Desarrollo de procedimientos de valoración funcional mediante sensores portables. Estudios de aplicación en enfermedades neurodegenerativas: Parkinson y Alzheimer.

Abstract

[ES] La valoración funcional es fundamental en la evaluación y seguimiento de patologías musculoesqueléticas y neurológicas, ya que permite conocer, entre otras cosas, la forma de caminar de una persona, su equilibrio y su fuerza muscular; esto facilita la prescripción de tratamientos rehabilitadores o intervenciones quirúrgicas. En el caso de las personas mayores, esta evaluación adquiere mayor importancia, ya que la Organización Mundial de la Salud (OMS) considera que la salud en las personas mayores se mide en términos de función; es parte fundamental de una valoración geriátrica integral y permite evaluar la fragilidad de las personas mayores mediante la capacidad para realizar actividades diarias. Mediante una evaluación funcional temprana y continua se puede promover un envejecimiento saludable, prevenir y diagnosticar de forma precoz posibles declives en la función, mejorando así la calidad de vida y manteniendo la independencia de las personas mayores durante el mayor tiempo posible.

En la presente tesis doctoral se presenta el desarrollo de una metodología instrumentada de valoración funcional para las personas mayores. Una herramienta ágil y portable que, lejos de ser una metodología diagnóstica, puede servir de soporte para la toma de decisiones clínicas ante múltiples patologías del sistema locomotor y que permite clasificar y predecir en base a la funcionalidad del sistema musculoesquelético, el grado de alteración.

Se ha llevado a cabo una serie de estudios con diferentes grupos de personas mayores: con enfermedad de Alzheimer, Parkinson y personas mayores frágiles con riesgo de sufrir una caída. El objetivo principal de los diferentes estudios era objetivar y determinar la capacidad de realizar algunas de las actividades funcionales básicas, como el equilibrio, la marcha, el giro para sentarse y levantarse de una silla en comparación con personas sanas de la misma edad; el objetivo secundario era estudiar la fiabilidad del procedimiento en estas poblaciones, así como generar una serie de modelos matemáticos basados tanto en estadística tradicional como en redes neuronales combinando diferentes tipologías de datos.

Los aspectos más destacables de esta metodología son, por una parte, la inclusión de la valoración de actividades de la vida diaria con la duración reducida de la prueba, que es inferior a 2 minutos, lo que la hace más práctica y viable en el ámbito clínico y, en segundo lugar, que se trata de una instrumentación sencilla que consta de un único sensor embebido en un smartphone, que es capaz de gestionar todo el proceso de registro y realizar los cálculos necesarios para analizar las medidas obtenidas. Con todo ello se pone de manifiesto la utilidad del procedimiento y la viabilidad de los modelos desarrollados para la valoración funcional de personas mayores en un entorno clínico.

[CA] La valoració funcional és fonamental en l'avaluació i seguiment de patologies musculoesquelètiques i neurològiques, ja que permet conéixer, entre altres coses, la forma de caminar d'una persona, el seu equilibri i la seua força muscular; això facilita la prescripció de tractaments rehabilitadors o intervencions quirúrgiques. En el cas de les persones majors, aquesta avaluació adquireix major importància, ja que l'Organització Mundial de la Salut (OMS) considera que la salut en les persones majors es mesura en termes de funció; és part fonamental d'una valoració geriàtrica integral i permet avaluar la fragilitat de les persones majors mitjançant la capacitat per realitzar activitats diàries. Mitjançant una avaluació funcional precoç i contínua es pot promoure un envelliment saludable, prevenir i diagnosticar de forma precoç possibles deterioraments en la funció, millorant així la qualitat de vida i mantenint la independència de les persones majors durant el major temps possible.

En la present tesi doctoral es presenta el desenvolupament d'una metodologia instrumentada de valoració funcional per a les persones majors, eina àgil i portàtil que, lluny de ser una metodologia diagnòstica, pot servir de suport per a la presa de decisions clíniques davant múltiples patologies del sistema locomotor i que permet classificar i predir en base a la funcionalitat del sistema musculoesquelètic, el grau d'alteració.

S'han dut a terme una sèrie d'estudis amb diferents grups de persones majors: amb malaltia d'Alzheimer, Parkinson i persones majors fràgils amb risc de patir una caiguda. L'objectiu principal dels diferents estudis era objectivar i determinar la capacitat per a realitzar algunes de les activitats funcionals bàsiques, com l'equilibri, la marxa, el gir per seure i aixecar-se d'una cadira en comparació amb persones sanes de la mateixa edat; l'objectiu secundari era estudiar la fiabilitat del procediment en aquestes poblacions, així com generar una sèrie de models matemàtics basats tant en estadística tradicional com en xarxes neuronals, combinant diferents tipologies de dades.

Els aspectes més destacables d'aquesta metodologia són, d'una banda, la inclusió de la valoració d'activitats de la vida quotidiana amb la duració reduïda de la prova, que és inferior a 2 minuts, la qual cosa la fa més pràctica i viable en l'àmbit clínic i, en segon lloc, que es tracta d'una instrumentació senzilla que consta d'un únic sensor embegut en un \textit{smartphone}, que és capaç de gestionar tot el procés de registre i realitzar els càlculs necessaris per analitzar les mesures obtingudes. Amb tot això es posa de manifest la utilitat del procediment i la viabilitat dels models desenvolupats per a la valoració funcional de persones majors en un entorn clínic.

[EN] Functional assessment is fundamental in the evaluation and monitoring of musculoskeletal and neurological pathologies, as it allows understanding a person's gait, balance, and muscular strength. This facilitates the prescription of rehabilitative treatments or surgical interventions. In the case of older adults, this assessment becomes even more important, as the World Health Organization (WHO) considers that health in older individuals is measured in terms of function, which is a fundamental part of a comprehensive geriatric assessment and allows evaluating frailty in older adults based on their ability to perform daily activities. Through early and continuous functional assessment, healthy aging can be promoted, and possible declines in function can be prevented and diagnosed early, thus improving quality of life and maintaining independence in older adults for as long as possible.

This doctoral thesis presents the development of an instrumented methodology for functional assessment in older adults, which is an agile and portable tool that, far from being a diagnostic methodology, can support clinical decision-making regarding multiple pathologies of the musculoskeletal system. It enables classification and prediction of the degree of impairment based on the functionality of the musculoskeletal system.

A series of studies have been conducted involving different groups of older adults: those with Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and frail older adults at risk of falling. The main objective of these studies was to objectively determine the ability to perform functional activities such as balance, gait, turning to sit and stand from a chair, in comparison with healthy individuals of the same age. The secondary objective was to study the reliability of the procedure in these populations and to generate a series of mathematical models based on both traditional statistical methods and neural networks, combining different types of data.

The most notable aspects of this methodology are, firstly, the inclusion of assessment of activities of daily living within a shortened testing duration of less than 2 minutes, making it more practical and feasible in a clinical setting. Secondly, it involves a simple instrumentation consisting of a single sensor embedded in a smartphone, capable of managing the entire registration process and performing the necessary calculations to analyze the obtained measurements. All of this highlights the usefulness of the procedure and the feasibility of the developed models for functional assessment of older adults in a clinical environment.