Especialistas en ingeniería biomédica de
la UNAM y de la Universidad de Guanajuato, diseñan tres sistemas
de registro para la medición continúa de actividad
física, que podrían ser útiles en la terapia
de pacientes con diabetes, insomnio, depresión, sarcopenia
y en atletas de diferentes deportes.
Aunque podrán ser empleados en diferentes patologías,
los sistemas que desarrollan Juan Manuel Gómez, de la Facultad
de Ingeniería (FI) de esta casa de estudios, y Arturo Vega,
de la institución guanajuatense, con participación
de la estudiante Paola Corona Téllez, están pensados
para diabéticos, a quienes como parte de su terapia se les
propone un cambio en el estilo de vida.
Los sistemas están basados en acelerómetros
tri-axiales digitales, para medir y graficar la fuerza, la velocidad
y en ángulo con el que se flexionan ambos brazos y piernas.
A la fecha, ya se ha desarrollado la instrumentación de dos
acelerómetros tri-axiales digitales, que son dispositivos
pequeños que permiten evaluar la velocidad y el ángulo
de movimiento de las articulaciones en personas en general y, en
particular, con sarcopenia.
Asimismo, un sensor electro-hidráulico para la medición
del movimiento en las extremidades superiores o inferiores. Se trabaja
en el desarrollo de los sensores de la temperatura, del ritmo cardiaco
y de la luminosidad.
Actividad física
Gómez, responsable del proyecto, explicó
que para saber el estado de salud, primero es necesario determinar
si la actividad física diaria contribuye, y qué tanto,
con la que se requiere para estar sano.
Los sistemas, que se desarrollan en la UNAM, no sólo
permitirán medir el esfuerzo físico, también
temperatura, ritmo cardiaco y luminosidad a que estará expuesto
el paciente o el deportista. Con los datos que se generen de estas
variables, el médico podrá saber qué consumo
calórico tuvo su paciente diabético, cómo está
su metabolismo y cómo ha evolucionado.
Podrán usarse en quienes padecen depresión,
para saber qué tanto están afectados, o en quienes
sufren insomnio, para determinar si están (y cuánto)
despiertos durante la noche. Asimismo, tendrá aplicación
en cronobiología y en rehabilitación, acotó.
En esta última no hay una herramienta que ayude
a tener una evaluación objetiva. La forma como se evalúa
la sarcopenia (pérdida muscular en adultos mayores) es subjetiva,
reconoció.
Con el sistema de monitoreo de actividad física
en que trabaja Corona Téllez (similar al que desarrollan
Gómez y Vega) será factible dar valores más
objetivos a la evaluación de la sarcopenia. Se podrá
medir velocidad y ángulo de flexión y extensión,
tanto de brazo a nivel de codo, como de pierna a nivel rodilla.
Médicos de la Unidad de Medicina Física y Rehabilitación
Siglo XXI del IMSS, están interesados en planear rutinas
para el tratamiento de esa afección y probar este sistema
de medición de actividad física para saber qué
tan efectivas son aquéllas en la recuperación.
En este proyecto de instrumentación biomédica
se utilizan tanto componentes comerciales, que se pueden conseguir
en el mercado nacional, como otros que fabrican en su laboratorio
de la FI. Contamos, dijo Gómez, con "sistemas que nos
ayudan a generar las placas electrónicas. A partir de componentes
básicos se hace el diseño electrónico".
Metas del proyecto
Para Gómez y Vega los retos en este proyecto son
terminar de diseñar los sensores, que el sistema tenga alimentación
continua (debe funcionar permanentemente o al menos siete días
para registrar la actividad física y las otras variables
durante ese lapso), así como capacidad de memoria (debe ser
suficientemente grande para almacenamiento de datos).
En la Universidad de Guanajuato, Arturo Vega trabaja también
en la conectividad del dispositivo a Internet, de modo que los datos
que genera el paciente o deportista puedan estar a la mano del médico
o del entrenador.
Además, un grupo de estudiantes de esa institución
labora en el procesamiento de señales, de forma tal que el
médico tenga parámetros útiles. Para calcular
cuántos pasos dio un paciente, se hace un procesamiento de
la señal de aceleración. Tienen que pasar por un conjunto
de filtros, de algoritmos que nos permitan determinar si se incrementó
la actividad o no, explicó Vega.
Otra vertiente del proyecto es el trabajo con especialistas
en materiales. Hay interés en participar en la parte de fluidos.
El sensor electro-hidráulico para medir actividad física
utiliza como fluido aceite mineral. Piensan utilizar uno que no
sea newtoniano y que genere un tipo de presión en el sensor
si ocurren movimientos específicos en las extremidades superiores
o inferiores.
Un reto más es la portabilidad del dispositivo,
cómo llevará acelerómetros y sensores y si
será grande. Habrá que abocarse al tamaño para
que se pueda portar. Otro requerimiento es que sea barato (si se
daña, la inversión no será tan fuerte para
el usuario) y suficientemente robusto para resistir el uso diario.
Una vez concluida la instrumentación, se diseñarán
las cajas contenedoras del dispositivo y el cinturón para
su portabilidad. Hay interés de un estudiante de diseño
industrial de la FES Aragón en participar en el proyecto
con la Unidad de Medicina Física y Rehabilitación
Siglo XXI del IMSS. También han tenido acercamiento con el
área de diseño de la Facultad de Arquitectura de la
UNAM.
Gómez y Vega tienen como meta inmediata terminar
los sensores, para después poder hacer la validación
del dispositivo y luego probarlo en el grupo de pacientes diabéticos
a cargo de Raquel Huerta, de la Universidad de Guanajuato.
Dispositivos para medir actividad física y otros
parámetros se consiguen en el mercado, pero no hay uno que
cumpla con todo. Algunos, opinó Vega, miden marcha o actividad
física de miembros superiores, dan un estimado de esas actividades,
pero no monitorean temperatura, ritmo cardiaco ni luminosidad; unos
más sólo miden alguna de estas variables. Así
que la disyuntiva, puntualizó, es "comprar muchos y
colocarse varios o hacer uno que cumpla con los requisitos".
Cabe señalar que en el proyecto colaboran siete
estudiantes de la carrera de Ingeniería Eléctrica-Electrónica
del módulo de ingeniería biomédica de la UNAM,
quienes desarrollan sus respectivos trabajos de tesis.
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