Imagen de la noticia Caracterización del Equilibrio Humano: Desarrollo de Dispositivos Avanzados de Monitoreo y Análisis
Doctora Mónica T. Miralles, Proyecto UBACYT A435, FADU UBA

imagen indicando seccion 421.11.2012 | INVESTIGACIÓN

Caracterización del Equilibrio Humano: Desarrollo de Dispositivos Avanzados de Monitoreo y Análisis

La doctora Mónica Miralles dirige el proyecto UBACYT que trabaja en los estados de equilibrio corporal, los cuales son variables entre individuos y para diversas condiciones de un mismo individuo. Estas variaciones pueden deberse a distintas causas; edad, etapas evolutivas, alteraciones genéticas, actividad y sedentarismo, entrenamiento y destrezas adquiridas, distintos procesos y/o diferentes estados de salud o enfermedad


La Universidad de Buenos Aires presenta una serie de notas escritas por los directores de los proyectos vigentes de las Programaciones UBACYT 2010 - 2012 y 2011 - 2014 con el objeto de difundir las actividades de investigación que se desarrollan en la Universidad y que procuran incidir en la realidad en la cual vivimos, mejorando las condiciones de vida actual y futura.

Caracterización del Equilibrio Humano: Desarrollo de Dispositivos Avanzados de Monitoreo y Análisis.

por la doctora Mónica T. Miralles

El equilibrio estable es el resultado final de un elaborado sistema funcional de retroalimentación sensitivo-motora que incluye la visión, el oído, el tronco encefálico y el cerebelo, que reciben información propioceptiva generada principalmente en la planta de los pies y de los sensores téndino-ligamentarios y musculares, teniendo así información sobre las posiciones y los desplazamientos segmentarios corporales y sobre las acciones de los músculos involucrados en los movimientos.

Los estados de equilibrio corporal son variables entre individuos y para diversas condiciones de un mismo individuo. Estas variaciones pueden deberse a distintas causas; edad, etapas evolutivas, alteraciones genéticas, actividad y sedentarismo, entrenamiento y destrezas adquiridas, distintos procesos y/o diferentes estados de salud o enfermedad. Son muchos los interrogantes abiertos en el campo del equilibrio humano a diferentes niveles. Por un lado, los registros biomecánicos clásicos (plataformas estabilométricas, sistemas de marcadores ópticos de movimiento, posturografía) deben ser complementados con otros sistemas que, gracias al desarrollo de la microelectrónica, son ahora implementables. Ello requiere, además, definir nuevos índices gracias al uso de herramientas matemáticas aplicables al tratamiento de los datos biomecánicos (Transformada rápida de Fourier (FFT), análisis tiempo - frecuencia multiescala, teoría de sistemas dinámicos, entre otras).

La oginalidad del proyecto apunta al centro de la problemática brevemente enunciada. La misma se plantea a dos niveles. El primer nivel reside en los propios dispositivos de adqusición,  que fueron concebidos y desarrollados  en el proyecto, y el segundo nivel en la herramientas matemáticas y de simulación elegidas para el análisis de los datos de equilibrio humano. Uno de los objetivos del proyecto fue desarrollar un dispositivo para monitoreo de equilibrio mediante el uso de acelerómetros  3D, de tipo ambulatorio, de adquisición inalámbrica, con almacenamiento en una tarjeta micro SD, permitiendo la toma de datos por periodos prolongados (una especie de  “holter de equilibrio”), liviano y fácil de portar. La unidad se alimenta con una batería de níquel-hidruro metálico y cuenta con un reloj de tiempo real (RTC) para el registro temporal de los eventos. El desarrollo permite registrar aceleraciones del centro de masa del cuerpo humano en los tres ejes espaciales, como también en otros puntos anatómicos que sean de interés para definir indicadores que, entre otros beneficios, sirvan para arrojar luz sobre estrategias compensatorias las cuales son indetectables por otros métodos. Por ejemplo, en el caso de ataxias, se trata de poder caracterizar aspectos de la inestabilidad ambulatoria funcional de los pacientes y avanzar, por ejemplo, en cuestiones tales como la identificación de las disfunciones del sistema vestibular-tronco encefálico-cerebelo, en las alteraciones del equilibrio. El desarrollo incluye un hardware multiplataforma para realizar las mediciones en experiencias de campo sencillas. El procesamiento de las señales se realiza mediante una aplicación especialmente desarrollada en Matlab para este dispositivo. 

Los estudios de campo se realizan en la Fundación Thomson con la colaboración del Dr. Manuel Akly y la Lic. en Kinesiología M. Ferrando.

Una consecuencia inmediata de un proyecto de esta naturaleza, la cual proponemos abordar en el próximo UBACyT, es la aplicación directa de los resultados obtenidos a la evaluación del riesgo de caída en personas longevas, o bien, en  aquellas con desórdenes de equilibro.

Un objetivo a mediano plazo sería la concepción de un sistema de monitoreo ambulatorio  para pacientes en riesgo de caídas que permita detectar la ocurrencia de una caída y dar aviso inmediato para su asistencia médica. Recientemente, en otros laboratorios, se ha comenzado a explorar la posibilidad de concebir sistemas  ambulatorios capaces, además, de proveer información sobre las causas y circunstancias de las caídas (reconocimiento de patrones) que pueden contribuir tanto a la predicción de estos eventos, como a complementar el diagnóstico clínico y circunscribir el problema en el menor tiempo posible.

Acerca de la doctora Mónica T. Miralles

Doctora en Ciencias Físicas de la UBA con una especialización inicial en Daño por Radiación en Metales en el Departamento de Materiales de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), con Becas Doctoral y Postdoctoral (1993-2001). Es Profesora Ajunta Interina en la Cátedra de Física de la Carrera de Diseño Industrial de FADU-UBA, desde 2004. Desarrolla actividad docentes a nivel de grado (desde 1985) y posgrado (desde 2007), en UBA. Desde 2001 trabaja en temas de investigación en el área de la Biomecánica e Ingeniería de la Salud, siendo profesora invitada, al igual que los integrantes del grupo de investigación, en el Laboratoire de Biomechanique (LBM) de l’ École Nationale Supérieure d’Ars et Métiers de Paris. Francia, (CNRS). Ha participado en diferentes proyectos de investigación y es directora de Proyectos UBACyT (FADU-UBA) desde 2008. Durante el año 2003 fue codirectora de un proyecto en el área de la física médica de la Universidad de Ohio, USA. Ha publicado artículos científicos en revistas nacionales e internacionales y participado en congresos y jornadas.

Acerca del proyecto de investigación

Proyecto UBACYT A435 - Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo

Integrantes

- Directora: Mónica T. Miralles

- Dr. Fernando Álvarez (Prof. Consulto Cát. Neurología; Fac. Medicina de la UBA Director de la Fundación Thomson.
- Dr. Roberto Paterson (Médico (UBA), especialista en Ortopedia y Traumatología; Biomecánica Humana y Medicina del Deporte. Docente del posgrado en FADU-UBA.
- Dra. Inés Paterson: Dra en Ciencias Físicas; Prof. Adjunto Regular, Fac. de Ingeniería de la UBA (FI-UBA) y docente en el posgrado de FADU-UBA.
- Mag. Ing. Ricardo Vecchio: Ingeniero Electrónico (UBA); especialista en sistemas de control.
- Ing. Ignacio Ghersi: Ing. En Electrónica y en Comunicaciones (UCA). Tesista doctoral bajo la dirección del Dr. Mario Mariño (FADU-UBA) y la Codirección de la Dra. M. Miralles. 
- Lic. Claudia Barros: Prof. Nacional de Educación Física (Instituto Gral. San Martin); Lic. en Educación Física y Deportes (UAI) (orientación: Alto Rendimiento); Posgrado en Fisiología del Ejercicio (UNLP); Maestría en Deporte, en curso (UNLP).

Alumnos de la carrera de Ingeniería Electrónica (UCA):
Mariano Mondani
Hernán Rodriguez

Descargas

- Artículo con referencia a publicaciones, premios obtenidos, presentación a congresos, imágenes y formación de recursos humanos (.pdf)



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