Sensorized Tip for Monitoring People with Multiple Sclerosis that Require Assistive Devices for Walking

Abstract

Multiple Sclerosis (MS) is a neurological degenerative disease with high impact on our society. In order to mitigate its effects, proper rehabilitation therapy is mandatory, in which individualisation is a key factor. Technological solutions can provide the information required for this purpose, by monitoring patients and extracting relevant indicators. In this work, a novel Sensorized Tip is proposed for monitoring People with Multiple Sclerosis (PwMS) that require Assistive Devices for Walking (ADW) such as canes or crutches. The developed Sensorized Tip can be adapted to the personal ADW of each patient to reduce its impact, and provides sensor data while naturally walking in the everyday activities. This data that can be processed to obtain relevant indicators that helps assessing the status of the patient. Different from other approaches, a full validation of the proposed processing algorithms is carried out in this work, and a preliminary study-case is carried out with PwMS considering a set of indicators obtained from the Sensorized Tip’s processed data. Results of the preliminary study-case demonstrate the potential of the device to monitor and characterise patient status.

Aplicación de redes neuronales para evaluar el estado funcional de pacientes con esclerosis múltiple

“…Conociendo las ventajas que ofrece utilizar un dispositivo de ayuda técnica para la monitorización y captura de datos en pacientes con EM, en este trabajo, se ha empleado la contera sensorizada presentada en [2] (Figura 1) para obtener la información que compone la base de datos. Cabe mencionar que, a diferencia de muletas o bastones sensorizados que se plantean en algunos de los trabajos citados [3,9], esta contera puede ser acoplada al dispositivo de ayuda técnica que utilice el paciente, lo cual hace queéste no tenga que adaptarse a uno nuevo.…”

“…El sensor de fuerza proporciona información sobre la fuerza axial que ejerce el paciente, el barómetro indica la presión atmosférica, permitiendo estimar la altura relativa del dispositivo, y finalmente, la Unidad de Medición Inercial ofrece los valores de la aceleración lineal, de la velocidad angular y del campo magnético en los ejes x, y, z locales de la muleta. Esteúltimo elemento, además de proporcionar las señales mencionadas, también integra un algoritmo que permite estimar losángulos de Euler en un sistema de referencia global, los cuales se emplean para calcular losángulos entre el cuerpo del paciente y la contera en los planos anteroposterior y lateromedial [2].…”

“…Con el objetivo de solucionar los problemas mencionados, recientes estudios han propuesto incluir sensores en dispositivos de uso cotidiano, como muletas, bastones o andadores, lo cual ha de-mostrado ser una alternativa eficaz para la captura de datos [3,9]. En este sentido, destaca el desarrollo de la Contera Sensorizada realizada por el Grupo de Sensorización Virtual para Bioingeniería [2], que constituye el punto de partida de este trabajo.…”

Aplicación de técnicas de aprendizaje automático para la clasificación de actividades mediante una muleta inteligente para esclerosis múltiple

“…La CI utilizada para extraer los datos del patrón de marcha es una contera diseñada y desarrollada por el grupo de investigación Sensorización Virtual para Bioingeniería (UPV/EHU) [1], el cual lleva trabajando desde el año 2017 en la monitorización continua y no invasiva del estado del paciente EM. Figura 1: Distribución sensores en la contera El prototipo de la CI se muestra en la Figura 1.…”

Load Auditory Feedback Boosts Crutch Usage in Subjects With Central Nervous System Lesions: A Pilot Study

“…Researchers have proposed the introduction of sensors in crutches to monitor several variables, such as upper limb joint forces and torque, the axial load on crutches and their orientation (1,7,8). For instance, in (7)(8)(9)(10)(11), instrumented crutches were used to objectively monitor the load on the lower limbs of healthy subjects (8,10,11) or patients in a rehabilitation framework (7,9,12). Other applications include monitoring crutch use during daily life (10) or domestic environments (9), estimating physical activity, performing clinical diagnoses, or monitoring gait training (13).…”