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Balanced Gait TestManual de usuario 1.4

Gracian Trivino (Phedes Lab)gracian.trivino@phedes.com

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Indice

1 Introduccion 5

2 Caracterısticas fısicas de la marcha humana 72.1 Componentes de la aceleracion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.2 Fases de la marcha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.3 Duraciones aproximadas y graficas de aceleraciones . . . . . . . . . . . . 92.4 Fase de doble soporte (DS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.5 Fase de balanceo (SW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3 Parametros relevantes de la marcha 133.1 Simetrıa y Homogeneidad de la marcha . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.2 Cadencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.3 Potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.4 Los parametros mas relevantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.5 Grado de Equilibrio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4 Instrucciones de uso de la APP 174.1 Bolsa de cinturon para el telefono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.2 Pantalla principal. Lista de Pruebas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.3 Realizar una Prueba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.4 Informe de resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.5 Opciones del menu de Informe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.6 Opciones del menu de la pantalla principal . . . . . . . . . . . . . . . . . 224.7 Suscripcion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

5 Instrucciones de uso de la web 255.1 Como funciona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255.2 Area Privada. Login . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255.3 Area Privada. Registro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255.4 Ajustes APP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255.5 Pacientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265.6 Resultados de las Pruebas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265.7 Acerca de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

6 Uso tıpico de Balanced Gait Test 276.1 Aprender a manejar el instrumento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276.2 Pruebas en la clınica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

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4 INDICE

6.3 Practica clınica diaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276.4 Seguimiento a distancia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

7 Experimentar con la herramienta 297.1 Tres marchas simuladas por un experto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297.2 Experimentacion con la medida de la cadencia . . . . . . . . . . . . . . . 307.3 Convergencia de las medidas con el numero de pasos . . . . . . . . . . . 30

Capıtulo 1

Introduccion

Balanced Gait Test (Prueba de la Marcha Equilibrada) es una herramienta de analisisde la marcha humana utilizada por los terapeutas para medir el grado en que sus pa-cientes tienen una forma de caminar equilibrada. Su utilizacion esta especialmente in-dicada para realizar el seguimiento del estado de la marcha durante procesos de reha-bilitacion. Es aplicable, entre otras especialidades, en Rehabilitacion, Traumatologıa yNeurologıa. Tambien puede ser interesante para aquellas personas que deseen conocer lascaracterısticas de su propia forma de caminar.

Balanced Gait Test utiliza un telefono movil colocado en la cintura del paciente paraproporcionar esta informacion con un coste muy reducido (gratis en su version basica) encomparacion al coste de los complejos laboratorios de analisis de la marcha.

El objetivo de este documento es facilitar la comprension de los conceptos tecnicos yel uso detallado de la herramienta. (ver tambien el enlace: https://balancedgait.com).

Este documento describe detalles acerca de las aceleraciones que sufre el cuerpo hu-mano durante la marcha y como medir algunas de sus caracterısticas. Sin embargo nocontiene informacion acerca de como valorar esta informacion desde el punto de vistamedico. Le corresponde al terapeuta analizar las posibles causas de las medidas obtenidasy estudiar el posible tratamiento.

Los capıtulos 2 y 3 explican los conceptos en los que esta basado el instrumento. Loscapıtulos 4, 5 y 6 describen su funcionamiento y el capıtulo 7 propone algunos experi-mentos que ayudaran al usuario a practicar con la nueva herramienta.

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6 CAPITULO 1. INTRODUCCION

Capıtulo 2

Caracterısticas fısicas de la marchahumana

El desplazamiento del cuerpo durante la marcha humana consiste en un movimiento com-plejo que nos permite avanzar al mismo tiempo que mantenemos el equilibrio evitandocaernos. En este caso, para facilitar su estudio, vamos a considerar que la fuerza totalrealizada por los pies sobre el suelo se puede representar por tres fuerzas perpendicularesentre sı con origen en el centro de gravedad del cuerpo (aproximadamente debajo delombligo).

Figura 2.1: La mayorıa de los telefonos inteligentes incluyen sensores de aceleracionorientados en tres direcciones perpendiculares entre sı.

Como referencia, podrıamos definir la marcha totalmente equilibrada como aquellaen que las aceleraciones producidas por las dos piernas son iguales y los pasos se repitende forma identica. Normalmente el movimiento que realizamos al repetir los pasos noes exactamente periodico, ni simetrico ni homogeneo. ¿Hasta que punto realizamos unamarcha en la que las fuerzas de las dos piernas son iguales y se repiten exactamenteen cada paso?. Mas importante, por ejemplo durante el seguimiento de un proceso derecuperacion, ¿Esta mejorando o empeorando el equilibrio de mi forma de caminar?

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8 CAPITULO 2. CARACTERISTICAS FISICAS DE LA MARCHA HUMANA

ax

az

ay

Figura 2.2: En Balanced Gait el telefono se utiliza girado de tal manera que ax apuntahacia arriba con fuerzas positivas opuestas a la gravedad, ay apunta a la derecha y azapunta en la direccion del sentido de la marcha.

2.1 Componentes de la aceleracion

Dado que el peso del cuerpo (la masa) se mantiene aproximadamente constante durantela marcha, centramos el estudio en el analisis de tres aceleraciones perpendiculares entresı con origen en el centro de gravedad. La figura 2.1 muestra la direccion de los valorespositivos proporcionados por los tres acelerometros incluidos en un telefono movil tıpico.En la posicion del movil en el cinturon (Ver Fig. 2.2) ax apunta hacia arriba, ay a laderecha y az en el sentido de la marcha.

Cuando el paciente esta quieto y de pie, la fuerza total de los pies sobre el suelo es unafuerza vertical igual y contraria a la gravedad. En esta situacion el acelerometro vertical(ax) mide: +9.8m/s2 y los otros dos acelerometros miden 0m/s2.

El valor ax = +9.8 m/s2 indica que el cuerpo esta sufriendo una fuerza en los pies(el suelo los empuja) para compensar la fuerza de gravedad.

ax < g indica menor sensacion de fuerza en el pie apoyado. Cuando ax sea menorque g el cuerpo tiende a desplazarse hacia arriba. Esto sucede durante la Fase de Balanceotras haber lanzado la pierna balanceada hacia arriba.

ax > g indica un apoyo superior a g en el suelo que se produce durante el doblesoporte en el golpe de talon y a veces en la zona central del balanceo de la otra pierna. Unpico positivo significativo es el golpe de talon en el momento de aterrizar la pierna.

az > 0 indica impulso hacia adelante y az < 0 indica frenada en la direccion de lamarcha. Durante el balanceo el valor de az parte de un pico muy negativo en el final delgolpe de talon y va subiendo hasta un valor maximo. Luego un descenso brusco en elsiguiente golpe de talon.

ay > 0 indica fuerza a la derecha y ay < 0 a la izquierda. Estas fuerzas aproximada-mente compensadas permiten mantener el equilibrio lateral durante la marcha.

2.2. FASES DE LA MARCHA 9

ax

az

ay

ax

az

ay

ax

az

ay

ax

az

ay

ax

az

ay

(1) (2) (3) (4) (5)

Figura 2.3: El ciclo de una pierna (pierna de referencia en color verde) comienza con lafase de apoyo que a su vez comienza con un golpe de talon al llegar la pierna al suelo(1), continua con el balanceo de la pierna opuesta (2, 3). La fase de apoyo de la piernade referencia termina con el despegue de los dedos del pie (4). El ciclo de la pierna dereferencia termina con la fase de balanceo (5).

2.2 Fases de la marchaEl ciclo de cada pierna (duracion total 100%) consiste en una fase de apoyo de duracionaproximada 60% y una fase de balanceo de esta pierna de duracion aproximada 40%.

La fase de apoyo de la pierna de referencia (pierna1) comienza con el golpe de talon1al llegar al suelo. Esta fase, durante la que el pie mantiene contacto con el suelo, tienetres partes: Doble soporte1 (duracion 10%), el balanceo de la pierna2 (duracion de estesoporte sencillo1 40%) y el doble soporte2 (duracion 10%) (ver Fig. 2.3).

Con el despegue de los dedos del pie de la pierna de referencia del suelo comienza lasegunda fase del ciclo: el balanceo de la pierna1 (ver Fig. 2.3).

2.3 Duraciones aproximadas y graficas de aceleracionesComo se ha dicho antes, vamos a considerar como unidad de analisis de la marcha humanael Ciclo que transcurre entre dos golpes de talon de la misma pierna. Un Ciclo contieneun paso de cada pierna. Para nuestro analisis cada Ciclo contiene cuatro partes:

• Doble soporte1 (DS1). Las dos piernas estan apoyadas con la pierna1 delante.

• Balanceo2 (SW2) 1. Balanceo de la pierna2.

• Doble soporte2 (DS2). Las dos piernas apoyadas con la pierna1 detras.

• Balanceo1 (SW1). De la pierna1.

Considerando una marcha realizada a la cadencia de 100 pasos/min recomendada paralas Pruebas:

1SW de balanceo en ingles “swing”

10 CAPITULO 2. CARACTERISTICAS FISICAS DE LA MARCHA HUMANA

Figura 2.4: Valor de ax, ay y az en varios ciclos

Cadencia (CD) = 100 pasos/min = 50 ciclos/min = 5/6 ciclos/seg

La duracion de cada ciclo:

T = (DS1 + SW2 +DS2) + (SW1)

T = 6/5 = 1.2seg = 1200ms

La duracion del doble soporte DS (10%) :

Tds = 120ms

La duracion del balanceo SW (40%):

Tsw = 480ms

2.4. FASE DE DOBLE SOPORTE (DS) 11

Un tiempo de muestreo de 10 ms permite hacer una medida suficientemente precisadel doble soporte. Este tiempo de muestreo permite obtener 120 valores de las acelera-ciones por Ciclo.

Utilizando un telefono movil sujeto en la cintura y con este tiempo de muestreo esposible obtener el conjunto de valores (ax, ay, az) correspondientes a varios ciclos, p.e.,16 pasos. La Fig. 2.4 muestra las graficas de aceleraciones correspondientes a variosciclos de marcha humana.

Para mostrar el funcionamiento combinado de estas aceleraciones, en las siguientessecciones se realiza una interpretacion de la forma de las curvas en funcion de las fasesde un Ciclo. Todas las marchas no tienen exactamente esta forma, este es un ejemplo demarcha saludable. Por ejemplo, algunas personas tienen un balanceo lateral mas suave, yotras arrastran los pies tocando el suelo durante el balanceo.

2.4 Fase de doble soporte (DS)az (azul) Un frenazo en el sentido contrario a la marcha que es un cambio brusco de la

aceleracion maxima a la mınima en az. La aceleracion maxima en el sentido dela marcha la produce la pierna apoyada en el suelo durante el balanceo y antes delfrenazo de la pierna balanceada al tocar tierra. Esto produce dos picos maximosmuy juntos. El primer pico es az >> 0 y el segundo es az << 0. Despues viene elcomienzo de la rampa de subida durante el siguiente balanceo.

ax (verde) El golpe de talon vertical es un pico ax >> g al presionar contra el suelo.

ay (rojo) Tiene un pico (giro de cadera) derecha o izquierda alternativamente.

Se puede ver como los valores de duraciones y amplitudes de las senales no se repitenexactamente.

Ademas de la variabilidad de estas formas de onda entre diferentes personas existenvariaciones significativas entre la forma de los pasos de la misma persona.

2.5 Fase de balanceo (SW)Durante la fase de balanceo hay un solo pie apoyado en el suelo y esto hace que las fuerzassean mas claras que durante el DS.

az (azul) empieza con un valor mınimo y va aumentando hasta llegar a un valor maximoque terminara justo antes del golpe de talon.

ax (verde) parte de un maximo positivo, el suelo empuja hacia arriba sumando la re-spuesta al peso con el impacto del golpe de talon, y llega a un valor maximo nega-tivo, lanzamiento al vuelo de la pierna de balanceo que aligera la presion contra elsuelo del pie apoyado.

ay (rojo) hace un recorrido desde un valor maximo en el doble soporte a un valor maximode signo contrario en el siguiente doble soporte.

12 CAPITULO 2. CARACTERISTICAS FISICAS DE LA MARCHA HUMANA

Capıtulo 3

Parametros relevantes de la marcha

Balanced Gait Test se centra en la identificacion de las cuatro fases del ciclo de la marcha.Luego calcula el valor medio de las aceleraciones y la duracion de estas fases en cadaciclo.

La forma de caminar de cada persona es diferente. Depende de la edad, del peso,del sexo y tambien, por ejemplo, del estado de animo. Por lo tanto nos interesa estu-diar parametros relativos mejor que absolutos. Es decir, que sean lo mas independientesposible del peso, la estatura y de otras caracterısticas fısicas del cuerpo del paciente.

3.1 Simetrıa y Homogeneidad de la marchaCon esta idea, comparamos el movimiento de una pierna respecto de la contraria (Simetrıade la marcha) y comparamos un paso con el siguiente (Homogeneidad de la marcha). Porejemplo, parece especialmente interesante comparar las fases de balanceo en las que seapoya solo una pierna y en las que por lo tanto se pueden producir las mayores asimetrıas.

Estos parametros permitiran al terapeuta diferenciar marchas patologicas (menos ho-mogeneas y simetricas) de marchas saludables (en general mas homogeneas y simetricas).

Si estudiamos la duracion y aceleraciones medias (ax, ay, az) de cada fase (DS ySW). Y con ellas calculamos la Simetrıa y la Homogeneidad de la marcha obtenemos uninteresante conjunto de 16 parametros:

Simetrıa de las duraciones durante la fase de apoyo (STA) Es un valor [0 : 100] (nor-malizado entre 0 y 100) que representa el grado en el que la duracion de los pasosde la pierna izquierda es igual que la duracion de los pasos de la pierna derechadurante las fases de apoyo. 100 significa duraciones practicamente iguales y 0 muydiferentes.

Simetrıa de las duraciones durante la fase de balanceo (STB) Es un valor [0 : 100]que representa el grado en el que la duracion de los pasos de la pierna izquierdaes igual que la duracion de los pasos de la pierna derecha durante las fases de bal-anceo.

Homogeneidad de las duraciones durante la fase de apoyo (HTA) Es un valor [0 : 100]que representa el grado en el que los pasos de la misma pierna tienen la misma du-racion durante las fases de apoyo.

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14 CAPITULO 3. PARAMETROS RELEVANTES DE LA MARCHA

Homogeneidad de las duraciones durante la fase de balanceo (HTB) Es un valor [0 :100] que representa el grado en el que los pasos de la misma pierna tienen la mismaduracion durante las fases de balanceo.

Simetrıa de la aceleracion vertical ax durante la fase de apoyo (SFAX) Es un valor [0 :100] que representa el grado en el que la aceleracion vertical de los pasos de lapierna izquierda es igual que la aceleracion vertical de los pasos de la pierna derechadurante las fases de apoyo.

Simetrıa de la aceleracion transversal ay durante la fase de apoyo (SFAY) Es un valor[0 : 100] que representa el grado en el que las aceleraciones transversales de los pa-sos de la pierna izquierda es igual que las aceleraciones transversales de los pasosde la pierna derecha durante las fases de apoyo.

Simetrıa de la aceleracion frontal az durante la fase de apoyo (SFAZ) Es un valor [0 :100] que representa el grado en el que la aceleracion frontal de los pasos de la piernaizquierda es igual que la aceleracion frontal de los pasos de la pierna derecha du-rante las fases de apoyo.

Simetrıa de la aceleracion vertical ax durante la fase de balanceo (SFBX) Es un valor[0 : 100] que representa el grado en el que la aceleracion vertical de los pasos dela pierna izquierda es igual que la aceleracion vertical de los pasos de la piernaderecha durante las fases de balanceo.

Simetrıa de la aceleracion transversal ay durante la fase de balanceo (SFBY) Es unvalor [0 : 100] que representa el grado en el que las aceleraciones transversalesde los pasos de la pierna izquierda es igual que las aceleraciones transversales delos pasos de la pierna derecha durante las fases de balanceo.

Simetrıa de la aceleracion frontal az durante la fase de balanceo (SFBZ) Es un valor[0 : 100] que representa el grado en el que la aceleracion frontal de los pasos de lapierna izquierda es igual que la aceleracion frontal de los pasos de la pierna derechadurante las fases de balanceo.

Homogeneidad de la aceleracion vertical ax durante la fase de apoyo (HFAX) Es unvalor [0 : 100] que representa el grado en el que la aceleracion vertical de los pasosde la misma pierna es similar durante las fases de apoyo.

Homogeneidad de la aceleracion transversal ay durante la fase de apoyo (HFAY) Esun valor [0 : 100] que representa el grado en el que la aceleracion transversal de lospasos de la misma pierna es similar durante las fases de apoyo.

Homogeneidad de la aceleracion frontal az durante la fase de apoyo (HFAZ) Es un valor[0 : 100] que representa el grado en el que la aceleracion frontal de los pasos de lamisma pierna es similar durante las fases de apoyo.

Homogeneidad de la aceleracion vertical ax durante la fase de balanceo (HFBX) Esun valor [0 : 100] que representa el grado en el que la aceleracion vertical de lospasos de la misma pierna es similar durante las fases de balanceo.

3.2. CADENCIA 15

Homogeneidad de la aceleracion transversal ay durante la fase de balanceo (HFBY)Es un valor [0 : 100] que representa el grado en el que la aceleracion transversal delos pasos de la misma pierna es similar durante las fases de balanceo.

Homogeneidad de la aceleracion frontal az durante la fase de balanceo (HFBZ) Es unvalor [0 : 100] que representa el grado en el que la aceleracion frontal de los pasosde la misma pierna es similar durante las fases de balanceo.

Para facilitar la interpretacion de los resultados de la medida, los datos obtenidos sehan normalizado en el intervalo [0, 100] utilizando una base de datos construida con masde 200 muestras de marchas saludables y patologicas.

3.2 CadenciaLa cadencia mide la velocidad de la marcha en numero de pasos por minuto. La experien-cia nos dice que una cadencia de 100 pasos/minuto es una buena velocidad para estimarel grado de equilibrio de la marcha.

3.3 PotenciaEs posible caminar con un apoyo mınimo o caminar dando fuertes impactos contra elsuelo. La medicion de potencia permite evaluar si la prueba ha activado lo suficiente losmusculos y el sistema nervioso del paciente. Un valor cercano a 100 indica un gradosuficiente de energıa para una prueba valida.

Figura 3.1: Graficos de tela de arana correspondientes a marchas: saludable, mediana-mente afectada y muy afectada respectivamente

3.4 Los parametros mas relevantesDe acuerdo con nuestra experiencia, entre el conjunto de parametros disponibles hay unsubconjunto de parametros mas relevantes para representar el estado de la marcha. Engeneral, estos valores son los mas significativos para diferenciar marchas saludables demarchas patologicas. La Fig. 3.1 muestra un grafico en tela de arana donde se pueden ver

16 CAPITULO 3. PARAMETROS RELEVANTES DE LA MARCHA

los valores de estos 7 parametros para tres tipos distintos de marcha. Cuanto mas grandey redondeado sea este grafico mas saludable sera la marcha.

CD Cadencia. Velocidad en pasos por minuto.

ST Simetrıa Temporal. Simetrıa de duracion de la fase de balanceo.

HT Homogeneidad Temporal. Homogeneidad de duracion de la fase de balanceo.

PW Potencia media aplicada durante la Prueba.

HF Homogeneidad de las aceleraciones. Homogeneidad de las aceleraciones frontalesaplicadas durante la fase de balanceo.

SF Simetrıa de las aceleraciones. Simetrıa de las aceleraciones frontales aplicadas du-rante la fase de balanceo.

UK (valor central) Grado de reconocimiento de la marcha. Indica hasta que punto el in-strumento ha identificado las fases de la marcha realizada durante la Prueba. Cuantomas alto (cerca de 100) el valor mas fiables son los resultados obtenidos. Los val-ores bajos indican que la marcha realizada no sigue los movimientos previstos porel modelo de la marcha que maneja el instrumento. Por ejemplo, un valor inferior a50 indica que la forma de caminar no se reconoce adecuadamente.

3.5 Grado de EquilibrioEl Grado de Equilibrio proporciona con un solo numero en el intervalo [0, 100] un valordel Equilibrio general de la marcha. Este numero es un resumen de los parametros masrelevantes y se puede utilizar para realizar un grafico para el seguimiento de la evoluciondel paciente. Por ejemplo durante la monitorizacion de procesos de recuperacion, o comoinformacion general sobre el riesgo de caıda de una persona mayor o sometida a medi-cacion.

Capıtulo 4

Instrucciones de uso de la APP

La herramienta tiene dos componentes: una aplicacion Android (APP) y un servidor web(WEB). La APP se puede descargar en Google Play. La version basica es gratuita y laversion avanzada se obtiene pagando una suscripcion mensual. La version basica pro-porciona funciones adecuadas para el usuario que de forma autonoma desea conocer lascaracterısticas de su forma de caminar.

El usuario interesado en obtener informacion mas detallada puede adquirir una suscripcionpara sacarle todo el partido a la herramienta (ver seccion 4.7). Esto incluye la posibilidadde enviar las Pruebas por Internet al Area Privada del terapeuta.

El terapeuta puede registrarse gratuitamente en la WEB (see section 5.3). En el AreaPrivada el terapeuta tendra acceso a los datos enviados por sus pacientes incluyendoparametros detallados de la marcha y un informe completo de cada Prueba (en formatopdf listo para imprimir).

Figura 4.1: Bolsa de cinturon para sujetar el telefono en la cintura

4.1 Bolsa de cinturon para el telefono

Para realizar una Prueba es necesario sujetar firmemente el telefono en la cintura del pa-ciente. Afortunadamente existen en el mercado unas bolsas de cinturon de precio reducidoque son muy adecuadas para esto (Fig. 4.1). Para obtener los resultados adecuados, esimportante colocar el telefono en la posicion descrita en las primeras secciones de estedocumento (Fig. 2.2). Es decir el telefono debe colocarse a la altura de la cintura con lapantalla vertical y orientada hacia la direccion de la marcha.

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18 CAPITULO 4. INSTRUCCIONES DE USO DE LA APP

Si es inevitable, debido a la anatomıa del paciente o a su vestimenta, puede colocarseun poco mas arriba del cinturon para facilitar la orientacion adecuada (Fig. 4.2).

Es posible realizar una Prueba sujetando el telefono con las manos. El principal in-conveniente es que, de esta manera, no es posible balancear los brazos al caminar y, porlo tanto, lograr una buena marcha equilibrada.

Figura 4.2: Posicion del telefono en la cintura

Figura 4.3: Lista de Pruebas

4.2. PANTALLA PRINCIPAL. LISTA DE PRUEBAS 19

4.2 Pantalla principal. Lista de Pruebas

En la primera pantalla, la APP muestra una lista de las Pruebas realizadas hasta el mo-mento (Fig. 4.3). El tıtulo de cada Prueba indica la fecha y la hora de su realizacion ymuestra tambien el Grado de Equilibrio total obtenido como resultado de cada Prueba.Es decir, muestra en un vistazo la evolucion del equilibrio de la marcha a traves de lasecuencia de Pruebas realizadas.

Esta primera pantalla, ademas del nombre y version de la herramienta presenta unmenu de opciones que se describen en las siguientes secciones.

Figura 4.4: Pantalla principal del informe de resultados

4.3 Realizar una Prueba

En la pantalla principal, pulsar sobre el circulo rojo con el signo + para realizar una nuevaPrueba.

Al actuar sobre el pulsador, la APP muestra indicaciones para colocar el telefono.Este es un buen momento para introducir el telefono en la bolsa de cinturon. Para

introducir el telefono en el soporte conviene apagar provisionalmente la pantalla paraevitar que accidentalmente se actue sobre alguna de las opciones disponibles. Gracias ala ventana transparente de la bolsa sera posible seguir viendo y manejando la pantalla dela APP (Fig. 4.2).

20 CAPITULO 4. INSTRUCCIONES DE USO DE LA APP

1. Situar al paciente frente a un espacio despejado, recto y plano en el que pueda cam-inar comodamente un mınimo de 20 pasos. Aunque el resultado puede empeorarun poco, se permite que el paciente gire y camine por el pasillo dos veces.

2. Colocar el soporte con el telefono firmemente ajustado al cuerpo, centrado y con lapantalla vertical mirando al frente (ver Fig. 4.2).

3. Explicar al paciente que debe caminar con naturalidad a una velocidad comoda yque debe esperar tres pitidos para empezar a caminar.

4. Pulsar sobre el boton Empezar.

5. Empezar a caminar al oır el tercer pitido.

6. La Prueba termina con un nuevo pitido que indica que se ha captado el numero depasos programado (ver seccion 4.6).

Figura 4.5: Descripcion y lista de los 16 parametros de la marcha

4.4 Informe de resultadosLa pantalla principal del Informe de resultados contiene la siguiente informacion (Fig.4.4):

4.5. OPCIONES DEL MENU DE INFORME 21

Resumen Proporciona un resumen linguıstico de los resultados indicando los datos masrepresentativos y las condiciones en las que se ha realizado la Prueba.

Valoracion del Equilibrio Muestra el Grado de Equilibrio de la Prueba de forma textual,un valor numerico entre 0 y 100 y una pequena grafica.

Parametros Este boton permite acceder a un resumen linguıstico mas detallado y al valorde los 16 parametros descritos en la seccion 3.1. Los datos de cada parametroincluyen una descripcion textual, un valor numerico entre 0 y 100 y un pequenografico (Fig. 4.5). Esta funcion esta solo disponible para los usuarios suscritos.

Figura 4.6: Grafico de los parametros mas relevantes

4.5 Opciones del menu de Informe

Grafico muestra un grafico con los parametros mas relevantes de la Prueba. Cuanto masgrande y redondeado el grafico mas saludable la marcha (Fig. 4.6). Esta funcionesta solo disponible para los usuarios suscritos.

Compartir permite enviar a otros usuarios de Internet los resultados de la Prueba. De-pendiendo de las aplicaciones instaladas en el telefono se abrira la posibilidad deutilizar herramientas tales como email, WhatsApp, etc.

22 CAPITULO 4. INSTRUCCIONES DE USO DE LA APP

Eliminar permite eliminar de la base de datos de la APP los resultados de la Pruebaseleccionada. Estos datos seguiran almacenados en el Area Privada de la web si seenviaron allı.

Subir al Area Privada utiliza los datos de Terapeuta y Paciente almacenados en Op-ciones para enviar los resultados de la Prueba seleccionada al Area Privada delTerapeuta. Esta funcion esta solo disponible para los usuarios suscritos.

4.6 Opciones del menu de la pantalla principalAcceso a la web proporciona un enlace a la web de la herramienta https://balancedgait.

com). Esta web contiene toda la informacion sobre la herramienta e incluye unenlace al Area Privada (ver seccion 5.2).

Opciones Ajustes del Area Privada y de la captura de datos

Codigo de terapeuta este dato se obtiene en el Area Privada en la opcion Suscripcion.Identifica al terapeuta que recibira los datos de la Prueba.

Clave de terapeuta se obtiene en el Area Privada en la opcion Suscripcion.

Codigo de paciente se obtiene en el Area Privada. Este codigo se genera au-tomaticamente al crear un nuevo paciente. Todos los terapeutas tienen uncodigo de paciente por defecto: 123456V

Codigo de la APP Identifica la APP en la WEB de la herramienta.

Indicador de almacenamiento Cuando esta activo hace que la APP almacene losdatos de aceleraciones de la prueba en un fichero con nombre igual a la fechay hora de la prueba en la carpeta “andando” del telefono. Normalmente estadesactivado.

Numero de ciclos que durara la Prueba. Cada ciclo son dos pasos y la experiencianos dice que 10 ciclos es un buen numero de pasos para realizar la Prueba.Cuanto mas pequeno menor precision en los resultados. Cuanto mas grandemas problemas para encontrar un buen espacio para el recorrido de la prueba.

Salvar base de datos Esta opcion permite crear un fichero de backup para salvar la basede datos en la memoria del telefono. Dentro de la estructura de archivos del telefono,el archivo se llama \andando\BackupDB.csv. Para utilizar esta funcion es nece-sario darle a la APP permiso de almacenamiento. Es buena idea salvar la base dedatos de vez en cuando para poder ası recuperarla en caso de error. Tambien esposible usar esta opcion, p.e., para pasar los datos a un nuevo telefono.

Recuperar Base de datos La APP utiliza el archivo \andando\BackupDB.csv para re-cuperar la base de datos despues de sufrir algun problema.

Borrar Base de datos Esta opcion deja vacıa la base de datos.

Comprobar acelerometros Cada modelo de telefono puede utilizar acelerometros difer-entes. En alguna consulta tecnica puede ser interesante conocer las caracterısticas

4.7. SUSCRIPCION 23

de los acelerometros incorporados en nuestro telefono. Esta opcion proporcionavarios datos acerca de los acelerometros disponibles. El Test de acelerometros real-iza una medida de la aceleracion de la gravedad. Para ello hay que dejar el telefonosobre una mesa horizontal y sin vibraciones durante unos segundos. Es necesarioque el “Sampling rate” sea igual o menor de 10 ms.

Demo Esta opcion anade los resultados de una Prueba simulada de demostracion a lalista de Pruebas realizadas. Esto permite al usuario, que esta explorando el fun-cionamiento de la APP, tener una idea de los resultados de una Prueba sin tener querealizarla.

4.7 SuscripcionEsta opcion del menu principal permite acceder a Google Play para adquirir una suscripcionmensual a Balanced Gait Test. La suscripcion tiene tres dıas para evaluacion gratuita. Elusuario suscrito tiene acceso a:

• Lista de parametros detallados

• Subir datos al Area Privada

• Datos completos en la funcion Compartir

• Grafico

Para cancelar la suscripcion:

• Entrar en la app de Google Play del telefono

• Abrir el menu

• Escoger Suscripciones

• Seleccionar Balanced Gait

• Cancelar suscripcion

24 CAPITULO 4. INSTRUCCIONES DE USO DE LA APP

Capıtulo 5

Instrucciones de uso de la web

5.1 Como funcionaLa pagina web de Balanced Gait Test https://balancedgait.com contiene una descripciondel funcionamiento de la APP y el enlace para descargarla.

5.2 Area Privada. LoginEl Area Privada es una zona de la web reservada para los terapeutas que desean manteneruna base de datos con los resultados de las Pruebas de sus pacientes. Si los pacientesaprenden a realizar la Prueba ellos mismos existe la posibilidad de atenderlos de formaremota.

La pantalla principal del Area Privada ofrece al usuario la posibilidad de acceder consu login y password o registrarse si aun no lo ha hecho.

5.3 Area Privada. RegistroEl registro en el Area Privada es libre para los terapeutas. Los pacientes pueden enviarlos resultados de sus Pruebas a su Area Privada siempre que tengan activa la suscripcionmensual.

5.4 Ajustes APPEn esta opcion del menu se pueden encontrar los datos necesarios para configurar laconexion entre la WEB y la APP:

• Codigo de terapeuta. Identifica al terapeuta en la base de datos de la WEB.

• Clave de terapeuta. Esta clave la debe introducir el terapeuta en los ajustes de laAPP de su paciente. Es mejor mantenerlo en secreto para evitar que otros envıenresultados a su Area Privada.

Utilice con cuidado la opcion cambiar la clave puesto que el terapeuta debera hacer elcambio en el telefono de todos sus pacientes.

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26 CAPITULO 5. INSTRUCCIONES DE USO DE LA WEB

5.5 PacientesLa opcion Nuevo Paciente genera un nuevo codigo de paciente. Este es el tercer datonecesario para configurar las opciones de la APP de cada paciente. Esta opcion permite alterapeuta ir anadiendo pacientes a su base de datos. Es importante notar que, en cumplim-iento de las leyes de proteccion de datos, Balanced Gait nunca maneja los datos personalesde los pacientes. Todos los terapeutas tienen un codigo de paciente por defecto: 123456V

Borrar Paciente permite eliminar los datos de un paciente de la base de datos.

5.6 Resultados de las PruebasEsta opcion proporciona un informe detallado de los resultados de la Prueba.

Ademas es posible generar un informe de la Prueba en formato PDF que se puedeimprimir, enviar al paciente o, por ejemplo, a otros terapeutas.

5.7 Acerca deEsta seccion de la pagina web proporciona datos sobre los autores de la herramienta, laspublicaciones cientıficas en las que esta basada y una lista de los cambios que se vanproduciendo entre las distintas actualizaciones.

Capıtulo 6

Uso tıpico de Balanced Gait Test

6.1 Aprender a manejar el instrumento

Durante una primera fase el Terapeuta se familiariza con la herramienta. Para hacerlo, re-aliza varias Pruebas analizando su propia forma de caminar y la de algunas personas de suentorno. Durante esas Pruebas intenta caminar de forma relajada y natural pero con ciertaconcentracion en tratar de mejorar las medidas obtenidas. Tambien es interesante estu-diar los resultados obtenidos al intentar caminar de forma asimetrica y poco homogenea,tratando de simular la marcha de determinados tipos de paciente. La idea es obtener unasensacion personal sobre el significado de las medidas que proporciona el instrumento.

6.2 Pruebas en la clınica

Durante una segunda fase el Terapeuta utiliza el instrumento con pacientes seleccionados.Especialmente es interesante su uso para seguir la evolucion del procesos de recuperacionrelativamente sencillos y cortos. Por ejemplo, despues de una pequena lesion de tobilloo rodilla. La idea es obtener informacion practica que permita al Terapeuta estudiar lamejor forma de utilizar Balanced Gait Test con sus pacientes.

6.3 Practica clınica diaria

Una vez familiarizado con el instrumento y despues de haber adquirido un nivel de ex-periencia razonable es el momento de incluir el uso del instrumento en la practica clınicahabitual. El instrumento proporciona al Terapeuta y al Paciente una valiosa referenciaobjetiva sobre la evolucion de la marcha. La Prueba se realiza en pocos minutos y tieneun coste muy reducido. Con la practica se automatizan los procedimientos de poner eltelefono en el soporte, ajustar el telefono en la cintura del Paciente y hacer la Prueba. Apartir de este momento se empiezan a ver con claridad las ventajas de utilizar BalancedGait Test.

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28 CAPITULO 6. USO TIPICO DE BALANCED GAIT TEST

6.4 Seguimiento a distanciaLos pacientes o sus familiares acostumbrados al uso de aplicaciones de telefono movil notienen muchas dificultades para realizar ellos mismos la Prueba. Como se ha explicadoen este documento, existe la posibilidad de que el Paciente envıe los resultados de susPruebas al Area Privada del Terapeuta. Esta posibilidad permitira al Terapeuta realizar unseguimiento mas frecuente de la evolucion de los Pacientes y tambien proporcionara a losPacientes un mecanismo mas de motivacion para realizar sus ejercicios de rehabilitacion.

Capıtulo 7

Experimentar con la herramienta

Hemos realizado algunos experimentos que podrıa repetir el usuario para conocer mejorel instrumento. Hay que tener en cuenta que que se trata de experimentos preliminaresque no pueden considerarse ensayos cientıficos completos. En las siguientes seccioneslos explicamos brevemente incluyendo algunos resultados obtenidos.

7.1 Tres marchas simuladas por un expertoEste experimento proporciona una buena primera exploracion de las posibilidades de laherramienta. El experimento puede ser repetido con relativa facilidad por un terapeutaexperto en el analisis de la marcha humana. Se trata de simular un conjunto de tresmarchas de tres tipos: saludable, medianamente afectada y bastante afectada.

Prueba PW HF SF CD ST HT UK nP Eqnormal1 89.58 96.09 81.75 115.38 93.11 99.38 99.62 20 85.40normal2 100.00 95.53 80.75 116.73 92.43 99.08 99.62 20 84.36normal3 100.00 97.45 84.99 116.62 91.69 99.09 99.23 20 86.76intermedia1 54.95 79.70 61.09 110.09 69.28 86.69 88.79 19 72.13intermedia2 66.02 88.40 67.27 117.76 75.90 89.50 84.94 19 74.20intermedia3 100.00 87.68 66.38 117.42 79.15 92.28 99.62 20 76.87maxima1 100.00 52.20 45.45 104.44 47.93 52.27 97.62 20 56.94maxima2 100.00 67.46 41.99 108.89 51.59 62.55 95.63 20 60.41maxima3 100.00 79.46 53.86 107.24 60.49 76.90 89.65 20 70.36

Tabla 7.1: Resultados de nueve marchas simuladas por un experto. UK es el grado deajuste de la Prueba con el modelo de la marcha humana utilizado por Balanced Gait. Eqes el Grado de equilibrio

Las marchas cuyos resultados se muestran en la tabla 7.1 se obtuvieron gracias a lacolaboracion de un medico rehabilitador del H. Valle del Nalon, Asturias, Espana. Elexperto realizo nueve Pruebas imitando la forma de caminar de pacientes con distintosgrados de afectacion. Se puede ver como, en general, los resultados obtenidos en cadamarcha las ordenan segun el grado de afectacion simulado. Ver por ejemplo la correlaciondel valor del Grado de Equilibrio (Eq).

Al valorar los resultados de este experimento hay que tener en cuenta las carac-terısticas propias de la marcha del experto que realiza la simulacion y la dificultad de

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30 CAPITULO 7. EXPERIMENTAR CON LA HERRAMIENTA

fingir los diferentes tipos de marcha. De hecho, hemos comprobado que no es facil fingirun cierto grado de afectacion de la marcha. Es decir, no es facil fingir sistematicamenteun tipo de marcha que no es la propia.

7.2 Experimentacion con la medida de la cadenciaEn este caso, el objetivo consiste en comprobar la medida de cadencia proporcionada porel instrumento comparandola con la obtenida midiendo la duracion de los pasos con uncronometro. Al mismo tiempo, probamos el efecto de realizar la Prueba llevando un pesoadicional en una de las piernas. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 7.2.

Prueba PW HF SF CD Cron ST HT UK nP1-0k 100.00 98.19 87.80 117.66 114.4 92.70 99.39 100.00 162-0k 100.00 98.95 91.11 118.81 115.9 93.92 99.44 100.00 143-0k 100.00 98.39 88.96 120.52 120.2 96.00 99.80 100.00 144-0k 100.00 98.16 88.00 120.36 120.7 92.67 99.34 100.00 165-0k 100.00 98.32 88.27 118.34 117.1 96.80 99.80 100.00 146-0k 100.00 99.19 91.79 108.97 106.6 89.17 98.63 100.00 161-2k 100.00 98.46 88.03 110.72 112.8 88.07 98.25 100.00 162-2k 100.00 98.50 88.81 110.80 111.2 86.04 96.98 100.00 163-2k 100.00 97.98 86.25 112.89 116.8 87.46 98.02 100.00 164-2k 100.00 97.04 83.69 112.15 111.3 88.71 98.32 100.00 165-2k 100.00 97.94 86.68 113.74 112.3 88.32 98.50 100.00 161-4k 100.00 83.70 65.89 102.66 100.5 85.67 97.34 100.00 162-4k 100.00 95.21 79.14 107.10 106.9 85.86 97.09 100.00 163-4k 100.00 93.43 77.71 105.51 107.0 80.91 94.75 100.00 164-4k 100.00 91.31 75.36 110.29 107.5 83.86 95.00 100.00 145-4k 100.00 90.24 72.31 104.91 105.6 84.72 97.12 100.00 146-4k 100.00 88.83 75.25 107.05 105.6 85.09 94.76 100.00 14

Tabla 7.2: Resultados de las Pruebas realizadas para estudiar la medida de cadencia

El valor Cron se obtuvo utilizando un cronometro para medir la duracion de unasecuencia de 18 pasos. El nombre de cada Prueba indica que se realizaron colocando unpeso de 0 kg, 2 kg y 4 kg en el tobillo de la pierna derecha.

Se comprueba que los valores obtenidos por los dos metodos de medida de cadenciason bastante similares. Tambien se puede ver como, en nuestro experimento, la Simetrıade la Fuerza (SF) disminuye especialmente al pasar de 2 kg a 4 kg.

Claramente el efecto del peso adicional sobre la Simetrıa de la marcha depende delpeso y de la fuerza fısica del sujeto del experimento.

7.3 Convergencia de las medidas con el numero de pasosPara obtener una cantidad de datos estadısticamente significativa necesitamos una secuen-cia de datos suficientemente larga. ¿Cual es el numero mas pequeno de pasos necesariopara obtener resultados precisos? ¿Como evolucionan los resultados con el numero depasos considerados?

7.3. CONVERGENCIA DE LAS MEDIDAS CON EL NUMERO DE PASOS 31

En este experimento tratamos de calcular el numero de pasos mınimo para que las me-didas se estabilicen. Hay que tener en cuenta que cada paso es diferente de los anterioresy que el paciente podrıa cansarse y modificar su marcha si le hacemos andar demasiado.

Para realizar este experimento utilizamos un programa de ordenador que analiza losdatos de las aceleraciones almacenadas por la APP en un fichero (Ver la opcion “indicadorde almacenamiento” en Seccion 4.6).

Prueba PW HF SF CD ST HT UK nP Eq7-ciclos 100.00 87.45 68.42 93.19 83.52 92.34 100.00 9 72.008-ciclos 100.00 89.65 70.80 93.93 86.17 96.22 89.09 11 74.459-ciclos 100.00 88.76 70.07 94.04 87.51 97.86 90.77 13 78.8410-ciclos 100.00 90.04 72.19 94.27 88.14 98.13 94.67 15 81.5611-ciclos 100.00 88.53 70.75 94.27 88.18 98.04 95.29 17 82.6712-ciclos 100.00 89.60 71.65 94.27 88.55 98.02 95.79 19 83.6113-ciclos 100.00 89.36 71.42 94.27 89.24 98.38 96.19 21 84.8314-ciclos 100.00 90.01 72.38 94.34 89.56 98.48 96.52 23 85.0115-ciclos 100.00 90.69 73.52 94.56 89.92 98.61 96.80 25 85.6916-ciclos 100.00 91.16 74.03 94.71 89.38 98.51 97.04 27 85.90

Tabla 7.3: Tabla de resultados de las pruebas para comprobar la convergencia de lasmedidas con el numero de pasos

Analizamos una Prueba de 16 ciclos estudiando los resultados obtenidos con un numerocreciente de pasos. La tabla 7.3 muestra los resultados de estas medidas.

A partir de nuestra experiencia y con los resultados obtenidos consideramos que apartir de 10 ciclos = 15 pasos se pueden obtener medidas suficientemente precisas.

La columna del Grado de Equilibrio (Eq) indica que la marcha fue mejorando ligera-mente durante la Prueba.

Hay que aclarar que, aunque se programe una Prueba de 10 ciclos, el algoritmo noaprovecha los 20 pasos analizados. El algoritmo desecha los primeros pasos (en los que lamarcha no es estable) y puede desechar algun paso mas si los datos no son suficientementereconocidos por el modelo de la marcha utilizado, p.e., al dar la vuelta al llegar al fondodel pasillo.