Artículo de método

Uso de la tecnología de captura de movimiento en la prueba instrumentada Timed Up and Go para detectar el riesgo de caídas en adultos mayores

DOI:

10.3791/66025

⸱

25 de octubre de 2024

 ,  ,  ,  , 
1Department of Neurology, The Seventh Medical Center of Chinese PLA General Hospital, 27th Department of Health Cadre, The Second Medical Center of Chinese PLA General Hospital, 3Department of Neurology, NO 984 Hospital of PLA, 4Department of Emergency, General Hospital of Baoding First Central Hospital, 5Department of Hand and Foot Surgery, Beijing University of Chinese Medicine Third Affiliated Hospital

* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La prueba instrumentada Timed Up and Go (iTUG) está ganando cada vez más atención en el análisis del balanceo corporal y la marcha con el desarrollo de nuevas tecnologías. Presentamos un protocolo para analizar los subcomponentes del iTUG con captura de movimiento.

Resumen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

A pesar de los esfuerzos realizados por la medicina y la tecnología, la incidencia de caídas en los adultos mayores sigue aumentando. Por lo tanto, la detección temprana del riesgo de caídas es cada vez más importante para la prevención de caídas. La prueba Timed Up and Go (TUG) es una herramienta bien aceptada para evaluar la movilidad y se puede utilizar para predecir el riesgo futuro de caídas en adultos mayores. En la práctica clínica, el tiempo total para completar la prueba es la principal medida de resultado de la prueba TUG. Debido a su simplicidad y generalidad, la prueba TUG tradicional se ha considerado una prueba global para el análisis del movimiento. Sin embargo, recientemente, los investigadores han intentado dividir la prueba TUG en subcomponentes y han actualizado su sistema de puntuación para futuras investigaciones. Se ha informado que la prueba instrumentada Time Up and Go (iTUG), que es una nueva modificación de la prueba TUG tradicional, es una herramienta sensible para predecir los trastornos del movimiento y el riesgo de caídas en los adultos mayores. El objetivo del presente estudio fue analizar los subcomponentes de la prueba iTUG utilizando tecnología de captura de movimiento, y determinar qué subtareas de la prueba iTUG están relacionadas con el riesgo potencial de futuras caídas.

Introducción

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Las caídas son uno de los síndromes geriátricos más comunes y son la segunda causa de muertes accidentales o no intencionales relacionadas con lesionesen todo el mundo. En los adultos mayores de 65 años, las caídas pueden provocar deterioro funcional, discapacidad, disminución de la calidad de vida, aumento de la estancia hospitalaria e incluso mortalidad 2,3. Por lo tanto, prevenir las caídas es de suma importancia.

Para determinar los factores predictivos de las caídas, los investigadores anteriores se han centrado en análisis de la marcha, pruebas de equilibrio, estado mental, uso de drogas sedantes, así como antecedentes de caídas en el año anterior 4,5 La prueba Timed Up and Go (TUG) es una medida rápida de la movilidad basada en el rendimiento. La prueba TUG ha sido ampliamente estudiada en adultos mayores y se recomienda como una prueba de detección simple para el riesgo de caídas6. Esta prueba ampliamente utilizada consiste en levantarse de una silla, caminar 3 m a la velocidad preferida, darse la vuelta, regresar y sentarse. El resultado clínico tradicional de esta prueba depende de su duración total7 y se valora mediante un cronómetro.

En la práctica clínica, la prueba TUG convencional mide el tiempo total para realizar una serie de actividades sin dividir el rendimiento del sujeto en subcomponentes8. Recientemente, algunos investigadores han propuesto que diferentes componentes de la prueba TUG podrían ser particularmente sensibles como predictores defuturas caídas. Cuando se utiliza la prueba TUG instrumentada digitalizada (iTUG), los componentes individuales de la prueba TUG se pueden analizar por separado. Mediante el uso del iTUG, es posible evaluar objetivamente varias características de cada subfase de prueba TUG y obtener datos cuantitativos, como las duraciones, velocidades y velocidades angulares relevantes de cada movimiento. Con datos más detallados, el test iTUG ha demostrado la ventaja de detectar déficits específicos que pueden ser más indicativos del riesgo de caídas10.

Como estándar de oro en el análisis del movimiento, las tecnologías de captura de movimiento se han utilizado para detectar el movimiento en pacientes con enfermedad de Parkinson (EP)11, deterioro cognitivo12 y artritis de tobillo13, así como en adultos sanos14. En el presente estudio, nuestro objetivo fue analizar los subcomponentes de la prueba iTUG utilizando tecnología de captura de movimiento y determinar la correlación entre las subtareas de la prueba iTUG y el riesgo potencial de futuras caídas.

Protocolo

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este estudio fue aprobado por el Comité Académico de Ética del Séptimo Centro Médico del Hospital General del EPL de China en Beijing, China.

1. Criterios de inclusión/exclusión de participantes

  1. Reclutar participantes de 65 años o más y obtener su consentimiento informado.
  2. Excluya a los participantes que tengan una discapacidad visual y de las extremidades inferiores evidente, como artritis de rodilla, tromboangeítis obliterante y gota.

2. Preparación de la zona de ensayo

  1. Configure el área de prueba iTUG estandarizada de 5 m x 8 m o más (consulte la Figura 1) con 12 cámaras distribuidas por la habitación. Coloque las configuraciones tradicionales de TUG en el área de prueba: una silla y un letrero para recordarle al participante que debe regresar.
    NOTA: Los letreros que indican las líneas de ruta son opcionales.
  2. Asegúrese de que el área de captura de movimiento esté limitada al alcance de todas las cámaras y que toda la configuración de la prueba TUG no refleje la luz.

3. Preparación del software para los procedimientos antes de la prueba

  1. Instale el software de captura de movimiento en la computadora que se utilizará en la habitación.
  2. Haga clic en el botón Seeker para iniciar el software de captura de movimiento. Después de iniciar el software, para Configuración general de la cámara, elija el modo predeterminado (velocidad de fotogramas = 60 fotogramas/s, velocidad de obturación = 1/1.000 s), que es aceptable para la mayoría de las situaciones. Establezca los ajustes de la cámara seleccionados y los ajustes de configuración de la cámara también en el modo predeterminado.
  3. Seleccione Modo en vivo para establecer la configuración en tiempo real.
    NOTA: El modo de publicación se utiliza para analizar los datos capturados.
  4. Haga clic en Conjuntos de marcadores para configurar los ajustes del marcador.
  5. Seleccione el eje XY en la Calibración del eje de tierra y milímetros en las unidades de calibración.
  6. Haga clic en Calibrar para seleccionar la variación de calibración.
  7. Seleccione Calibración inicial y haga clic en el botón en forma de "L ". Al mismo tiempo, lleve el calibrador en forma de "L" al campo y colóquelo en el centro del campo para asegurarse de que pueda ser capturado por todas las cámaras.
    NOTA: El calibrador en forma de "L" contiene cuatro marcadores reflectantes de luz.
  8. Compruebe en la pantalla si las 12 cámaras pueden detectar cuatro marcadores reflectantes. Si alguna cámara detecta marcadores ≤3, reduzca la luminosidad y el umbral a la izquierda de la pantalla. Si alguna cámara detecta ≥5 marcadores, verifique el campo y limpie o cubra los marcadores reflectantes no deseados.
    NOTA: Es posible que la cámara detecte algunas pertenencias diminutas del antiguo participante.
  9. Retire el calibrador en forma de "L" del campo.
  10. Haga clic en el botón en forma de "T ". Al mismo tiempo, lleve el calibrador en forma de "T" al campo y agítelo para asegurarse de que pueda ser capturado por todas las cámaras.
  11. Seleccione el eje Z en la Calibración del eje ascendente y los milímetros en las unidades de calibración.
  12. Pida a los médicos que comprueben si todas las cámaras pueden capturar los marcadores. Agite los marcadores en cada esquina del campo, cubriendo especialmente el espacio posible de la prueba TUG.
  13. Compruebe en la pantalla si las 12 cámaras pueden detectar el calibrador en forma de "T". Si alguna cámara no puede detectarlo, cambie la dirección de la cámara.
    NOTA: Hay dos formas de marcadores que deben calibrarse; En forma de "L" y en forma de "T". El calibrador en forma de "L" tiene cuatro puntos reflectantes de luz para calibrar el eje XY, y el calibrador en forma de "T" tiene cuatro puntos reflectantes de luz para calibrar el eje Z. La duración de la calibración durará 60 s o más. Una captura efectiva hará que el color de la pantalla se vuelva verde.
  14. Haga clic en Finalizar para completar la calibración.
  15. Haga clic en Guardar calibración para almacenar el modo de calibración efectivo.
    NOTA: La calibración se realiza en un modelo 2D; a menudo se utiliza un modelo 3D durante la prueba.

4. Prueba iTUG

NOTA: Los participantes deben usar ropa y zapatos ajustados pero cómodos.

  1. Fije los puntos reflectantes en los puntos de referencia anatómicos: apófisis espinosa cervical 7 y apófisis espinosa torácica 10, acromion izquierdo y acromion derecho.
    NOTA: Cada participante puede tener hasta 17 puntos reflectantes adjuntos. Cuantos más puntos reflexivos se adjuntan, más precisos son los datos recopilados, pero también menos cómodos se sienten los participantes.
  2. Haga clic con el botón derecho en los puntos reflectantes de la línea derecha de la pantalla y asígnelos como C7, T10, hombro izquierdo y hombro derecho.
  3. Muestre las instrucciones a los participantes. La instrucción es : "Levántese de la silla, camine 3 m a su velocidad preferida, dé la vuelta, regrese y siéntese".
  4. Pida a los participantes que realicen la prueba iTUG de antemano para asegurarse de que están familiarizados con la instrucción.
    NOTA: Asegúrese de que cada participante se sienta cómodo después de colocar los puntos reflectantes.
  5. Indique al participante que realice la prueba iTUG.
    NOTA: Los participantes deben caminar para completar la tarea iTUG.
  6. Mientras el participante está realizando la prueba iTUG, haga clic en los botones de inicio y parada en la pantalla de la computadora.
    NOTA: Durante la prueba iTUG, el sistema de captura de movimiento muestrea datos de todos los puntos conectados a una frecuencia de 60 Hz; se forma un video en consecuencia (ver Video 1).

5. Recopilación de datos y definición de las variables de prueba iTUG

  1. Haga clic en el botón Configuración de grabación .
    NOTA: Los datos se almacenan y se encuentran en una hoja de cálculo.
  2. Seleccionar datos brutos de la cámara |ASCTI con orugas | Binario rastreado. La duración de la captura es de 20 s.
  3. Escriba el nombre del participante.
  4. Haga clic en el botón Grabar para iniciar la recopilación de datos.
  5. Identifique las subfases de la prueba iTUG revisando el video y calcule las variables de acuerdo con los datos.
    1. Defina las siguientes variables: tiempo total de la prueba TUG tradicional, tiempo de la fase 1 (levantarse de la silla), fase 1 balanceo del cuerpo (levantarse de la silla), tiempo de la fase 2 (caminar 3 m a la velocidad preferida), fase 2 balanceo del cuerpo (caminar 3 m a la velocidad preferida), fase 3 tiempo (girar), fase 3 balanceo del cuerpo (girar), Velocidad angular de la fase 3 (giro), tiempo de fase 4 (regreso), fase 4 balanceo del cuerpo (regreso) y tiempo de fase 5 (sentado).
      NOTA: Los detalles son similares a los descritos por Caronni y colaboradores15.

6. Índice de riesgo de caída de Downton (DFRI)

  1. Evalúe el riesgo de caída utilizando el Índice de Riesgo de Caída de Downton (DFRI).
    NOTA: El DFRI (Tabla 1) incluye 11 ítems de riesgo, los cuales se puntúan con un punto cada uno. Las puntuaciones se suman a una puntuación total del índice, rango de 0 a 11. Se considera que una puntuación de ≥3 indica un alto riesgo de caídas. Para evaluar el riesgo de caídas, el DFRI generalmente se usa para los participantes admitidos en un hospital, y la Herramienta de Detección de Caídas y Accidentes en el Hogar (HOME FAST) es más adecuada para los habitantes de la comunidad.

7. Análisis estadístico

  1. Utilice un paquete de software estadístico disponible en el mercado para realizar todos los análisis estadísticos. Utilice la prueba t de Student para evaluar las diferencias entre los grupos y elija el coeficiente de correlación de Pearson para evaluar la relación entre los subcomponentes de iTUG y la puntuación DFRI en la muestra total, con P < 0,05 que indica una diferencia estadísticamente significativa.
  2. Utilice los procedimientos de Bland-Altman para evaluar la concordancia entre la duración de la Fase 1, la velocidad angular de la Fase 3 y la duración de la Fase 4 entre nuestro método y el sensor de McRoberts (consulte la Tabla de materiales). Calcule la diferencia de medias entre los dos métodos de medición y el límite de concordancia del 95% para la diferencia de medias calculada.

Resultados

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Se reclutaron trece participantes de edad con un alto riesgo de caídas (puntuación DFRI: 3-11) y 11 sujetos de edad con un bajo riesgo de caídas (puntuación DFRI: 0-2). El DFRI se detalla en la Tabla 1. Como se ha mencionado anteriormente, se considera que una puntuación de 3 o más indica un alto riesgo de caídas para los pacientes durante la hospitalización16.

Los datos demográficos se muestran en la Tabla 1, que incluye sexo, edad, puntuación de la prueba TUG y variables de la prueba iTUG. Como se muestra en la Tabla 2, no hubo diferencias significativas en cuanto a sexo y edad entre los grupos. Existió una diferencia marginal entre los grupos en la puntuación de la prueba TUG (15,4 ± 5,3 s vs 11,2 ± 5,5 s, P = 0,056). La puntuación de la prueba TUG se basó en la forma tradicional (tiempo de finalización). Los individuos con alto riesgo de caída presentaron una duración significativamente mayor en la fase 3 (2,8 ± 1,5 s vs 2,0 ± 0,9 s, P = 0,023) y en la fase 4 (2,9 ± 1,6 s vs 2,1 ± 1,0 s, P = 0,024), así como una menor velocidad angular en la fase 3 (1,2 ± 0,4 º/s vs 1,7 ± 0,4 º/s, P = 0,021), en comparación con aquellos con bajo riesgo de caída. Las variables relacionadas con el balanceo corporal no fueron significativamente diferentes entre los grupos.

Como se muestra en la Tabla 3, existió una correlación significativa entre la puntuación DFRI y la duración de la Fase 1, la duración de la Fase 3, la velocidad angular de la Fase 3, la duración de la Fase 4, así como la duración de la Fase 5. Sin embargo, no encontramos tendencias similares entre el DFRI y las variables de balanceo de cada fase de iTUG.

Como se demuestra en la Figura 2, los gráficos de Bland-Altman sugirieron que la concordancia entre iTUG y el sensor del acelerómetro Dynaport era aceptable para la duración de la Fase 1, la velocidad angular de la Fase 3 y la duración de la Fase 4. Hubo un (5 %), cero (0 %) y un (5 %) valores atípicos del valor de desviación estándar de 1,96 para la duración de la Fase 1, la velocidad angular de la Fase 3 y la duración de la Fase 4, respectivamente.

figure-results-1
Figura 1: Los subcomponentes de la prueba instrumentada Time Up and Go. (A) Antes de la Fase 1: persona sentada en la silla. (B) Durante la Fase 2: en su camino hacia el espectador. (C) Durante la Fase 3: dando la vuelta a la silla de delante. (D) Durante la Fase 4: de vuelta hacia la silla original. Abreviatura: iTUG = Time Up and Go instrumentado. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

figure-results-2
Figura 2: Gráfico de Bland-Altman para comparar el sensor de acelerómetro iTUG y Dynaport. (A) Gráfico de Bland-Altman para la duración de la Fase 1 utilizando iTUG y el sensor de acelerómetro Dynaport. (B) Gráfico de Bland-Altman para la velocidad angular de la Fase 3 utilizando iTUG y el sensor de acelerómetro Dynaport. (C) Gráfico de Bland-Altman para la duración de la Fase 4 utilizando iTUG y el sensor de acelerómetro Dynaport. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

ArtículosPuntuación
Caídas anteriores conocidas
Sí1
No0
Medicamentos
Tranquilizantes/sedantes1
Diuréticos1
Antihipertensivos (distintos de los diuréticos)1
Fármacos antiparkinsonianos1
Antidepresivos1
Otros medicamentos1
Ninguno0
Déficits sensoriales
Discapacidad visual1
Discapacidad auditiva1
Deterioro de las extremidades1
Ninguno0
Estado mental
Confundido (con deterioro cognitivo)1
Orientado0
Paso
Inseguro (con/sin ayudas para caminar)1
Seguro con ayudas para caminar0
Normal (seguro sin ayudas para caminar)0
Incapaz0

Tabla 1: Los ítems del índice de riesgo de caída de Downton y el sistema de puntuación. Una puntuación DFRI superior a 3 puntos indica un alto riesgo de caídas. Abreviatura: DFRI = Índice de riesgo de caída de Downton.

Alto riesgo de caídasBajo riesgo de caídasValor de p
(n=13)(n=11)
Género, M/F“3/10”“4/7”0.08
Edad, años74.29 (6.61)70.40 (9.23)0.077
Puntuación TUG, s15.4 (5.3)11.2 (5.5)0.056
Duración de la fase 1, s1.4 (0.4)1.2 (0.2)0.56
Balanceo de la fase 1, °123.3 (68.9)110.3 (57.7)0.684
Duración de la fase 2, s2.9 (1.0)2.8 (1.4)0.924
Balanceo de la fase 2, °141.3 (72.6)132.2 (48.6)0.082
Duración de la fase 3, s2.8 (1.5)2.0 (0.9)0.023*
Velocidad angular de la fase 3, °/s1.2 (0.4)1.7 (0.4)0.021*
Duración de la fase 4, s2.9 (1.6)2.1 (1.0)0.024*
Balanceo de la fase 4, °119.8 (64.1)113.5 (55.7)0.936
Duración de la fase 5, s4.6 (1.7)3.5 (1.5)0.063
Valor = Media (desviación estándar)

Tabla 2: Datos demográficos y variables instrumentadas del test Time Up and Go de los participantes. Se observaron diferencias significativas en la duración de la fase 3, la duración de la fase 4 y la velocidad angular de la fase 3 entre los grupos.

DFRIValor RValor de p
Duración de la fase 1, s0.3470.007*
Balanceo de la fase 1, °0.0610.804
Duración de la fase 2, s-0.0260.898
Balanceo de la fase 2, °0.2870.174
Duración de la fase 3, s0.4620.020*
Velocidad angular de la fase 3, °/s-0.4030.003*
Duración de la fase 4, s0.4870.000*
Balanceo de la fase 4, °0.3120.137
Duración de la fase 5, s0.5680.000*
Un valor r más alto representa una relación cercana
DFRI = Índice de Riesgo de Caída de Downton

Tabla 3: Correlaciones entre la puntuación DFRI y los subcomponentes de iTUG. Correlación significativa entre la puntuación DFRI y la duración de la Fase 1, la duración de la Fase 3, la velocidad angular de la Fase 3, la duración de la Fase 4 y la duración de la Fase 5. Abreviaturas: iTUG = Time Up and Go instrumentado; DFRI = Índice de riesgo de caída de Downton.

Vídeo 1: Un ejemplo de una tarea iTUG. Haga clic aquí para ver este video.

Discusión

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Los pasos críticos del protocolo son fijar los puntos de reflexión con precisión a los puntos de referencia anatómicos para evitar sesgos. Además, la identificación de cada subcomponente de la prueba iTUG también es un paso crítico; Una revisión de video es útil para la identificación.

Existió una diferencia marginal entre los grupos en las puntuaciones de la prueba TUG, lo que implica que las puntuaciones tradicionales de TUG podrían no ser lo suficientemente sensibles como para discriminar el riesgo de caídas. No encontramos diferencias evidentes entre los grupos en la duración de la Fase 1 y en la Fase 5, y esto podría explicarse por el hecho de que ninguno de los participantes mostró anomalías en la fuerza de las extremidades inferiores. La duración de la fase 1 se asocia con la fuerza de las extremidades inferiores en individuos de edad avanzada con alto riesgo de caídas17,18. Se encontró que la velocidad angular de la fase 3 reportada como un punto clave asociado con la hipofunción vestibular, junto con la duración de la fase 3, se correlacionó con la puntuación DFRI19. El alto riesgo de caídas en los adultos mayores puede ser causado por una sensación de mareo relacionada con la hipofunción vestibular.

Este método tiene cuatro limitaciones. En primer lugar, el sistema de captura de movimiento es actualmente caro; Sin embargo, este sistema será cada vez más económico con el desarrollo de las tecnologías. En segundo lugar, la sala de pruebas específica también es un desafío potencial. Como se ha mencionado anteriormente, algunas pertenencias de los participantes perdidas en el suelo podrían ser detectadas como un punto reflectante; Por lo tanto, la habitación debe limpiarse con cuidado. Además, esta prueba iTUG basada en el sistema de captura de movimiento necesita mucho más espacio que la prueba TUG tradicional. La prueba TUG tradicional solo necesita 3 m x 2 m y, por lo tanto, se puede realizar en muchos lugares (por ejemplo, pasillo, sala de pruebas, sala). Mientras que la sala para la prueba iTUG debe ser mayor de 32m2 porque las cámaras están instaladas alrededor de la habitación. En tercer lugar, los puntos reflexivos pueden afectar el cumplimiento de los participantes. Cuantos más puntos reflectantes se adjunten, menor puede ser el nivel de comodidad informado. Los investigadores deben confirmar si los puntos reflectantes influyen en la movilidad de los participantes. En cuarto lugar, la prueba iTUG es una medición costosa en relación con la prueba TUG tradicional.

La prueba TUG es una forma comúnmente utilizada para evaluar el movimiento y el riesgo de caerse20. Sin embargo, a excepción del tiempo de finalización, los médicos difícilmente pueden obtener más información de la versión tradicional. Mientras que, iTUG ha resaltado puntos para mostrar más detalles. La importancia de este método es que subdivide la prueba TUG tradicional con un sistema de captura de movimiento, proporcionando nuevas variables en cuanto al tiempo y el balanceo del cuerpo. Nuestros resultados demostraron que algunas variables de tiempo de los subcomponentes, en lugar de las variables de balanceo corporal, difirieron entre los grupos. El sistema de captura de movimiento también puede ser utilizado en la marcha en tándem y en la prueba de Romberg para resaltar el desequilibrio en pacientes con EP, ataxia cerebelosa y conmociones cerebrales deportivas 21,22,23. Dado que estudios recientes han demostrado que los subcomponentes de la prueba TUG están asociados con la función cognitiva,6,24 este método también se puede utilizar en la detección del deterioro cognitivo.

Divulgaciones

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Los autores no tienen conflictos de intereses que revelar.

Agradecimientos

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Los autores agradecen al Dr. Honghua Zhou por el apoyo a la tecnología digital. Este estudio contó con el apoyo de los Fondos de Capital para la Mejora de la Salud y la Investigación de China (ID:2024-2-7031).

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Tira negraDeli60 mm x 20 m
CalibradorMarcador reflector NOKOV1Tubo de prueba en forma de L
CalibradorMarcador reflector NOKOV2Silla en forma de T
YUANSHENGYUANDAI" 10076062317820"
ComputadoraHUAWEIHONOR
McRoberts sensor DynaPort Hybrid, McRoberts, La Haya, Países
Bajos Cámara de captura de movimientoNOKOVMars2H
Software de captura de movimientoNOKOVDG-01
Marcador reflectanteNOKOVmarcador pequeñopara calibradores
Marcador reflectanteNOKOVmarcador grandepara los participantes

Referencias

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