La acelerometría en la valoración clínica del equilibrio estático y dinámico

La acelerometría en la valoración clínica del equilibrio estático y dinámico

RESUMEN COMUNICACIÓN/PÓSTER

INTRODUCCIÓN: El uso de la acelerometría se ha extendido a lo largo de las tres últimas décadas como una herramienta de valoración del equilibrio. De ahí la necesidad de revisar la evidencia existente hasta el momento, acerca de la capacidad de la acelerometría para la evaluación del equilibrio y determinar si se han definido protocolos y técnicas estadísticas que permitan la cuantificación de parámetros funcionales eficaces para su uso en la práctica clínica diaria y de importancia para la comprensión de la fisiología vestibular.

MATERIAL Y MÉTODOS: Se realizó una búsqueda sistemática de publicaciones en las fuentes CINAHL, DOAJ, ScienceDirect, PubMed, Medline, Scopus, SportDiscuss y BioMed Central. La búsqueda se realizó durante el mes de febrero de 2012, a través de los descriptores de búsqueda: accelerometry, accelerometer y balance.

RESULTADOS: Se encontraron 7 trabajos que utilizaban como instrumento de valoración acelerómetros triaxiales y en las que se evaluase la capacidad de dichos dispositivos para la valoración del control postural.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES: Aunque la información disponible acerca de la fiabilidad de las mediciones acelerométricas todavía es limitada, su empleo para la valoración del  sistema de control postural permite identificar, de forma relativamente prematura, alteraciones en el equilibrio estático y dinámico. Inconvenientes como la inexistencia de protocolos, la necesidad de pre-procesar los datos o la traducción de las cifras a características clínicas del equilibrio implican ciertas complicaciones para su utilización en la práctica clínica.

INTRODUCCIÓN
El uso de la acelerometría se ha extendido a lo largo de las tres últimas décadas como una herramienta de evaluación clínica del equilibrio durante el proceso de envejecimiento1-2 y en personas con alteraciones neuro-degenerativas3-6, y estructurales7-9.

Existen diferentes tecnologías que permiten la determinación del equilibrio y, a su vez, para cada uno de ellos hay diferentes protocolos de evaluación y distintas técnicas para el tratamiento de datos10. Dos de los instrumentos más comunes de los que se sirve la investigación aplicada son la posturografía computarizada dinámica y las placas de fuerza que permiten determinar el centro de presión (CP) del individuo, indicador de gran validez clínica para determinar déficits sensorio-motrices relativamente prematuros. Sin embargo, ambos equipamientos suponen una elevada inversión económica y precisan de un entorno de laboratorio adecuado para la realización de las pruebas11-12.

En la práctica, los métodos de evaluación se reducen a la ejecución de una batería de tareas, que reflejan en mayor o menor medida la funcionalidad en la vida diaria del paciente y que suelen estar recogidas en escalas o índices como la Escala del Equilibrio de Berg13-14, la prueba Timed Up & Go15-16. Estas pruebas no precisan de material específico ni de mucho tiempo para su realización pero el resultado de las mismas depende de la persona evaluadora y tienen poca sensibilidad para estados iniciales de procesos patológicos por su “facilidad” para alcanzar las puntuaciones máximas que establecen. Todo ello impide que sus resultados cuantifiquen fielmente el estado del equilibrio17-19.

No hay consenso sobre qué pruebas son más adecuadas para el estudio del equilibrio estático, durante cuánto tiempo deben realizarse las pruebas, o sobre cuáles proporcionan información de mayor relevancia (equilibrio uni o bipodal, con ojos abiertos o cerrados, sobre una superficie estable o inestable…)27-29. A su vez, para el estudio de la marcha existen multitud de parámetrosespacio-temporales, como la longitud, simetría, cadencia y regularidad de los pasos y la relación armónica de la marcha calculados a través de diferentes algoritmos y técnicas estadísticas. 25-26, 30-35 Paralelamente, durante la realización de las pruebas se pueden seguir diferentes procedimientos en la colocación de los dispositivos: en cabeza, pie, diferentes niveles del raquis, pelvis, distintas articulaciones de miembros inferiores y superiores… 24, 27, 35, 36-39

Por todo ello, nos planteamos la necesidad de revisar la evidencia existente hasta el momento, acerca de la capacidad de la acelerometría para la evaluación del equilibrio y determinar si se han definido protocolos y técnicas estadísticas que permitan la cuantificación de parámetros funcionales eficaces para su uso en la práctica clínica diaria y de importancia para la comprensión de la fisiología vestibular.

MATERIAL Y MÉTODOS
Realizamos una búsqueda exhaustiva de publicaciones en fuentes de información (bases de datos y revistas electrónicas), cuya cobertura temática incluía las Ciencias de la Salud: CINAHL, DOAJ, ScienceDirect, PubMed, Medline, Scopus, SportDiscuss y BioMed Central.

La búsqueda se realizó durante el mes de febrero de 2012, a través de los descriptores de búsqueda: accelerometry, accelerometer y balance (adaptados después a cada base de datos). Además, en los portales que permitían seleccionar las opciones de búsqueda, ésta se limitó a artículos publicados a partir de enero de 2007 hasta la fecha.

La primera selección incluyó todo tipo de publicaciones (trabajos originales de cualquier diseño, mini-simposios, revisiones bibliográficas, editoriales y consensos o normativas) sin tener en cuenta el idioma del texto ni la publicación de procedencia. Este proceso dio como resultado 79 artículos.

Procedimiento
Los artículos seleccionados tras la búsqueda fueron analizados de forma protocolizada en base a: título, hipótesis, fecha de publicación, fuente documental de procedencia, diseño experimental, dispositivos de valoración cinemática empleados en la metodología, criterios de inclusión y exclusión de los sujetos de estudio, palabras clave, tamaño muestral y resultados relevantes.

Los criterios de inclusión y exclusión de esta revisión fueron:

Criterios de Inclusión:

• Los estudios debían utilizar como instrumento de valoración acelerómetros triaxiales.
• Investigaciones en las que se evaluase la capacidad de dichos dispositivos para la valoración del equilibrio estático y/o dinámico
• Las publicaciones debían estar en inglés, español, francés o portugués.

Criterios de Exclusión:

• Artículos que emplearan un análisis de datos acelerométricos, en combinación con los procedentes de otros sistemas de valoración cinética o cinemática
• Artículos que utilizasen la acelerometría para la cuantificación de la actividad física
• Trabajos de revisión y editoriales.
• Estudios de un caso.

De los 79 artículos analizados, 7 superaron los criterios de inclusión y exclusión de este trabajo. Entre estos se encontraban trabajos que utilizaban la acelerometría para cuantificar los tiempos de reacción y movimientos de coordinación en equilibrio dinámico (2), comparar los resultados del análisis acelerométrico con el de diferentes escalas y pruebas de valoración clínica (3), valorar el equilibrio estático (2).

RESULTADOS
En la tabla 1, a continuación, se exponen los resultados de los trabajos encontrados, relacionados con la acelerometría y la valoración del equilibrio.

Tabla 1. Acelerometría y valoración del equilibrio.

Tabla 1. La acelerometría en la valoración clínica del equilibrio estático y dinámico

Contenido disponible en el CD Colección Congresos nº 21

DISCUSIÓN
Se ha encontrado, que aspectos como la ubicación del dispositivo de medición durante las pruebas, difieren significativamente entre los distintos trabajos, incluso en aquellos que tienen, a priori, un mismo objetivo de medición37-38,41. Independientemente de este aspecto metodológico, la colocación de los dispositivos sobre el CG aporta información sumamente importante a la hora de definir el funcionamiento del sistema de control postural y sus estrategias de estabilización.

Del mismo modo, conocer las aceleraciones de miembros inferiores, tronco y cabeza permite describir el modo en que información visual, vestibular y somato-sensorial es integrada para el mantenimiento de la estabilidad43-44. Sin embargo, aun no se ha determinado si existe alguna relación entre los cambios en las aceleraciones de otras partes del cuerpo y el riesgo de caída o inestabilidad postural45-46.

La configuración de la frecuencia de muestreo de los dispositivos varió ente los 100 y 1000Hz,e incluso en algunos no se detalla si hubo calibración previa o no38,36,40-41. Esto implica un amplísimo espectro de medición que, aunque todavía discutido en la literatura, se admite como necesario para eliminar el “ruido” de la señal de baja frecuencia que es analizada para el registro de los pequeños movimientos de ajuste postural y que son el objeto de interpretación de estos trabajos47-48.

Similar variabilidad se detecta en la utilización de filtros de corte previamente al análisis de datos que, varió entre 0,016 y los 20Hz o no se empleó. Estos aspectos muestran la flexibilidad de los acelerómetros para adaptarse a diferentes objetivos de estudio, aunque también muestra la carencia de un cuerpo sólido de investigación en aspectos básicos, como el procedimiento más adecuado a la hora de valorar el equilibrio con este dispositivo.

Hasta el momento, la descripción en términos témporo-espaciales de las aceleraciones corporales ha mostrado buenos resultados no sólo con fines descriptivos, sino también para la selección y discriminación entre grupos con diferentes grados de condición atlética, deterioro funcional, cognitivo o envejecimiento49,50 y sus resultados coinciden con los esperados teniendo en cuenta la fisiología vestibular, neuromuscular y su fisiopatología51,52. Sin embargo, la selección óptima de los parámetros y sus definiciones precisas y todavía son objeto de controversia53-54; de forma que se han desarrollado nuevas medidas derivadas de la teoría dinámica estocástica y que se emplean de igual manera para describir los patrones de re-equilibrio postural durante la marcha. Ejemplos de estos parámetros son la entropía aproximada y control y cruz de la entropía, todos ellos representaciones numéricas de la variabilidad de las distintas características de la marcha55-56.

En cuanto al análisis del equilibrio estático, hasta la llegada de los dispositivos acelerométricos el instrumento de referencias para su medición fueron las plataformas de fuerza y su determinación del CP del individuo. Ésta parece ser una indicación fiable aunque limitada del control postural dado que representa la función de los pies, eslabón último del sistema dinámico intersegmental que es el cuerpo, obviando completamente el comportamiento de más de la mitad superior del cuerpo57-59. Por lo tanto, la comparación de la fiabilidad y sensibilidad de la acelerometría con la plataforma de fuerza resulta, en parte, contradictorio ya que sus resultados difieren en significado. 60 Panzer et al61 demostraron en su trabajo que los cambios en el CP durante la valoración del equilibrio estático en bipedestación no siempre producían cambios en el CG lo que podría indicar diferentes estrategias de estabilización a medida que se avanza en dirección craneal a lo largo de la cadena cinética. Paralelamente, en otro trabajo se demostró que la acelerometría es más sensible a la discriminación de resultados de diferentes pruebas de valoración del equilibrio en comparación con las plataformas de fuerza22.

CONCLUSIONES
Podemos observar cómo en la literatura actual existe cierta controversia, por lo que aunque la información disponible acerca de la fiabilidad de las mediciones acelerométricas todavía es limitada, su empleo para la valoración del equilibrio, permite identificar relaciones entre los diferentes segmentos corporales y cómo se desarrollan las diferentes reacciones de enderezamiento y equilibrio.

La ausencia de protocolos validados, la necesidad de pre-procesar los datos (para corregir la inclinación y eliminar el ruido de la señal) o la traducción de las cifras a características clínicas del equilibrio, implican cierta complejidad  que no impide el avance de la acelerometría, como método de valoración cada vez más empleado en las investigaciones científicas.

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