniería Fotónica, además de ofrecer más información para nuestros diagnósticos en general y, de la fragilidad y de la sarcopenia, en particular" concluye el doctor. 

El Profesor López-Higuera explica cómo “el tiempo invertido en la realización del test puede ofrecer indicios sobre la “reserva” funcional del paciente. Las personas mayores que realizan la prueba en menos 10 segundos puede considerarse que no tienen limitación funcional; los que invierten entre 10 y 20 segundos la tienen afectada y, aunque pueden proseguir con las actividades cotidianas, afrontan peor los eventos adversos. Sin embargo, los que superan los 20 segundos, consecuencia de la acumulación de desgates, se considera que tienen muy seriamente afectada la reserva funcional siendo mucho más vulnerables ante eventos adversos (tropiezos, caídas, resbalones, etc.); sus riegos de resultar seriamente o muy seriamente afectados son mucho mayores”.

El nuevo desarrollo cuantifica, además, otras variables biomecánicas relevantes: la simetría de la marcha, balanceo de los brazos, los ángulos de codos y rodillas, la altura que alcanza cada tobillo, la inclinación de la columna respecto a la vertical, la longitud y velocidad del paso y de la zancada, la altura máxima que ha alcanzado cada tobillo, la fuerza de diferentes grupos musculares ejercida por el paciente al levantarse o, si se deja caer cuando se sienta, las asimetrías de las extremidades, la aceleración al levantarse, entre otras.

El sistema está siendo probado por especialistas clínicos en el Hospital de Liencres del Servicio Cántabro de Salud como parte esencial del proceso de desarrollo, mejora y validación. “El sistema no solo facilita al facultativo la emisión de diagnósticos más rápidos y objetivados sobre la situación física de los pacientes sino que, además, pone a disposición de los investigadores médicos una nueva herramienta para desarrollar nuevas técnicas y protocolos para la mejora de la objetividad diagnóstica en los procesos relacionado con el envejecimiento”, apunta el Profesor López-Higuera.

Para el desarrollo del sensor se ha contado con la colaboración del investigador Luis Rodriguez Cobo del CIBER-BBN destinado en la UC. Este sensor formará parte del sistema TeDFES-Marcha que se desarrolla conjuntamente con la empresa AMBAR Telecomunicaciones y el IDIVAL en el marco del proyecto TeDFES, con una financiación de 2,8 millones de euros con cargo a fondos nacionales y FEDER de la Unión Europea. Sus resultados finales serán oportunamente presentados durante el primer semestre de 2022.

Artículos de referencia:

Francisco Anabitarte-García, Luis Reyes-Gonzaleza, Luis Rodriguez-Cobo, Carlos Fernandez-Viadero, Silvia Somonte-Segares, Sara Díez, Eneritz Mandalunize, Roberto García-García, José Miguel López-Hiquera. Early diagnosis of frailty: technological and non-intrussive devices for clinical detection, Ageing Research Review, 18/05/2021 2-

Díaz-San Martín, G.; Reyes-González, L.; Sainz-Ruiz, S.; Rodríguez-Cobo, L.; López-Higuera, J.M. Automatic Ankle Angle Detection by Integrated RGB and Depth Camera System. Sensors 2021, 21, 1909. https://doi.org/10.3390/s21051909

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