Un sistema desarrollado durante un estudio de una universidad israelí es capaz de controlar de manera remota cómo caminamos, un actividad que puede ofrecer valiosa información sobre la manera en qué envejecemos y los riesgos de enfermedades neurológicas.
El nuevo sistema, explicaron desde la Universidad de Tel Aviv, se puede integrar en un dispositivo portátil que se fija con «cinta cutánea» a la parte baja de la espalda y permite un seguimiento continuo de los pasos en la vida diaria del paciente.
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Los dispositivos de medición convencionales que se utilizan actualmente son fijos y complicados de colocar, y solamente se encuentran en clínicas y laboratorios especializados.
«El modelo que desarrollamos permite realizar mediciones precisas en el entorno natural del paciente durante todo el día, utilizando un sensor portátil», afirmaron los investigadores israelíes.
La longitud de los pasos es una marca sensible de una amplia gama de problemas de salud, desde el deterioro cognitivo y el envejecimiento hasta el Parkinson, añadieron los científicos, que crearon un sistema basado en aprendizaje automático para estimar con precisión esas medidas.
Este dispositivo, enfatizaron desde la Universidad de Tel Aviv, permite realizar mediciones precisas en el entorno natural del paciente durante todo el día, gracias al sensor portátil.
Un dispositivo «sensible y no invasivo»
Según destacó el profesor Jeffrey Hausdorff, uno de los líderes del estudio, la extensión de los pasos al caminar «es una medida muy sensible y no invasiva para evaluar una amplia variedad de condiciones y enfermedades».
El análisis de esos movimientos puede brindar información «sobre el envejecimiento, el deterioro como resultado de enfermedades neurológicas y neurodegenerativas, el deterioro cognitivo, el Alzheimer, el Parkinson, la esclerosis múltiple y más», agregó.
Hausdorff recordó que, hoy en día, es común medir la longitud de los pasos utilizando dispositivos que se encuentran en laboratorios y clínicas especializadas, que se basan en cámaras y dispositivos de medición como los tapetes para caminar sensibles a la fuerza.
«Si bien estas pruebas son precisas, solo proporcionan una visión instantánea de la marcha de una persona que probablemente no refleja completamente el funcionamiento en el mundo real», dijo el experto.
En cambio, una caminata diaria, dijo el profesor israelí, «puede verse influenciada por el nivel de fatiga, el estado de ánimo y los medicamentos que toma el paciente, por ejemplo».
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Frente a este problema, los investigadores buscaron soluciones innovadoras con tecnologías ampliamente disponibles, como las unidades de medición inercial, más conocidas como IMU (por su nombre en inglés: inertial measurement unit).
Se trata de sensores ligeros y relativamente baratos que «actualmente se instalan en todos los teléfonos y relojes inteligentes y miden los parámetros asociados con la marcha», apuntó la profesora Neta Rabin, quien también participó del experimento.
Más de 83.000 pasos
Rabin recordó que hay estudios anteriores que recurrieron a equipos portátiles basados en IMU para evaluar la longitud de los pasos, pero remarcó que esos experimentos «solo se realizaron en sujetos sanos sin dificultades para caminar».
Además, añadió, sus datos resultaron en muestras pequeñas que no permitieron la generalización, «los dispositivos en sí no eran cómodos de usar y en ocasiones se necesitaban varios sensores».
En cambio, dijo la profesora Rabin, «nosotros buscamos desarrollar una solución eficiente y conveniente que fuera adecuada para personas con problemas para caminar, como enfermos y ancianos, y que permitiera cuantificar y recopilar datos sobre la longitud de los pasos a lo largo del día, en un entorno familiar para el paciente».
Luego desarrollaron un algoritmo usando datos de marcha basados en sensores IMU y otros recopilados convencionalmente en un estudio anterior sobre 472 pacientes, incluyendo ancianos sanos y otros con diferentes afecciones, adultos más jóvenes y sanos y personas con esclerosis múltiple.
De esa manera, señaló el reporte sobre la investigación -que se publicó en la revista especializada Digital Medicine-, armaron una base de datos «precisa y diversa» que consta de 83.569 pasos.
¿Una aplicación para los relojes inteligentes?
Los investigadores utilizaron esos datos y métodos de aprendizaje automático para entrenar varios modelos informáticos que tradujeron los datos de IMU en una estimación de la longitud de los pasos.
Finalmente, se inclinaron por el modelo XGBoost, que resultó ser 3,5 veces más preciso que el modelo biomecánico más avanzado que se utiliza actualmente para estimar la longitud de los pasos al caminar.
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El modelo de aprendizaje automático que pusieron a punto en la Universidad de Tel Aviv «se puede integrar con un sensor portátil y fácil de usar, que brinda una estimación precisa de la longitud de los pasos del paciente durante la vida diaria», resumió Hausdorff.
Teniendo en cuenta los «alentadores resultados», dijo el investigador, ahora se está pensando en desarrollar modelos similares que se puedan instalar en los relojes inteligentes, una ventaja que «mejoraría aún más la comodidad» de los pacientes, completó.
