Contexto Científico

Figura 1. Diagrama de SOLIDWORKS para el prototipo de escoliómetro digital completamente ensamblado.

Se desarrolló un escoliómetro que puede medir la diferencia de alturas entre hombros (SHD), el ángulo de inclinación lateral del hombro (SLTA), el ángulo de rotación del tronco (ATR) y la diferencia de altura de la joroba (HHD). Para pacientes con ángulo (ATR) mayor a 7° o mayor, que son los que mayor riesgo adquieren de poseer una curvatura o un ángulo de Cobb de al menos 25° indicará la presencia de escoliosis en el paciente. Este dispositivo se implementó como prueba en 17 voluntarios con diferentes grados de escoliosis. En este estudio se realizaron mediciones tanto con el dispositivo como con el escoliómetro de línea de base en donde se demostró una alta correlación en medir los parámetros SDH, ATR y HHD, no obstante se obtuvo una baja correlación de 0.3 para la medición del STLA que se supone sea consecuencia de una medición imprecisa por parte del escoliómetro de línea de base. [1]

Figura 2.Supervise la unidad del regulador y su ubicación prevista.
Figura 3. Diagrama de flujo que muestra el funcionamiento de la unidad de control / regulador de presión.
Figura 4. Tirante usado para propósitos de prueba, equipado con tres unidades de regulación de presión. Dos unidades son visibles; el tercero está sobre el pecho del paciente.

Este dispositivo es un corsé dirigido a pacientes con escoliosis idiopática para controlar el progreso de crecimiento de la curvatura de la columna. Este dispositivo cuenta con un monitoreo y regulación de presión que se aplicará en el corsé mediante el uso de pressing pads y un tiempo de uso. Se efectuó un estudio en donde se probaron a 4 pacientes sin escoliosis de edad 17-25 años en los cuales se verificó la veracidad de los datos que se adquieren como la presión, la cual presentó un error máximo de medición de 0.48kPa en 8kPa (4-8kPa es la presión comúnmente experimentada en usuarios que utilizan corsé). En la parte del algoritmo de retroalimentación (corrección de la presión teniendo en cuenta la presión de la respiración del paciente) se comprobó que cuando se necesitaba que las vejigas se desinflen tomaba mayor tiempo que en el caso contrario. [2]

Tabla 1.
Comparación de los datos de referencia y el grado de molienda en espiral entre los dos grupos

El sistema de gestión personalizado de ortesis inteligente consta de un monitor de fuerza inalámbrico, un programa WeChat Mini, un sistema de almacenamiento basado en la nube y un sistema de gestión entre bastidores del sitio web. Se inscribieron veintidós pacientes con AIS que se sometieron a tratamiento de esta ortesis y cumplieron con los criterios de selección entre marzo de 2020 y diciembre de 2020. El tiempo de seguimiento fue de 4 meses y los parámetros utilizados para evaluar el cumplimiento de los pacientes fueron los siguientes (espalda y lumbar): valor de fuerza de línea de base, valor de fuerza medido, cumplimiento de fuerza (valor de fuerza medido / valor de fuerza de línea de base × 100%), tiempo de uso medido (tiempo de uso del valor de fuerza fue más de 0 N) y cumplimiento del tiempo (tiempo de uso medido / tiempo de uso prescrito × 100%), en el que el tiempo de uso prescrito fue de 23 horas / día. Los valores de fuerza de referencia se midieron al inicio, mientras que el valor de fuerza medido, el tiempo de uso medido, el cumplimiento de la fuerza y el cumplimiento del tiempo se midieron durante el seguimiento. Se analizaron las diferencias de estos parámetros entre espalda y lumbar, y las diferencias entre estos parámetros a 1, 2, 3 y 4 meses después del uso de la ortesis. [3]

Figura 5. deformidades de escoliosis por rayos x digitales

Biofeedback es un dispositivo que permite prevenir una deformidad espinal a niños entre 3 a 10 años que sufren de escoliosis. Este dispositivo consiste en un biosensor conformado por un acelerómetro conectado a una alarma. Este biosensor se debe colocar en la zona donde la columna del paciente sufre escoliosis o alguna deformidad y se coloca un ángulo de 15° como predeterminado para su uso. Cuando el paciente se incline, lo cual hará que este ángulo aumente, se activará la alarma alertando al paciente para que corrija su postura de manera que ayuda a que la curvatura de su columna no progrese. Se comprobó este dispositivo en un estudio de 10 voluntarios diagnosticados con escoliosis y se especificó una desventaja importante de este dispositivo: solo ayuda a que la situación del paciente no se dificulte a un daño severo de columna, además que se recomienda su uso solo en curvaturas leves. El paciente que cumpla con los requisitos anteriores podrá aprender a corregir su postura gracias a la advertencia de la alarma. [4]

Figura 6. Fotos de una radiografía de la columna lumbar y binario de la columna lumbar

En este estudio se diseñó un diagnóstico automático de escoliosis basado en conceptos de Deep Learning para abarcar la problemática de la falta de objetividad de los métodos manuales como el ángulo de Cobb, lo cual podría generar errores en estas mediciones por ejemplo en mejorar o empeorar la curva de la columna del paciente. Este diagnóstico automático posee entradas de radiografías del paciente donde se logrará medir ángulo de Cobb. Para el testeo de esta implementación para el diagnóstico de escoliosis se utilizó 47 radiografías las cuales se examinaron tanto manualmente como con el diagnóstico automático desarrollado. Según los resultados, se concluye que tal sistema proporciona a los médicos mediciones precisas y objetivas al diagnóstico en EIA. [5]

Cuadro 1: Diagrama de flujo de la adquisición del puesto conjunto.
Figura 7. Cámara Kinect

En esta investigación, después de experimentar para recopilar los valores de definición mediante Cámara Kinect de cientos de sujetos masculinos y femeninos. El rango de edad es de 10 a 15 años, y la altura es de 115 a 170 cm. Estos valores son procesados por el programa MATLAB y valores mostrados de cada tema a través de la interfaz gráfica de usuario. A partir del resultado experimental, se encontró que el dispositivo es útil para medir el equilibrio del cuerpo humano y aplicarlo a la detección de la escoliosis. Este método es similar al de topografía de Moire, que es una de las métodos de detección de la escoliosis. Si necesitamos una pantalla más precisa, tenemos que probar este método con niños que tienen una condición de escoliosis para recopilar valores para encontrar el valor de definición correcto. [6]

Figura 8. La órtesis de presión ajustable y su colocación (vista en sección transversal).

Para la Órtesis inteligente automatizada de presión ajustable se llevó a cabo un ensayo randomizado controlado realizado para comparar la efectividad de la Ortesis de Presión ajustable automatizada (PO) y la Ortesis Convencional (CO) para el tratamiento de la escoliosis idiopática adolescente. Se inscribieron veinticuatro pacientes, de los cuales uno abandonó (PO, n = 11; CO, n = 12). Después de 1 año, ningún paciente con PO progresó mientras que dos con CO progresaron más de 5°. La duración media de uso diario fue 1,1 horas más en el grupo PO en comparación con el grupo CO (15,4 a 4,5 frente a 14,3 a 3,8 h).
Los dispositivos de presión ajustable se integraron en el grupo de PO, mientras que los sensores de cumplimiento se instalaron en el grupo CO. Ambos estaban cubiertos por conchas impresas tridimensionales de diseño específico para proteger contra la compresión y la colisión. Se colocaron almohadillas suaves e impermeables entre la piel y el dispositivo / sensor para evitar descargas eléctricas y daños por sudoración. La presión interfacial se puede regular mediante inflación y desinflado de la cámara de aire (131 50 mm).
En conclusión, el estudio sugirió que la aplicación del PO podría mejorar la calidad de uso y lograr un mejor control contra progresión de la curva que el CO en este estudio a corto plazo. [7]

Se ha estudiado la efectividad que tienen los conceptos de EMG superficial para el monitoreo de los músculos paravertebrales con respecto a la problemática que surgen sobre estos durante tratamiento de la escoliosis, entre estos la fatiga. Dentro de este concepto se calculan diferentes parámetros para evaluar la fatiga de estos músculos, entre ellos se encuentran la media frecuencia, el promedio de potencia de frecuencia, RMS e IMF con los cuales se estiman diferentes anomalías. En una revisión sistemática, en la cual se centró sobre EMG superficial y su fiabilidad en la evaluación de la fatiga de músculos paravertebrales, se evaluaron distintos estudios desde el 2000 hasta 2012 de los cuales se concluyó que la electromiografía provee una veracidad en sus resultados muy satisfactoria; no obstante, se resalta la importancia de diferentes factores como protocolos, el tipo, el tamaño y la ubicación de los electrodos, distancia del electrodo, la temperatura del músculo y la piel, etc. para que el resultado sea lo más preciso posible.
Este ensayo tiene la intención de comparar la efectividad clínica y la calidad de vida (CdV) de la ortesis impresa en 3D (3O) y la ortesis convencional (CO) para la escoliosis idiopática adolescente (EIA). Se reclutaron treinta mujeres con EIA que cumplían ciertos criterios. Los sujetos fueron asignados aleatoriamente al grupo 3O (n = 15, edad 12,4, Cobb 31,8 °) y al grupo CO (n = 15, edad 12,0, Cobb 29,3 °). A todos los pacientes se les prescribió para uso a tiempo completo (23 horas / día) y seguimiento cada 4-6 meses hasta la madurez ósea. El cumplimiento fue monitoreado por termosensores, mientras que la calidad de vida se evaluó mediante tres cuestionarios validados. El grupo 3O podría proporcionar efectos clínicos comparables en comparación con el grupo CO, mientras que los pacientes con 3O mostraron un cumplimiento y una CdV similares en comparación con aquellos con CO.
[8]

Finalmente, debido a la accesibilidad que todos tienen a los smartphones, se ha vuelto una herramienta que ayuda en las tareas diarias y cotidianas. A causa de esto, se han creado aplicaciones para atacar distintos problemas, así se llegó a crear aplicaciones para medir la escoliosis. Distintos estudios las han puesto a prueba comparándolas con escoliómetros utilizados en pacientes por un personal de salud calificado y hay varios estudios [9-13] que confirman que estas pueden ser usadas eficientemente y puede incluso superar el funcionamiento del escoliómetro original en un entorno controlado, mientras que hay unos cuantos otros que alertan que estas deben ser consideradas con cuidado, puesto que tienen un alto riesgo de inexactitud al calcular el test de Adams a pesar de contar con enfermeras con bastante experiencia manipulando los smartphones [14]. Sin embargo, en términos generales, se puede considerar que estas aplicaciones son una buena alternativa para personas que necesitan un diagnóstico rápido.

Bibliografía

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[15]Mohammad A. Mohseni Bandpei. (2014). Reliability of Surface Electromyography in the Assessment of Paraspinal Muscle Fatigue: An Updated Systematic Review. Science Direct, 37(7), 11. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0161475414001201
[16] Assessment of the paraspinal muscles of subjects presenting an idiopathic scoliosis: an EMG pilot study. (2005). BioMed Central, 6(14), 12. https://bmcmusculoskeletdisord.biomedcentral.com/track/pdf/10.1186/1471-2474-6-14.pdf

CONTEXTO CIENTÍFICO

Bibliografía

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