ES2963257T3

ES2963257T3 - Procedimiento mejorado de cuantificación del equilibrio

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Publication number: ES2963257T3
Application number: ES18821717T
Authority: ES
Inventors: Ioannis Bargiotas; Julien Audiffren; Laurent Oudre; Stéphane Buffat; Nicolas Vayatis; Pierre Paul Vidal; Damien Ricard; Alain Yelnik
Original assignee: Etat Francais Mini de la Defense Direction Centrale Du Service De Sante Des Armees; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Assistance Publique Hopitaux de Paris APHP; Universite Sorbonne Paris Nord Paris 13; Ecole Normale Superieure de Paris Saclay; Universite Paris Cite
Current assignee: Etat Francais Mini de la Defense Direction Centrale Du Service De Sante Des Armees; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Assistance Publique Hopitaux de Paris APHP; Universite Sorbonne Paris Nord Paris 13; Ecole Normale Superieure de Paris Saclay; Universite Paris Cite
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2024-03-26
Anticipated expiration: 2038-11-16
Also published as: US20200375520A1; JP2021503353A; US11246525B2; FR3073728A1; CN112351728A; EP3709866B1; WO2019097188A1; EP3709866A1; EP3709866C0

Abstract

La invención se refiere a un método para cuantificar el saldo de un individuo con el fin de obtener un valor que represente el saldo de dicho individuo, siendo implementado dicho método mediante un dispositivo que comprende al menos un módulo de procesamiento de datos, un medio de almacenamiento y un módulo de clasificación. comprendiendo dicho método en particular las siguientes etapas: segmentación dependiente del tiempo de al menos un estatocinesigrama de un individuo de tal manera que se genere una pluralidad de porciones de estatocinesigrama; extracción, a partir de las porciones de estatocinesigrama, de los valores de al menos un parámetro de trayectoria; determinación del valor de al menos dos cuantificadores, a partir de los parámetros de trayectoria extraídos en la etapa de extracción, para cada una de las porciones de estatocinesigrama generadas en la etapa de segmentación; y determinación de dicho valor que representa el equilibrio del individuo en base a los valores de los cuantificadores de cada una de las porciones de estatocinesigrama. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento mejorado de cuantificación del equilibrio

La presente invención concierne al ámbito de la cuantificación del equilibrio de un individuo. La presente invención concierne más particularmente a un procedimiento para la cuantificación el equilibrio de una persona, a un dispositivo apto para implementar este procedimiento y a un sistema que integra el citado dispositivo. La presente invención permite en particular un seguimiento de la evolución de este equilibrio en particular de modo que alerte sobre riesgos de caída, por ejemplo en el marco de un procedimiento de rehabilitación, en un proceso de cuantificación de uno mismo o en personas mayores.

Técnica anterior

Los equilibrios estáticos y dinámicos son componentes esenciales de nuestros desplazamientos de todos los días y una falta de equilibrio es una causa importante de caída. El control postural se obtiene gracias a la combinación de sistemas visuales, propioceptivos y vestibulares, así como del sistema nervioso central. Deficiencias o trastornos en estos sistemas pueden deteriorar progresivamente el control postural del individuo y, por consiguiente, aumentarán el riesgo de caída.

Según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud en 2012, cerca de 424000 personas en el mundo pierden la vida cada año como consecuencia de caídas, colocando así las caídas en el segundo lugar de las causas de muertes accidentales en el mundo. Según el Institut de Veille Sanitaire, en Francia se producen 450000 caídas al año en las personas mayores de 65 años, y éstas son la causa más frecuente de muertes en las personas mayores con 4000 a 4 500 casos al año en Francia.

La caída de las personas, es por tanto, un importante problema de salud pública en razón de su frecuencia y de sus consecuencias médicas y sociales; especialmente y sobre todo en las personas mayores. En efecto, hoy en día, las caídas se consideran como una de las principales causas de lesiones en las personas mayores y, si no provocan la muerte, pueden provocar una mayor reducción de la movilidad y/o de la autonomía en las actividades cotidianas. Por ejemplo, el síndrome pos caída se traduce en una fobia a la caída con una pérdida de confianza en uno mismo para realizar los actos de la vida cotidiana y, en última instancia, conduce a una postración en cama.

Por consiguiente, la evaluación precisa de los riesgos se ha convertido en una cuestión importante, dado que un tercio de la población de edad avanzada (es decir, mayores de 65 años) se enfrenta al menos a una caída al año. A pesar de lo que está en juego, actualmente no existe ningún procedimiento o dispositivo intuitivo, fiable y económico que permita cuantificar el equilibrio de un individuo. Hoy en día, los médicos aprecian el equilibrio a través de los métodos de seguimiento visual del paciente, por ejemplo en el transcurso de pruebas normalizadas tales como la prueba de Romberg. Esta última puede ayudar al médico a realizar un diagnóstico y a identificar las causas posibles de una ataxia estática. Sin embargo, tal seguimiento permite cualificar y no cuantificar de modo objetivo el equilibrio de un individuo. Ahora bien, métodos cuantitativos podrían permitir reforzar la sensibilidad, la objetividad y la homogeneidad de las interpretaciones, y darían la posibilidad de hacer comparaciones de tales pruebas (por ejemplo, seguimiento en el tiempo o dentro de un grupo de individuos) o de identificar comportamientos imperceptibles a través de los métodos de seguimiento visual del paciente.

En este contexto, se generaliza la utilización de plataformas de fuerza para cuantificar y evaluar el control postural. Tales plataformas graban el desplazamiento del centro de presión («center of pressure» - COP, en terminología anglosajona) que aplica todo el cuerpo según el tiempo mientras que el individuo está de pie sobre la plataforma. Esta medición permite generar un estatocinesigrama. Anteriormente se han propuesto índices empíricos derivados del desplazamiento del COP, tales como la longitud del desplazamiento del COP o la varianza de la velocidad de desplazamiento del COP. Estos índices mostraron que los estatocinesigramas pueden verse afectados significativamente por el control postural de los individuos. Como se expone en el documento US5388591, el estatocinesigrama puede someterse posteriormente a un tratamiento temporal de sus datos con el fin de generar un gráfico de difusión del estatocinesigrama que presente índices con el fin de evaluar la estabilidad postural de un sujeto. Además, se ha propuesto que la distribución de energía de las bandas de frecuencia específicas pueda informar las estrategias posturales elegidas. De acuerdo con lo que precede, análisis previos han aplicado a los estatocinesigramas un análisis de tipo transformada de Fourier a corto plazo (STFT) - «short-term Fourier transform» en terminología anglosajona) o un análisis temporal en wavelets («time-scale wavelet analysis» en terminología anglosajona) con el fin de evaluar las transiciones entre estrategias posturales. STFT permite analizar los cambios temporales en el contenido espectral del desplazamiento del COP (Schumann et al., 1995. Time-frequency analysis of postural sway. J. Biomechanics, Vol. 28, No. 5, págs. 603-607). Trabajos sobre el análisis temporal de wavelets han demostrado la existencia de un vínculo entre las bandas de frecuencia y las principales entradas sensoriales: la banda de baja frecuencia (<0,1 Hz) está asociada al control visual, frecuencias comprendidas entre 0,1 Hz y 0,5 Hz están dominadas por la actividad vestibular, mientras la banda de frecuencias de 0,5 Hz - 1 Hz refleja la actividad somato sensorial. Estudios basados en este tipo de análisis han concluido en particular que para la evaluación de los datos posturográficos es preferible realizar ensayos de al menos 60 s, si no pueden producirse interpretaciones erróneas en razón de malas estimaciones o incluso de extractos sesgados de un proceso global (Kirchner et al. 2012, Evaluation of the temporal structure of postural sway fluctuations based on a comprehensive set of analysis tools. Physica A 391 (2012) 4692-4703). Además, la única información obtenida durante la implementación de estos métodos se refiere a la distribución de energía en bandas de frecuencia y el usuario ya no está en condiciones de apreciar parámetros bien establecidos tales como la amplitud, los desplazamientos según los ejes antero posterior y medio lateral o incluso la superficie de desplazamiento. Trabajos recientes han utilizado la combinación de parámetros, en análisis multiparamétricos de estatocinesigramas, con el fin de identificar los pacientes susceptibles de caerse con respecto a los que no se caen (Audiffren et al., 2016, A non linear scoring approach for evaluating balance: classification of elderly as fallers and non-fallers. PLoS ONE 11 (12) - 9 de diciembre de 2016). En particular, estos trabajos divulgan un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1. Cuando se han utilizado métodos de cuantificación, estos últimos no han sido capaces de producir resultados suficientemente satisfactorios porque los datos que hay que estudiar son muy complejos y difíciles de modelar. Varias razones constituyen un freno para su utilización: coste de adquisición, de realización, reproducibilidad de los exámenes, sensibilidad, especificidad y dificultades de interpretación de los resultados.

Así, los procedimientos de análisis utilizados anteriormente para evaluar el equilibrio no proporcionan un valor único y fiable, fácilmente medible con la ayuda de un dispositivo sencillo y económico. Existe por tanto una necesidad de un dispositivo para la cuantificación del equilibrio que pueda ser utilizado por cualquier persona interesada en controlar su equilibrio y esto a bajo coste, pero igualmente por los poderes públicos o el personal sanitario.

Problema técnico

La invención tiene como objetivo remediar los inconvenientes de la técnica anterior. En particular, la invención tiene como objetivo proponer un procedimiento fiable de cuantificación del equilibrio, es decir que permita establecer un valor representativo del estado del equilibrio del individuo, rápido, sencillo y que no requiera necesariamente la intervención de un especialista en el ámbito de la posturología. Debe observarse que este procedimiento no pretende reemplazar al médico general o al especialista y no realiza un diagnóstico. El procedimiento debe ser además capaz de identificar señales débiles contenidas en los estatocinesigramas de modo que se aumente su fiabilidad.

La invención tiene además como objetivo proponer un dispositivo de cuantificación del equilibrio que pueda ser integrado en un sistema completo de cuantificación del equilibrio.

Breve descripción de la invención

A tal efecto, la invención se refiere a un procedimiento de cuantificación del equilibrio de un individuo para obtener un valor representativo del equilibrio del citado individuo, siendo implementado el citado procedimiento por un dispositivo que comprende al menos un módulo de tratamiento de datos conectado a un medio de memorización, comprendiendo el citado procedimiento una grabación (10), en el medio de memorización (280), de al menos un estatocinesigrama del individuo (110) obtenido a partir de una plataforma (310) que comprende sensores (312) de presión y/o de fuerza, estando caracterizado el citado procedimiento porque comprende además las etapas siguientes:

- segmentación, en función del tiempo, del o de los estatocinesigramas del individuo grabados en el medio de memorización, por el módulo de tratamiento de datos, de modo que se generen varias porciones de estatocinesigramas,

- extracción, por el módulo de tratamiento de datos y a partir de las porciones de estatocinesigramas, de los valores de al menos un parámetro de trayectoria, siendo el citado parámetro de trayectoria preferentemente un parámetro de trayectoria de posición, de estabilidad y/o de dinámica,

- determinación, por el módulo de tratamiento de datos, del valor de al menos dos cuantificadores, a partir de los valores de los parámetros de trayectoria extraídos en la etapa de extracción para cada una de las porciones de estatocinesigramas generadas en la etapa de segmentación,

- determinación, por el módulo de tratamiento de datos, del citado valor representativo del equilibrio del individuo a partir de los valores de los cuantificadores de cada una de las porciones de estatocinesigramas.

Los estatocinesigramas pueden presentar dinámicas de desplazamiento del centro de presión variables en el trascurso de su grabación. Los planteamientos anteriores, por ejemplo los planteamientos multidimensionales, han intentado caracterizar globalmente los estatocinesigramas. Un planteamiento de este tipo se basa en particular en la hipótesis implícita según la cual la señal puede presentar un perfil uniforme. Por consiguiente, aunque estos últimos métodos hayan presentado una gran utilidad, presentan el inconveniente de ser sensibles a la no uniformidad de los estatocinesigramas y a la existencia de períodos de corta duración asociados a un desequilibrio postural transitorio. Estos desequilibrios transitorios pueden pasar desapercibidos durante un análisis global de estatocinesigramas, porque su duración es generalmente de varias decenas de segundos.

La segmentación permite analizar cada porción independientemente de las otras porciones del estatocinesigrama de modo que se identifiquen señales débiles de déficit de equilibrio en un individuo. En efecto, un episodio de trastorno del equilibrio de una duración de algunos segundos podría ser suficiente para que una persona se caiga, pero no podría ser identificado durante el análisis de un estatocinesigrama de varias decenas de segundos tomado en su totalidad. La implementación de este procedimiento incluye la determinación de varios cuantificadores para una misma porción que luego son tratados conjuntamente en una etapa de determinación de un valor representativo del equilibrio.

Según otras características opcionales del procedimiento:

- las porciones de estatocinesigrama presentan una duración inferior o igual a tres segundos. En efecto, los inventores han determinado que cuando el estatocinesigrama se segmenta en porciones de tres segundos o menos, entonces mejora la fiabilidad del procedimiento;

- la etapa de segmentación genera, para cada estatocinesigrama, al menos diez porciones de estatocinesigrama. Una pluralidad de porciones estudiadas durante la etapa de determinación del valor representativo del equilibrio permite mejorar la fiabilidad del procedimiento;

- las porciones de estatocinesigrama generadas durante la etapa de segmentación presentan, en porciones consecutivas, una tasa de recubrimiento de al menos el 25 %, preferentemente de al menos el 50 %. Como se presentará en los ejemplos y aunque esto puede aumentar la duración de tratamiento y de determinación, los inventores han determinado que cuando las porciones presentan un recubrimiento entre sí, entonces se mejora la fiabilidad del procedimiento;

- las porciones de estatocinesigrama generadas durante la etapa de segmentación presentan, en porciones consecutivas, una tasa de recubrimiento de como máximo el 95%.

- la etapa de determinación es realizada implementando los valores de los cuantificadores determinados en la etapa de determinación en un algoritmo de calificación de modo que, en función de los valores de los cuantificadores, se asigne una puntuación a cada una de las porciones de estatocinesigrama o se clasifique cada porción de estatocinesigramas por categoría. La puntuación puede ser, por ejemplo, una puntuación representativa de una característica del desplazamiento del centro de presión (regular o irregular) o incluso ser representativa de la calidad del equilibrio del individuo en cada porción del estatocinesigrama. Alternativamente, el procedimiento puede permitir asociar cada porción a una categoría tal como «buen equilibrio» o «equilibrio con riesgo»;

- comprende además una etapa de transmisión, a un medio de visualización, de la puntuación o de la categoría de cada una de las porciones del estatocinesigrama de modo que permite la generación de una representación gráfica de las porciones del estatocinesigrama en función de la citada puntuación o de la citada categoría. Tal etapa permite a un usuario identificar directamente las porciones de estatocinesigramas que pueden presentar un episodio de desequilibrio postural o un episodio característico de un riesgo de trastorno del equilibrio. Más allá de una puntuación global, el usuario puede entonces tratar individualmente cada una de las porciones de modo que se mejora la cuantificación y cualificación del equilibrio;

- el algoritmo de calificación es un algoritmo de partición no supervisado. De esta manera, el procedimiento puede ser implementado sin recurrir a una base de datos;

- el algoritmo de partición no supervisado es seleccionado entre un modelo de mezcla gaussiana no supervisado, una clasificación jerárquica ascendente, una clasificación jerárquica descendente. Ventajosamente, se trata de un modelo de mezcla gaussiana no supervisado;

- el algoritmo de calificación es previamente calibrado sobre la base de los valores de los mismos cuantificadores obtenidos a partir de porciones de estatocinesigramas de referencia. Se trata entonces preferentemente de un algoritmo de aprendizaje supervisado;

- comprende además una etapa de generación de datos en bruto correspondientes al desplazamiento del centro de una presión aplicada por todo el cuerpo de un individuo según el tiempo sobre una plataforma. Esto corresponde al desplazamiento del centro de presión;

- comprende además una etapa de transformación de los datos en bruto en datos de trayectoria del centro de presión;

- los datos en bruto correspondientes al desplazamiento del centro de presión de un individuo se obtienen durante una prueba de Romberg;

- la etapa de segmentación se realiza a partir de un estatocinesigrama obtenido mientras que el individuo tiene los ojos abiertos y de un estatocinesigrama obtenido cuando el individuo tiene los ojos cerrados;

- comprende, para al menos un cuantificador, el cálculo de una relación O/F o F/O correspondientes a la relación entre el valor de un parámetro de trayectoria calculado a partir de un estatocinesigrama obtenido mientras que el individuo tiene los ojos abiertos y el valor de un parámetro de trayectoria calculado a partir de un estatocinesigrama obtenido mientras que el individuo tiene los ojos cerrados (relación O/F) o a la inversa (relación F/O); y/o - una duración de adquisición de un estatocinesigrama puede estar comprendida entre 5 segundos y 70 segundos. - el parámetro de trayectoria es un parámetro de trayectoria de posición del centro de presión, de estabilidad del centro de presión y/o dinámica del centro de presión.

La invención se refiere además a un dispositivo de cuantificación del equilibrio de un individuo, comprendiendo el citado dispositivo:

- un módulo de comunicación apto para recibir un estatocinesigrama del citado individuo,

- un medio de memorización apto para grabar el citado estatocinesigrama, y

- al menos un módulo de tratamiento de datos, apto para conectarse al medio de memorización, caracterizado porque el citado módulo de tratamiento de datos está configurado para:

<o>Segmentar el estatocinesigrama del individuo grabado en el medio de memorización en función del tiempo de modo que se generen varias porciones del estatocinesigrama,

<o>Extraer, a partir de las porciones del estatocinesigrama, valores de al menos un parámetro de trayectoria,

<o>Determinar al menos dos cuantificadores, a partir de los valores de los parámetros de trayectoria extraídos,

<o>Determinar un valor representativo del equilibrio del individuo a partir de los valores de los citados cuantificadores de cada una de las porciones del estatocinesigrama.

Según otras características opcionales del dispositivo:

- el módulo de comunicación está configurado para recibir y transmitir informaciones a sistemas remotos;

- comprende además un módulo de generación de estatocinesigrama configurado para generar datos relativos a un estatocinesigrama; y/o

- comprende además un módulo de remuestreo configurado para tratar los datos en bruto o los estatocinesigramas a una primera frecuencia de modo que se generen estatocinesigramas remuestreados a una segunda frecuencia y que presentan una frecuencia sensiblemente constante.

La invención se refiere además a un sistema de cuantificación del equilibrio de un individuo, que comprende:

- una plataforma, estando la citada plataforma adaptada para recibir a un individuo y comprendiendo sensores de presión y/o de fuerza configurados para generar datos en bruto, a una primera frecuencia, función de una presión ejercida por los pies del individuo sobre la plataforma,

- una unidad de tratamiento de los datos en bruto, dispuesta para obtener al menos un estatocinesigrama del individuo a partir de los datos en bruto generados por la plataforma, y

- un dispositivo de cuantificación del equilibrio según la invención, apto para comunicarse con la unidad de tratamiento.

Según otras características opcionales del sistema:

- la plataforma comprende cuatro sensores de presión y/o de fuerza.

- la plataforma está configurada para medir los valores de sus diferentes sensores de presión y/o de fuerza a una frecuencia superior o igual a 25 Hz y de modo sensiblemente constante.

- la plataforma comprende una espuma apta para distorsionar o perturbar informaciones propioceptivas y táctiles. La invención se refiere además a un producto de programa informático configurado para implementar el procedimiento de cuantificación según la invención, comprendiendo el citado programa informático al menos:

- un algoritmo adaptado para segmentar un estatocinesigrama de un individuo de modo que se generen varias porciones de estatocinesigrama,

- un algoritmo adaptado para extraer, a partir de las porciones de estatocinesigrama, valores de al menos un parámetro de trayectoria,

- un algoritmo adaptado para determinar varios cuantificadores, a partir de los valores de los parámetros de trayectoria extraídos, y

- un algoritmo adaptado para determinar un valor representativo del equilibrio del individuo a partir de los valores de los citados cuantificadores de cada una de las porciones de estatocinesigrama.

Otras ventajas y características de la invención aparecerán con la lectura de la descripción que sigue dada a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a las figuras adjuntas que representan:

• la Figura 1, un esquema del procedimiento de cuantificación del equilibrio según la invención. Las etapas enmarcadas en líneas de puntos son opcionales.

• la Figuras 2, varias ilustraciones de la implementación del procedimiento de cuantificación del equilibrio según la invención en un estatocinesigrama según la invención donde el eje y corresponde al eje antero-posterior y el eje x al eje medio-lateral, incluyendo, en la figura 2B, una escala de tiempo en abscisas, el eje y1 corresponde al eje antero-posterior y el eje y2 al eje medio-lateral y en la figura 2F una representación gráfica de porciones del estatocinesigrama en función de la puntuación de cada porción.

• la Figura 3, una ilustración de una representación gráfica en el tiempo de las porciones del estatocinesigrama en función de la puntuación de cada porción

• la Figura 4, un diagrama esquemático de una implementación del procedimiento según la invención.

• la Figura 5, un dispositivo de cuantificación del equilibrio según la invención.

• la Figura 6, un sistema de cuantificación del equilibrio según la invención.

Descripción de la invención

En lo que sigue de la descripción, el «equilibrio» en el sentido de la invención corresponde al equilibrio postural vinculado a la estabilidad del cuerpo y más particularmente a la estabilidad del centro de gravedad de un individuo. La noción de equilibrio según la invención está ligada a la capacidad de un individuo para evitar caerse y engloba el equilibrio estático y el equilibrio dinámico.

La «cuantificación del equilibrio» corresponde, en el sentido de la invención, a la atribución de un valor, por ejemplo una puntuación, una clasificación o una nota, a una trayectoria o a un desplazamiento del centro de presión de un individuo. Esta cuantificación del equilibrio permite obtener un valor representativo del equilibrio y puede ser realizada sobre la base de numerosas escalas de tamaños diferentes (por ejemplo, 1, 5, 10, 100) lineales o no. El valor representativo del equilibrio asignado durante la cuantificación del equilibrio puede igualmente permitir asignar un individuo a un grupo, por ejemplo a través de una regla de decisión. La cuantificación según la invención puede ser realizada en particular por la implementación de un algoritmo de calificación generado a partir de un método estadístico de aprendizaje o de partición.

Por «modelo» o «regla» o «algoritmo de calificación» hay que comprender en el sentido de la invención una secuencia finita de operaciones o instrucciones que permiten cuantificar el equilibrio, es decir clasificar uno o varios individuos dentro de grupos Y previamente definidos, atribuir una puntuación o jerarquizar uno o más individuos dentro de una clasificación. La implementación de esta secuencia finita de operaciones permite, por ejemplo, atribuir una etiqueta Y<0>a una observación descrita por un conjunto de características X<0>gracias, por ejemplo, a la implementación de una función f susceptible de reproducir Y habiendo observado X.

donde e simboliza el ruido o error de medición

Por «método de aprendizaje supervisado», se entiende en el sentido de la invención un procedimiento que permite definir una función f a partir de una base de n observaciones etiquetadas (X<1>...n,Y<1>...n) donde Y = f (X) e. Por «método de partición no supervisado», un método de aprendizaje no supervisado destinado a dividir un conjunto de datos en diferentes grupos homogéneos, compartiendo los grupos homogéneos características comunes.

En el sentido de la invención, se entiende por «centro de gravedad» el centro de gravedad corporal de un individuo. Corresponde en el sentido de la invención al baricentro de las masas del individuo. El centro de gravedad no puede ser mantenido en una estabilidad perfecta y, por ejemplo, cuando se está de pie, el centro de gravedad oscila de adelante a atrás y de izquierda a derecha.

En el sentido de la invención, se entiende por «centro de presión» la proyección sobre el plano horizontal que pasa por el punto de contacto entre el sujeto y el suelo del baricentro de las fuerzas verticales ejercidas sobre el suelo por el cuerpo del sujeto. (Benda, B.J.et al 1994. Biomechanical relationship between center of gravity and center of pressure during standing. Rehabilitation Engineering, IEEE Transactions on 1994, 2, 3-10). Estas mediciones pueden ser realizadas gracias a una plataforma que analice la distribución de las presiones debajo de la suela plantar, tal como una plataforma de fuerza o un calzado o un suelo deformable. Sin ser una proyección exacta del centro de gravedad, el centro de presión está fuertemente ligado al centro de gravedad. El desplazamiento del centro de presión es generalmente más rápido y más amplio que el del centro de gravedad con el fin de mantenerlo en equilibrio. Refleja los esfuerzos realizados por un individuo para controlar la posición de su centro de gravedad.

Se entiende por «estatocinesigrama» o «trayectoria del centro de presión» los datos relativos a la trayectoria o al desplazamiento del centro de presión. El estatocinesigrama puede ser denominado igualmente estabilograma y es generado normalmente por intermedio de una plataforma tal como una plataforma de fuerza, un suelo «inteligente» equipado con sensores o suelas equipadas con sensores de presión. Corresponde a la trayectoria calculada del centro de presión en el tiempo. La trayectoria del centro de presión está definida por un conjunto de datos de posición en sistema de referencia ortonormal x,y en función del tiempo y en el transcurso de una duración definida.

Se entiende por «segmentar un estatocinesigrama» el hecho de segmentar, muestrear o dividir en función del tiempo, el conjunto de los valores de desplazamiento del centro de presión que forman un estatocinesigrama en varios conjuntos de valores, denominados porciones del estatocinesigrama.

La «plataforma» en el sentido de la invención corresponde a un dispositivo apoyado en el suelo que comprende sensores, por ejemplo del tipo de sensores de fuerza o de presión, que producen una señal eléctrica, óptica o magnética proporcional a la fuerza aplicada sobre la citada plataforma por los pies de un individuo. Los sensores utilizados pueden ser, por ejemplo, galgas extensométricas montadas en puente de Wheatstone con el fin de generar las 3 componentes de fuerza y de momento Fx, Fy, Fz, Mx, My y Mz; sensores de presión piezoeléctricos, sensores de presión piezorresistivos o sensores de presión capacitivos. En el sentido de la invención, la plataforma está configurada para generar «datos en bruto» a partir de los citados sensores.

Por «parámetro» o «parámetro de trayectoria» y más particularmente por «parámetro calculado a partir de la trayectoria del centro de presión», se entiende en el sentido de la invención una transformación de la trayectoria del centro de presión en un conjunto de valores.

Por «cuantificador» y más particularmente por «cuantificador calculado a partir de transformación de un parámetro de trayectoria», se entiende en el sentido de la invención un valor único obtenido por selección o transformación del conjunto de los valores de un parámetro de trayectoria.

Por «cuantificador de referencia» se entiende un valor obtenido a partir de un estatocinesigrama de referencia de una persona cuyo equilibrio ha sido previamente cualificado.

En el sentido de la invención, la «curva ROC (Receiver Operating Characteristic)» representa la evolución de la sensibilidad (tasa de verdaderos positivos) en función de la especificidad (tasa de falsos positivos) de un modelo para cada valor umbral dado. Es una curva creciente entre el punto (0,0) y el punto (1,1) y en principio situada por encima de la primera bisectriz. En efecto, una predicción aleatoria daría una recta correspondiente a la primera bisectriz. Para una curva ROC, cuanto más esté la curva por encima de la primera bisectriz, mejor será la predicción y el área bajo la curva ROC (AUC - Area Under the Curve en terminología anglosajona) da un indicador de la calidad del modelo (1 para una predicción ideal, 0,5 para una predicción aleatoria).

Se entiende por «tratar», «calcular», «determinar», «visualizar», «extraer», «comparar» o más ampliamente «operación ejecutable», en el sentido de la invención, una acción efectuada por un dispositivo o un procesador excepto si el contexto indica lo contrario. En este sentido, las operaciones se refieren a acciones y/o procedimientos de un sistema de tratamiento de datos, por ejemplo un sistema informático o un dispositivo informático electrónico, que manipula y transforma los datos representados como cantidades físicas (electrónicas) en las memorias del sistema informático o de otros dispositivos de almacenamiento, de transmisión o de visualización de la información. Estas operaciones pueden basarse en aplicaciones o softwares.

Los términos o expresiones «aplicación», «software», «código de programa» y «código ejecutable» significan cualquier expresión, código o calificación de un conjunto de instrucciones destinadas a provocar un tratamiento de datos para efectuar una función particular directa o indirectamente (por ejemplo después de una operación de conversión a otro código). Los ejemplos de código de programa pueden comprender, sin estar limitados a estos, un subprograma, una función, una aplicación ejecutable, un código fuente, un código objeto, una biblioteca y/o cualquier otra secuencia de instrucciones diseñadas para la ejecución en un sistema informático.

Se entiende por «procesador», en el sentido de la invención, al menos un circuito de hardware configurado para ejecutar operaciones según instrucciones contenidas en un código. El circuito de hardware puede ser un circuito integrado. Ejemplos de un procesador comprenden, sin estar limitados a estos, una unidad central de tratamiento, un procesador gráfico, un circuito integrado específico para la aplicación (ASIC) y un circuito lógico programable.

Se entiende por «acoplado», en el sentido de la invención, conectado, directa o indirectamente, con uno o varios elementos intermedios. Dos elementos pueden ser acoplados mecánicamente, eléctricamente o estar unidos por un canal de comunicación.

En lo que sigue de la descripción se utilizan las mismas referencias para designar los mismos elementos.

Según un primer aspecto, la invención se refiere a un procedimiento de cuantificación del equilibrio de un individuo para obtener un valor representativo del equilibrio del citado individuo.

El procedimiento de cuantificación 1 del equilibrio según la invención se basa en el tratamiento de los datos de trayectoria del centro de presión de un individuo tal como se transcriben en un estatocinesigrama 110. Estos datos de trayectoria del centro de presión de un individuo se adquieren generalmente cuando el individuo está de pie.

La influencia de las aferencias visuales sobre la estabilidad puede ser medida generando dos cinéticas de desplazamiento o de trayectoria del centro de presión, una primera con los ojos abiertos y una segunda con los ojos cerrados. Así, preferentemente, la etapa de segmentación 20 se realiza a partir de un estatocinesigrama 110 obtenido mientras que el individuo tiene los ojos abiertos y de un estatocinesigrama 110 obtenido mientras que el individuo tiene los ojos cerrados. En particular, la duración de adquisición de un estatocinesigrama 110 puede estar comprendida entre 5 segundos y 70 segundos, preferentemente entre 20 segundos y 60 segundos e incluso más preferentemente entre 20 segundos y 40 segundos.

De modo ventajoso, los datos de la trayectoria del centro de presión pueden ser obtenidos durante una prueba de Romberg. El test de Romberg consiste en colocar al individuo de pie, inmóvil, con los brazos a lo largo de cuerpo y mirando al frente. El desplazamiento del centro de presión es grabado durante 25 segundos. Por ejemplo, se realiza una grabación de 25 segundos con los ojos abiertos y otra grabación de 25 segundos con los ojos cerrados.

El procedimiento según la invención puede ser implementado a partir de los datos relativos al desplazamiento del centro de presión, es decir sobre la base de al menos un estatocinesigrama 110 o sobre la base de los datos en bruto procedentes de los sensores y relativos al desplazamiento del centro de presión.

Tal como está presentado en la figura 1, el procedimiento según la invención comprende varias etapas. Además, algunas de estas etapas están ilustradas en la figura 2. El procedimiento según la invención es implementado preferentemente por un dispositivo que comprende al menos un módulo de tratamiento de datos 220 conectado, o acoplado, a un medio de memorización 280.

El procedimiento comprende en particular una etapa de grabación 10 de al menos un estatocinesigrama 110 del individuo obtenido, por ejemplo, a partir de una plataforma 310 que comprende sensores 312 de presión y/o de fuerza. Esta etapa de grabación se implementa preferentemente en el medio de memorización 280. Esta grabación puede ser realizada en cualesquiera tipos de memoria, tales como memorias transitorias o no transitorias. Esta grabación se realiza preferentemente en una memoria no transitoria. Así, el estatocinesigrama 110 puede ser generado mucho antes de la implementación del procedimiento según la invención y en un lugar remoto. Alternativamente, el estatocinesigrama 110 puede ser generado justo antes de la implementación del procedimiento de cuantificación 1 del equilibrio según la invención y por un mismo sistema. El procedimiento de cuantificación 1 según la invención puede por tanto incluir previamente un etapa de generación de los datos en bruto correspondientes al desplazamiento del centro de presión 11. Sin embargo, esta etapa es opcional y puede ser realizada aguas arriba del procedimiento de cuantificación 1 según la invención por dispositivos y procedimientos conocidos. Los datos en bruto correspondientes al desplazamiento del centro de presión son, por ejemplo, los valores de presión medidos por cada uno de los sensores presentes en la plataforma. Estos datos en bruto pueden ser objeto de una etapa de transformación 12 en datos de trayectoria del centro de presión (es decir, un estatocinesigrama). Esta etapa de transformación es igualmente opcional porque puede ser realizada aguas arriba del procedimiento según la invención por métodos conocidos. Además, el procedimiento puede comprender una etapa de remuestreo del estatocinesigrama a una frecuencia de al menos 25 Hz. Este remuestreo puede ser realizado, por ejemplo, antes de la etapa de segmentación. La figura 2a es una representación gráfica de un estatocinesigrama 110 según la invención y más particularmente del trazado 125 del estatocinesigrama 110.

El procedimiento según la invención comprende igualmente una etapa de segmentación 20 en función del tiempo, del o de los estatocinesigramas del individuo 110 grabados en los medios de memorización 280, de modo que se generen varias porciones 120 de estatocinesigrama. Esta etapa de segmentación 20 es implementada preferentemente por el módulo de tratamiento de datos 220.

Las porciones de estatocinesigrama 120 pueden presentar varias duraciones. Preferentemente, todas las porciones del mismo estatocinesigrama presentan la misma duración. Esta duración puede ser, por ejemplo, de cinco segundos o menos y preferentemente es inferior o igual a tres segundos, por ejemplo dos segundos o de modo más preferido un segundo.

Ventajosamente, las porciones 120 de estatocinesigrama generadas durante la etapa de segmentación 20 presentan, en porciones consecutivas, una tasa de recubrimiento de al menos el 25 %, preferentemente al menos el 50 %. Por tasa de recubrimiento, es necesario comprender que parte de las informaciones contenidas en una porción n es idéntica a una parte de las informaciones contenidas en una porción n+1 y que otra parte de las informaciones contenidas en una porción n es idéntica a una parte de las informaciones contenidas en una porción n-1. Así, en el caso de porciones de una duración de dos segundos con una tasa de recubrimiento del 25%, entonces las informaciones contenidas entre t = 1,5 segundos y t = 2 segundos de una porción n serán idénticas a las informaciones contenidas entre t = 0 segundos y t = 0,5 segundos de una porción n+1. Ventajosamente, la tasa de recubrimiento entre dos porciones consecutivas de estatocinesigrama es como máximo del 95 %, de modo preferido como máximo del 90 %, de modo todavía más preferido como máximo del 80 % y de manera todavía más preferida como máximo del 75 %.

De modo preferido, la etapa de segmentación 20 permite la generación, en cada estatocinesigrama, de al menos diez porciones 120 de estatocinesigrama, de modo más preferido al menos veinte y de modo todavía más preferido al menos treinta porciones 120 de estatocinesigrama. La figura 2B ilustra por ejemplo los datos del estatocinesigrama de la figura 2a representados en un eje de tiempo de 20 segundos, estando el citado estatocinesigrama segmentado aquí en cuatro porciones cada una de cinco segundos. Los datos de desplazamiento asociados con las porciones de 0 a 5 segundos y de 15 a 20 segundos están representados en la figura 2C.

El procedimiento según la invención comprende igualmente un etapa de extracción 30 a partir de las porciones 120 de estatocinesigrama, de los valores de al menos un parámetro de trayectoria 130. Esta etapa de extracción 30 es implementada preferentemente por el módulo de tratamiento de datos 220.

El parámetro de trayectoria 130 es preferentemente un parámetro de trayectoria de posición, de estabilidad y/o de dinámica del centro de presión. Así, la etapa de extracción 30, por el módulo de tratamiento de datos 220 y a partir de las porciones 120 de estatocinesigrama del individuo comprende la extracción 30 de los valores de al menos un parámetro 130 de trayectoria:

- de posición 131 del centro de presión,

- de estabilidad 132 del centro de presión, y/o

- de dinámica 133 del centro de presión.

Además, el análisis de varios parámetros que provienen de diferentes familias de parámetros es particularmente ventajoso. Así, la etapa de extracción 30, por el módulo de tratamiento de datos 220 y a partir de porciones 120 del estatocinesigrama del individuo comprende la extracción 30 de los valores de al menos dos parámetros de trayectoria:

- de posición 131 del centro de presión,

- de estabilidad 132 del centro de presión, y/o

- de dinámica 133 del centro de presión.

De modo más particular, el parámetro de trayectoria de posición 131 del centro de presión puede ser seleccionado entre:

- La posición del centro de presión según el eje X: esta posición corresponde a la posición del centro de presión con respecto a la línea central del sistema de referencia ortonormal en un plano del eje X. Por ejemplo, en caso de posición desplazada del centro de presión hacia la izquierda en un instante t, la posición según el eje X presenta, para este instante t, un valor negativo de signo de un híper-apoyo izquierdo. Esta posición puede ser medida, por ejemplo, en milímetros. Por ejemplo, la figura 2D representa la proyección sobre el eje X del conjunto de los valores del parámetro «posición del centro de presión según el eje X» 131a, obtenidos a partir de una posición 120 del estatocinesigrama 110 presentado en la figura 2a;

- La posición del centro de presión según el eje Y: esta posición corresponde a la posición del centro de presión con respecto a la línea central del sistema de referencia ortonormal en un plano de eje Y. Por ejemplo, en el caso de posición desplazada hacia atrás en un instante t, la posición según el eje Y presenta, para este instante t, un valor negativo de un híper-apoyo posterior. Esta posición puede ser medida, por ejemplo, en milímetros.

- El radio en coordenadas polares: esta distancia corresponde al alejamiento del centro de presión con respecto a la posición media del centro de presión según el plano ortonormal (0,0). Por ejemplo, en el caso de un desplazamiento de 4 milímetros del centro de presión con respecto a la posición media del centro de presión según un eje de 60°, en un instante t, el radio en coordenadas polares presenta, para este instante t, un valor de 4 milímetros. Una transformación de este tipo, propuesta por los inventores, permite cuantificar el alejamiento global del centro de presión con respecto a un punto de origen sin limitarse a las coordenadas X e Y del centro de gravedad. El radio en coordenadas polares es calculado para el conjunto de los puntos de muestreo del desplazamiento del centro de presión en la duración de la adquisición.

De modo más más particular, el parámetro de trayectoria de estabilidad 132 del centro de presión puede ser seleccionado entre:

- El equilibrio radial: corresponde al alejamiento máximo del centro de presión desde su valor actual en un instante dado en una duración predefinida de t segundos. La duración tenida en cuenta para el cálculo del equilibrio radial puede estar comprendida entre 0,05 segundos y 10 segundos, preferentemente de 0,1 segundos a 2 segundos. El equilibrio radial se calcula para el conjunto de los puntos de muestreo del desplazamiento del centro de presión en la duración de la adquisición. Éste es así función del tiempo y puede ser medido por ejemplo en milímetros.

- El equilibrio temporal: corresponde al tiempo necesario para que el centro de presión se aleje más de r milímetros de su posición actual en un instante dado. La distancia r tenida en cuenta para el cálculo del equilibrio temporal puede estar comprendida entre 0,1 milímetros y 20 milímetros, preferentemente de 1 milímetro a 10 milímetros. El equilibrio temporal se calculado para el conjunto de los puntos de muestreo del desplazamiento del centro de presión en la duración de la adquisición. Éste es así función del tiempo y puede ser medido, por ejemplo, en milímetros.

- El intervalo balístico: corresponde al intervalo de tiempo entre dos posiciones de equilibrio. Preferentemente, una posición de equilibrio corresponde a un momento en el que el equilibrio temporal es superior al 60%, preferentemente superior al 80%, del máximo observado en el estatocinesigrama. El intervalo balístico es calculado en la duración de la adquisición y el número de valores obtenidos puede variar en función de las adquisiciones. Éste no es función del tiempo y puede ser medido, por ejemplo, en segundos.

De modo más particular, el parámetro de trayectoria dinámica 133 del centro de presión puede ser seleccionado entre:

- La velocidad del desplazamiento del centro de presión: es calculada para el conjunto de los puntos de muestreo del desplazamiento del centro de presión en la duración de la adquisición. Este parámetro es así función del tiempo y puede ser medido, por ejemplo, en milímetros por segundo.

- La aceleración del desplazamiento del centro de presión: es calculada para el conjunto de los puntos de muestreo del desplazamiento del centro de presión en la duración de la adquisición. Por tanto, es función del tiempo y puede ser medida, por ejemplo, en milímetros por segundo al cuadrado.

- La potencia: corresponde al valor del producto escalar de la velocidad y la aceleración calculada para el conjunto de los puntos de muestreo. Este parámetro representa la energía gastada por el individuo para modificar la norma de velocidad del centro de presión.

- La desviación: corresponde a la norma del producto vectorial de la velocidad y de la aceleración calculada para el conjunto de los puntos de muestreo. Este parámetro representa la energía gastada por el individuo para modificar la dirección de la velocidad del centro de presión (es decir, su desplazamiento, su trayectoria o su movimiento). En el marco del estudio de una porción 120 de un estatocinesigrama, la potencia y la desviación son dos parámetros que pueden sustituir ventajosamente a la longitud del desplazamiento del centro de presión, a la varianza de la velocidad en función del eje Y (VFY) o la LFS (es decir, relación entre la longitud y la superficie), proporcionando información según la técnica anterior sobre el consumo de energía gastada por el sujeto para controlar su postura. En particular, la desviación propuesta por los inventores permite evaluar el gasto energético del individuo desde un nuevo ángulo y es más relevante en el procedimiento según la invención que los parámetros propuestos en el estado de la técnica (es decir, VFY, LFS).

El procedimiento según la invención comprende igualmente una etapa de determinación 40 del valor de al menos dos cuantificadores 140, a partir de los valores de parámetros de trayectoria 130 extraídos en la etapa de extracción 30 para cada una de las porciones de estatocinesigrama 120 generadas en la etapa de segmentación 20. Esta etapa de determinación 40 del valor de al menos dos cuantificadores 140 es implementada preferentemente por el módulo de tratamiento de datos 220.

En el procedimiento desarrollado por los inventores, estos se han interesado de modo individual en cada una de las porciones de estatocinesigrama generadas durante la etapa de segmentación. Así, a partir de los valores de uno o varios parámetros de la trayectoria, han calculado para cada una de las porciones al menos dos cuantificadores. Ventajosamente, el procedimiento comprende, en la etapa de determinación 40, la determinación del valor de al menos tres cuantificadores 140, de modo preferido de al menos cinco cuantificadores. Esto conduce a la generación durante la etapa de determinación 40 de una pluralidad de cuantificadores asociados a porciones 120 de estatocinesigrama.

Existe una pluralidad de cuantificadores 140 posibles. En este contexto, los inventores se han interesado en numerosos procedimientos de transformaciones de los parámetros de trayectoria 130 con el fin de generar, a partir de estos conjuntos de valores y si es necesario en combinación con otros conjuntos de valores, un único valor representativo del equilibrio de un individuo. Así, han sido generados nuevos cuantificadores 140 nunca divulgados en el pasado.

La etapa 40 de determinación de varios cuantificadores 140 a partir de los parámetros de trayectoria 130 consiste más particularmente en transformar, para cada parámetro de trayectoria 130, el conjunto de los valores en un único valor que puede ser utilizado en el marco de una comparación por ejemplo por intermedio de un modelo estadístico. Esta transformación en un único valor (cuantificador) puede ser repetida para varios parámetros de trayectoria 130 o para un mismo parámetro de trayectoria. Por ejemplo, la figura 2E representa la proyección sobre el eje X del conjunto los valores del parámetro «posición del centro de presión según el eje X» así como, en cada gráfico, cuatro cuantificadores calculados a partir de los valores de este parámetro.

Los cuantificadores 140 más informativos en el marco del procedimiento de cuantificación según la invención son el valor medio, la varianza, la media de los cuadrados, o un valor extremo, de un parámetro de trayectoria 130 extraído. Así, de modo preferido, el procedimiento de cuantificación 1 según la invención comprende, para al menos un parámetro, el cálculo del valor medio 147, el valor de la mediana 148, de la varianza, de la media de los cuadrados o de al menos un valor extremo 146, 149, del citado parámetro de trayectoria 131, 132, 133.

Los valores extremos de un parámetro se obtienen a través de la determinación de un percentil. Un percentil, o centil, puede ser calculado, por ejemplo, ordenando y luego clasificando todos los valores de un parámetro en 100 subconjuntos que comprendan un mismo número de valores. La figura 2E representa el percentil 10146 y el percentil 95 149 del parámetro «posición del centro de presión según el eje X» correspondiente respectivamente al valor más elevado de la posición del centro de presión según el eje X dentro del 10% de los valores más bajos y el valor más bajo de la posición del centro de presión según el eje X dentro del 5% de los valores más elevados. Así, el percentil 10 es el valor que separa el 10% de los valores más bajos y el 90% de los valores más elevados mientras que el percentil 95 es el valor que separa el 95% de los valores más bajos y el 5% de los valores más elevados. Preferentemente, un valor extremo de un parámetro de trayectoria 130 corresponde a un percentil inferior o igual a 15 o bien a un percentil superior o igual a 85; de modo más preferido, a un percentil inferior o igual a 10 o bien a un percentil superior o igual a 90 y de modo todavía más preferido a un percentil inferior o igual a 5 o bien a un percentil superior o igual a 95. Alternativamente, un valor extremo de un parámetro de trayectoria 130 puede corresponder a un percentil superior o igual al percentil 5 e inferior o igual al percentil 15 (valores extremos bajos) o a un percentil superior o igual al percentil 85 y un percentil inferior o igual a percentil 95 (valores extremos elevados).

Además, más allá del cálculo de un cuantificador 140, los inventores han demostrado que la comparación ojos abiertos (O)/ojos cerrados (F) en ciertos parámetros o cuantificadores permitiría diferenciar rendimientos en términos de equilibrio. Así, de modo particular, el procedimiento de cuantificación 1 según la invención comprende, para al menos un cuantificador, el cálculo de una relación O/F o F/O.

La figura 4 presenta un modo de realización de las primeras etapas del procedimiento según la invención. El procedimiento ilustrado comienza con una etapa de grabación 10 de un estatocinesigrama 110 de un individuo. A continuación el estatocinesigrama 110 es segmentado, por ejemplo en porciones de una duración de 1 segundo con una tasa de recubrimiento del 50%.

El procedimiento comprende a continuación una etapa 30 de extracción de los valores de un parámetro de trayectoria 130 de una porción de estatocinesigrama. A continuación, el procedimiento determina 31 si debe extraer valores de otro parámetro de trayectoria 130. Si es sí (O en la figura), se repite entonces la etapa de extracción 30 de los valores de un parámetro de trayectoria 130 en la misma porción de estatocinesigrama. Si es no (n en la figura), el procedimiento determina 32 si queda una porción 120 de estatocinesigrama que no haya sido tratada. Si es sí (O en la figura), se repite entonces la etapa 30 de extracción de los valores de un parámetro de trayectoria 130 en una nueva porción 120 de estatocinesigrama. Si es no (n en la figura), el procedimiento pasa a la etapa 40 de determinación del valor de al menos dos cuantificadores 140 a partir de los valores de parámetro de trayectoria. El procedimiento realiza estos cálculos hasta que se hayan calculado todos los cuantificadores necesarios. A continuación, inicia la fase de determinación 50 del valor representativo del equilibrio del citado individuo.

Así, el procedimiento según la invención comprende igualmente una etapa de determinación 50 del citado valor representativo del equilibrio del individuo a partir de los valores de los cuantificadores de cada una de las porciones 120 de estatocinesigrama. Esta etapa de determinación 50 es implementada preferentemente por el módulo de tratamiento de datos 220. De modo preferido, la etapa de determinación 50 puede estar precedida por una etapa de normalización de los cuantificadores 140.

Ventajosamente, la etapa de determinación 50 es realizada implementando los valores de los cuantificadores 140 determinados en la etapa de determinación 40 en un algoritmo de calificación 500, preferentemente previamente calibrado. El algoritmo de calificación 500 puede ser calibrado previamente sobre la base de los valores de los cuantificadores 140 o bien sobre la base a los valores de los mismos cuantificadores obtenidos a partir de porciones de estatocinesigramas de referencia 121.

De modo preferido, la implementación del algoritmo de calificación 500 puede comprender la asignación de una puntuación a cada una de las porciones de estatocinesigramas 120 en función de los valores de los cuantificadores. La puntuación puede ser, por ejemplo, una puntuación representativa de una característica del desplazamiento del centro de presión (regular o irregular) o incluso ser representativa de la calidad del equilibrio del individuo en cada porción del estatocinesigrama. Por ejemplo, en la figura 2F y la figura 3, el procedimiento según la invención permite dar una puntuación a cada una de las porciones del estatocinesigrama que está representada por una coloración en un tono de gris más o menos oscuro.

Alternativamente, la implementación del algoritmo de calificación 500 puede comprender la clasificación de cada una de las porciones 120 de estatocinesigramas en categorías. Por ejemplo, el procedimiento puede permitir asociar cada porción a una categoría como «buen equilibrio» o «equilibrio con riesgo». La categoría puede ser elegida entre al menos dos categorías, por ejemplo entre cinco categorías y preferentemente es elegida entre dos categorías.

Durante la asignación de una puntuación o una clasificación en una categoría de una porción 120 de estatocinesigrama, el procedimiento según la invención puede comprender la toma en consideración de una pluralidad de valores de los cuantificadores 140.

Como se presentará en los ejemplos, la clasificación puede ser no supervisada y permitir la discriminación entre una familia de porciones que haya sido la más frecuente denominada de períodos regulares - RP, mientras que la menos común, que se caracterizará por una dinámica menos estable, será considerada como de los periodos irregulares - IP. Así, se puede considerar que la segunda familia será más importante y más frecuente en los estatocinesigramas de personas más propicias para caerse que en los estatocinesigramas de las personas que tengan un buen equilibrio. Por consiguiente, esta diferencia de proporción puede ser utilizada para determinar un valor representativo del equilibrio en los individuos.

Este algoritmo de calificación 500 puede haber sido construido a partir de diferentes modelos de aprendizaje, en particular de partición, supervisados o no supervisados.

El algoritmo de calificación 500 es de modo preferente un algoritmo de partición no supervisado. Este algoritmo de partición no supervisado puede ser seleccionado, por ejemplo, entre un modelo de mezcla gaussiana no supervisado, una clasificación jerárquica ascendente (Hierarchical clustering divisive en terminología anglosajona). Preferentemente, es un modelo de mezcla gaussiana no supervisado.

Alternativamente, este algoritmo de calificación 500 se basa en un modelo de aprendizaje estadístico supervisado configurado de modo que se minimice un riesgo de la regla de planificación y que así permita obtener reglas de predicción más eficientes. En este caso, la determinación 50 puede comprender una etapa de comparación por el módulo de tratamiento de datos 220 de los citados valores de al menos dos cuantificadores 140 con valores predeterminados. Los valores predeterminados pueden ser calculados, por ejemplo, a partir de porciones de estatocinesigramas de referencia 121 grabados en una base de datos. La etapa de comparación puede estar basada en un modelo, entrenado en un conjunto de datos y configurado para predecir la etiqueta de una porción de un estatocinesigrama o de un estatocinesigrama completo. Por ejemplo, con el fin de calibración, es posible utilizar un conjunto de datos que proviene de un conjunto de individuos representativos de una población, caracterizados por varias porciones de estatocinesigramas de referencia 121 y sus parámetros y/o cuantificadores de referencia asociados y por una etiqueta (label o classe) binaria, por ejemplo de la forma «buen equilibrio» / «mal equilibrio»». El conjunto de datos puede comprender igualmente varias etiquetas. En el marco de la presente invención, el procedimiento de cuantificación 1 puede estar basado en al menos veinticinco porciones de estatocinesigramas de referencia 121, preferentemente al menos cincuenta, y de modo todavía más preferido al menos cien. La etapa de comparación puede comprender entonces la utilización de un modelo de aprendizaje estadístico supervisado seleccionado, por ejemplo, entre los métodos de núcleo (es decir, Separadores de Amplio Margen- Support Vector Machines SVM, Kernel Ridge Regression) descritos, por ejemplo, en Burges, 1998 (Data Mining and Knowledge Discovery. A Tutorial on Support Vector Machines for Pattern Recognition), los métodos de conjunto (por ejemplo, Bagging, Boosting, árboles de decisión, Random Forest) descritos, por ejemplo, en Brieman, 2001 (Machine Learning. Random Forests), o las redes neuronales descritas, por ejemplo, en Rosenblatt, 1958 (The perception a probabilistic model for information storage and organization in the brain).

Además, la creación del algoritmo de calificación 500 puede incluir una etapa de «Bagging» y/o una etapa de Boosting. El bagging y su implementación se describen en detalle en Galar et al 2011 (A Review on Ensembles for the Class Imbalance Problem: Bagging-, Boosting-, and Hybrid-Based Approaches), El boostig reúne un conjunto de algoritmos tales como: Adaboost, LPBoost, TotalBoost, BrownBoost, xgboost, MadaBoost, LogitBoost. El Boosting es un método secuencial y cada muestra se extrae en función de la eficiencia de la regla de base en la muestra precedente. El Boosting y su implementación se describen en detalle en Freund & Schapire 1999 (Machine Learning Large, Margin Classification Using the Perceptron Algorithm).

El procedimiento de cuantificación 1 según la invención permite obtener una cuantificación del equilibrio en forma de una puntuación o de un valor entre cero y cien, proporcional a la calidad del equilibrio. Por ejemplo, un valor inferior a treinta indica un equilibrio bajo.

En este contexto, el procedimiento puede comprender la toma en consideración de los valores de cuantificadores obtenidos, de las clasificaciones de porciones o de las puntuaciones de porción procedentes de varios estatocinesigramas para determinar el valor representativo del equilibrio. Cuando los estatocinesigramas 110 han sido generados durante una prueba de Romberg, hay obtención de un estatocinesigrama de «ojos abiertos» y de un estatocinesigrama de «ojos cerrados». Las puntuaciones obtenidas a partir de cada una de las porciones de estatocinesigrama de «ojos abiertos» y de «ojos cerrados» son ventajosamente tenidas en cuenta de modo que se obtenga un valor representativo del equilibrio del individuo.

De modo preferido, la etapa de determinación 50 va seguida de una etapa 60 de grabación del valor representativo del equilibrio obtenido y eventualmente la asociación del citado valor a un identificador único vinculado al citado individuo.

Así, esto permite al individuo comparar su valor representativo del equilibrio en el transcurso del tiempo. Así, de modo preferido, el procedimiento de cuantificación 1 según la invención puede aplicarse a un mismo individuo en fechas diferentes de modo que se siga la evolución de su valor representativo del equilibrio y por tanto de la calidad de su equilibrio.

Además, ventajosamente, el procedimiento según la invención puede comprender una etapa de generación 70 de instrucción que permita una representación gráfica de las puntuaciones de cada una de las porciones de estatocinesigrama 120. De modo preferido, al menos un gráfico es generado automáticamente al final de la etapa de determinación 50 del citado valor representativo del equilibrio. El procedimiento de cuantificación 1 del equilibrio según la invención puede comprender igualmente una etapa de representación gráfica del citado valor representativo del equilibrio. El valor puede ser objeto de una visualización por intermedio de un módulo de visualización. Esta visualización puede ser una visualización simple que indique un valor o bien una representación gráfica. El procedimiento puede comprender igualmente una etapa de representación gráfica, en un medio de visualización 270, del valor de al menos un cuantificador 140, de una puntuación o de una categoría para cada una de las porciones 120 de estatocinesigrama generadas en la etapa de segmentación 20 en función de tiempo. La figura 3 presenta un ejemplo de gráfico que puede ser generado durante la implementación del procedimiento según la invención. El gráfico de la figura 3 comprende dieciséis porciones cuyo color es función de la puntuación de cada una de las porciones. La puntuación puede ser representativa de la regularidad o irregularidad del desplazamiento del centro de presión en esta porción. El estudio de la figura 3 muestra que el desplazamiento del centro de presión se hace cada vez más irregular mientras que el desplazamiento era más bien regular al inicio de la adquisición.

El procedimiento según la invención puede permitir igualmente la representación gráfica de la evolución del valor representativo del equilibrio en el tiempo o bien la colocación de este valor dentro de un grupo de individuos.

El citado valor representativo del equilibrio puede igualmente ser transmitido a sistemas remotos como tabletas, servidores u ordenadores personales. Así, el procedimiento de cuantificación 1 según la invención puede comprender una etapa de transmisión del valor representativo del equilibrio, de los cuantificadores calculados y/o de los parámetros calculados a al menos un sistema de comunicación tal como una tableta, un servidor o un ordenador, a través de al menos una red de comunicación.

Preferentemente, la invención se refiere a un procedimiento de cuantificación 1 del equilibrio que comprende la cuantificación del equilibrio estático y del equilibrio dinámico. De modo todavía más preferido, la invención se refiere a la cuantificación del equilibrio estático.

En el marco del desarrollo de este nuevo procedimiento de cuantificación 1 del equilibrio, los inventores han verificado la pertinencia del valor representativo del equilibrio obtenido a través de los modelos estadísticos desarrollados y, en particular, de los algoritmos de calificación utilizados por intermedio de curvas de ROC. Los modelos estadísticos desarrollados y, en particular, los algoritmos de calificación 500 utilizados por los inventores permiten obtener AUCs superiores a 0,75.

Según un aspecto, la invención se refiere a un dispositivo de cuantificación 2 del equilibrio apto para implementar el procedimiento de cuantificación 1 del equilibrio según la invención. Más particularmente, el dispositivo de cuantificación 2 del equilibrio según la invención comprende:

- un módulo de comunicación 210, apto para recibir datos que comprenden al menos un estatocinesigrama 110 del citado individuo,

- un medio de memorización 280, apto para grabar el estatocinesigrama 110, y

- un módulo de tratamiento de datos 220.

Un dispositivo de cuantificación de equilibrio 2 según la invención está representado esquemáticamente en la figura 5.

EL módulo de comunicación 210 está configurado para recibir y transmitir informaciones a sistemas remotos como plataformas, tabletas, teléfonos, ordenadores o servidores. El módulo de comunicación permite transmitir los datos al menos en al menos una red de comunicación y puede comprender una comunicación por cable o inalámbrica. Preferentemente la comunicación es realizada por intermedio de un protocolo inalámbrico tal como wifi, 3G, 4G y/o Bluetooth.

El módulo de comunicación 210 permite, por ejemplo, recibir y transmitir informaciones a sistemas remotos tales como tabletas, teléfonos, ordenadores o servidores. Estas informaciones pueden ser datos en bruto de desplazamiento del centro de presión o estatocinesigramas 110. Está configurado igualmente para enviar los datos relativos a las porciones, a los parámetros calculados, a los cuantificadores calculados y al valor representativo del equilibrio. Estos intercambios de datos pueden tomar la forma de envío y de recepción de archivos que contienen los valores en bruto de los sensores de presión, de archivos que contienen las coordenadas de la trayectoria del centro de presión y de archivos que contienen las porciones 120, los parámetros de trayectoria 130, los cuantificadores 140, y los valores representativos del equilibrio determinados a partir de porciones 120 de estatocinesigrama. Los datos intercambiados pueden ser transferidos preferentemente de modo cifrado y asociados a una clave específica del individuo estudiado. El módulo de comunicación 210 es además apto para permitir la comunicación entre el dispositivo 2 y un terminal remoto, incluido un cliente 400. El cliente es generalmente cualquier hardware y/o software susceptible de acceder al dispositivo de cuantificación según la invención.

EL módulo de tratamiento de datos 220 está configurado para:

• Segmentar, en función del tiempo, el estatocinesigrama 110 de un individuo, transmitido por el módulo de comunicación 210, de modo que se generen varias porciones 120 del estatocinesigrama,

• Extraer, a partir de las porciones de estatocinesigrama 120, valores de al menos un parámetro de trayectoria 130,

• Determinar varios cuantificadores 140, a partir de los valores de los parámetros de trayectoria extraídos 130,

• Determinar un valor representativo del equilibrio del individuo a partir de los valores de los citados cuantificadores 140 de cada una de las porciones 120 de estatocinesigramas.

De modo preferido, el módulo de tratamiento de datos 220 está configurado para implementar las diferentes etapas del procedimiento de cuantificación 1 según la invención. Así, las etapas preferidas del procedimiento de cuantificación 1 del equilibrio según la invención son igualmente configuraciones preferidas para el módulo de tratamiento de datos 220 según la invención.

El módulo de tratamiento de datos 220 comprende ventajosamente un procesador y es apto para conectarse a un medio de memorización 280.

EL medio de memorización 280 puede comprender una memoria transitoria y/o una memoria no transitoria. Es apto para grabar, por ejemplo en forma de archivos, los valores en bruto de los sensores de presión, las coordenadas de la trayectoria del centro de presión, las porciones 120, los parámetros de trayectoria 130, los cuantificadores 140, y los valores representativos del equilibrio determinados a partir de las porciones 120 de estatocinesigramas. La memoria no transitoria permite, por ejemplo, grabar la configuración del módulo de tratamiento de datos, mientras que la memoria no transitoria permite, por ejemplo, grabar el estatocinesigrama 110. La memoria no transitoria puede ser un soporte tal como un CDrom, una tarjeta de memoria o un disco duro alojado en un servidor remoto.

El dispositivo de cuantificación 2 según la invención puede igualmente comprender un módulo de generación 230 de estatocinesigrama 110. Este módulo está configurado para generar los datos relativos a un estatocinesigrama 110 (por ejemplo, posición a lo largo de los ejes x e y en función del tiempo) a partir de datos en bruto de desplazamiento del centro de presión, tales como los que pueden ser generados por sensores de fuerza o de presión.

El dispositivo de cuantificación 2 según la invención puede comprender igualmente un módulo de remuestreo 240. En efecto, no todos los dispositivos aptos para generar datos en bruto de desplazamiento del centro de presión o de los estatocinesigramas 110 proponen una frecuencia de muestreo controlada. Así, ciertos dispositivos pueden provocar la generación de un estatocinesigrama 110 que presente una primera frecuencia aleatoria, cuya frecuencia no es posible predecir porque varía constantemente en el transcurso de la adquisición, comprendida por ejemplo, para un mismo estatocinesigrama 110, entre 10 Hz y 1000 Hz. Ahora bien, tal variación de frecuencia puede provocar reducciones en el rendimiento del procedimiento de cuantificación 1 del equilibrio según la invención. Así, preferentemente, el módulo de remuestreo está configurado para tratar los datos en bruto o los estatocinesigramas 110 a una primera frecuencia de modo que se generen estatocinesigramas 110 remuestreados a una segunda frecuencia y que presenten una frecuencia sensiblemente constante. Por frecuencia sensiblemente constante, hay que comprender una frecuencia que varía menos del 10% dentro del estatocinesigrama 110, variando preferentemente menos del 5%, variando de modo todavía más preferido menos del 1%. El estatocinesigrama 110 a una segunda frecuencia, generado por el módulo de remuestreo 240, presenta una frecuencia de muestreo al menos igual a 25 Hz. Preferentemente, la segunda frecuencia es sensiblemente idéntica a la frecuencia de los estatocinesigramas de referencia 111.

El dispositivo de cuantificación del equilibrio según la invención puede comprender un módulo de eliminación de ruido configurado para filtrar los datos en bruto generados por sensores de presión o de fuerza de modo que se reduzcan o se supriman las señales parásitas. La eliminación de ruido puede estar basada en diversos métodos tales como la eliminación de ruido por wavelet, umbralizaciones, filtro de Wiener y desconvolución.

El dispositivo puede comprender igualmente una interfaz de control. Esta interfaz de control está configurada para permitir la interacción del usuario con el dispositivo de cuantificación del equilibrio. Puede comprender, por ejemplo, actuadores manuales (por ejemplo, botones) o una pantalla táctil aptos para recibir las órdenes del usuario.

El dispositivo puede comprender igualmente un módulo de visualización o medio de visualización 270. Este módulo de visualización puede comprender una pantalla de cristales líquidos. Permite visualizar diferentes informaciones tales como los resultados de la cuantificación, el valor representativo del equilibrio, la progresión en el tiempo del citado valor y su posicionamiento con respecto a los valores representativos del equilibrio dentro de un grupo de personas.

Como se acaba de presentar, el dispositivo de adquisición 1 según la invención comprende una pluralidad de módulos. Estos módulos son distintos en la figura 5, pero la invención puede prever varios tipos de disposición, como por ejemplo un único módulo que acumule todas las funciones aquí descritas. Asimismo, estos medios pueden estar divididos en varias tarjetas electrónicas o bien estar reunidos en una única tarjeta electrónica. Asimismo, cuando se da una acción a un dispositivo o módulo, ésta en realidad la lleva a cabo un microprocesador del dispositivo o módulo controlado por códigos de instrucciones grabados en una memoria. Si se da una acción a una aplicación, ésta en realidad la lleva a cabo un microprocesador del dispositivo en una memoria del cual están grabados los códigos de instrucciones correspondientes a la aplicación. Cuando un dispositivo o módulo emite o recibe un mensaje, este mensaje es emitido o recibido por una interfaz de comunicación. Las memorias mencionadas en esta invención pueden corresponder a una memoria viva y/o una memoria de masa. La memoria de masa puede ser un soporte tal como una tarjeta con memoria o un disco duro alojado en un servidor remoto.

Según otro aspecto, la invención concierne a un sistema 3 de cuantificación del equilibrio representado en la figura 6, adaptado para implementar el procedimiento de cuantificación 1 según la invención. Preferentemente, el sistema 3 de cuantificación del equilibrio de un individuo comprende:

- una plataforma 310, estando la citada plataforma 310 adaptada para recibir a un individuo y comprendiendo sensores de presión y/o de fuerza 312 configurados para generar datos en bruto 313, a una primera frecuencia, función de una presión ejercida por los pies del individuo sobre la plataforma 310,

- una unidad de tratamiento 320 de datos en bruto, dispuesta para obtener al menos un estatocinesigrama 110 del individuo a partir de los datos en bruto 313 generados por la plataforma 310, y

- un dispositivo de cuantificación de equilibrio 2 descrito anteriormente, apto para comunicarse con la unidad de tratamiento 320.

Como se presenta en la figura 6, la plataforma 310 según la invención es un soporte destinado a recibir a un individuo y apto para medir el desplazamiento de un centro de presión gracias a sensores de fuerza y/o de presión. Puede ser utilizado cualquier sistema de sensores que permita medir el centro de presión. El único requisito previo es que la plataforma 310 sea capaz de producir datos en bruto que permitan situar el centro de presión. Este soporte puede ser, por ejemplo, un par de suelas o al menos una placa. De modo preferido, la plataforma 310 comprende un placa 311. De manera general, las dimensiones de un lado de la placa 311 podrán estar comprendidas entre 15 cm y 70 cm, preferentemente del orden de 25 cm a 40 cm. Esta placa 311 puede comprender, por ejemplo, una plantilla que permita un posicionamiento reproducible de los pies, entre individuos y en el transcurso del tiempo para el mismo individuo.

La plataforma 310 está configurada para medir la presión o las fuerzas aplicadas a la placa en un momento dado y para este fin comprende sensores 312. Los sensores transformarán la fuerza aplicada en una señal eléctrica, óptica o magnética correspondiente a los datos en bruto. Estos datos en bruto pueden ser combinados y tratados de modo que precisen las coordenadas del centro de presión y sigan sus variaciones en el tiempo. Estos sensores pueden ser sensores de presión o de fuerza. Un sensor de fuerza mide la resultante de las fuerzas de apoyo de un sujeto de pie. La medición de las fuerzas y de momentos ejercidos sobre la plataforma permite precisar las coordenadas del centro de presión y seguir sus variaciones en el tiempo. Un sensor de presión puede comprender, por ejemplo, una celda de presión configurada para medir o detectar la presión inducida por el peso del individuo colocado sobre la plataforma o la presión ejercida por los pies del individuo sobre la plataforma. Los datos procedentes de estos sensores son los datos en bruto. La plataforma 310 puede comprender igualmente una pluralidad de sensores resistivos o piezoeléctricos (por ejemplo entre 1000 y 6000 sensores). Los sensores son preferentemente en número de 4 y están situados en los extremos de la plataforma, por ejemplo separados de 20 cm a 50 cm para los sensores derecho e izquierdo o arriba y abajo. Por ejemplo, como se presenta en la figura 6, la plataforma 310 comprende cuatro sensores 312 situados en las cuatro esquinas de la placa (Arriba a la izquierda, Arriba a la derecha, Abajo a la izquierda, Abajo a la derecha).

La plataforma 310 comprende ventajosamente un módulo de recuento del tiempo y puede estar configurada para medir los valores de sus diferentes sensores 312 a intervalos aleatorios, a una frecuencia que puede variar, por ejemplo, de 10 Hz a 1000 Hz. Preferentemente, la plataforma 310 está configurada para medir los valores de sus diferentes sensores 312 a una frecuencia superior o igual a 25 Hz, de modo más preferido superior o igual a 50 Hz.

De modo aún más preferido, la plataforma 310 está configurada para medir, durante la adquisición de un estatocinesigrama 110, los valores de sus diferentes sensores 312 a una frecuencia superior o igual a 25 Hz y de modo sensiblemente constante. En efecto, si la frecuencia de muestreo es demasiado baja o demasiado aleatoria, la cuantificación del equilibrio no será suficientemente precisa. Si la frecuencia no es constante entonces de modo preferido la frecuencia media de adquisición es superior o igual a 60 Hz, de modo más preferido superior o igual a 75 Hz.

La plataforma 310 puede comprender igualmente un dispositivo de visualización, preferentemente situado de manera que el individuo, de pie sobre la plataforma 311, pueda ver el dispositivo de visualización.

La plataforma 310 puede comprender igualmente un dispositivo de altavoz que puede dar instrucciones al individuo (por ejemplo, subir o bajar de la plataforma 311). Estas instrucciones pueden igualmente ser proporcionadas por el dispositivo de visualización.

Ventajosamente, es posible aumentar la sensibilidad de la cuantificación por la utilización de una espuma colocada sobre la plataforma y apta para deformar o perturbar las informaciones propioceptivas y táctiles. Esta espuma puede presentar por ejemplo un grosor de 1 milímetro a 10 milímetros y una densidad comprendida entre 100 kg/m3 y 500 kg/m3.

La plataforma 310 puede comprender igualmente un módulo de medición del peso del individuo, de su masa grasa, hídrica, ósea, muscular, de su frecuencia cardíaca y/o de su índice de masa corporal.

El sistema de cuantificación del equilibrio 3 comprende igualmente una unidad de tratamiento de los datos en bruto 320 generados por la plataforma. Esta unidad de tratamiento de los datos en bruto 320 está dispuesta y/o configurada para generar al menos un estatocinesigrama 110 del individuo, a partir de los datos en bruto generados por los sensores 312. Esta unidad de tratamiento de datos en bruto 320 puede por ejemplo estar integrada en la plataforma 310 como está representado en la figura 6. Sin embargo, puede igualmente estar integrada en un servidor remoto 330, en el dispositivo de cuantificación 2 (por ejemplo, está integrada entonces en el módulo de generación 230 de estatocinesigramas 110) o en un dispositivo de control 340.

El sistema de cuantificación del equilibrio 3 puede comprender un servidor remoto 330 como está representado en la figura 6. Es posible, por ejemplo, acceder a este servidor remoto 330 a través de una interfaz web o directamente a través de las funciones apropiadas implementadas directamente en un dispositivo de control 340. Todas las comunicaciones entre el o los dispositivos de control 340 y el servidor remoto 330 pueden estar protegidas por ejemplo por protocolos HTTPS y cifrado AeS 512.

Este servidor remoto puede alojar el dispositivo de cuantificación 2. Así, un único dispositivo de cuantificación 2 puede seguir a una pluralidad de individuos.

El sistema de cuantificación según la invención puede comprender un dispositivo de control 340 del sistema configurado para interactuar con la plataforma 310 y el dispositivo de cuantificación de equilibrio 2. Este dispositivo de control 340 del sistema permite, por ejemplo, controlar la adquisición de los datos a partir de la plataforma 310 y visualizar los resultados procedentes del dispositivo de cuantificación 2.

Este dispositivo de control 340 del sistema está presente en un dispositivo móvil tal como una tableta 340a, un ordenador portátil o un reloj.

Según otro aspecto, la invención se refiere a un producto de programa informático 4 configurado para implementar el procedimiento de cuantificación 1 del equilibrio según la invención. El producto de programa informático 4 está grabado en un soporte de memoria no transitoria y es apto para ser ejecutado en un ordenador, una tableta o un servidor; comprendiendo el citado programa informático al menos:

- un algoritmo adaptado para segmentar un estatocinesigrama 110 de un individuo de modo que se generen varias porciones del estatocinesigrama,

- un algoritmo adaptado para extraer, a partir de las porciones 120 de estatocinesigrama, valores de al menos un parámetro de trayectoria 130,

- un algoritmo adaptado para determinar varios cuantificadores 140, a partir de los valores de los parámetros de trayectoria 130 extraídos, y

- un algoritmo adaptado para determinar un valor representativo del equilibrio del individuo a partir de los valores de los citados cuantificadores 140 de cada una de las porciones de estatocinesigrama 120.

El procedimiento, el dispositivo, el sistema y el producto de programa informático según la invención permiten la cuantificación del equilibrio de un individuo y pueden tener muchas aplicaciones. En efecto, la invención permite aportar una herramienta de medición, a saber, un procedimiento, el dispositivo de implementación del procedimiento y el sistema que integra el dispositivo, que permite obtener un valor cuantificado y objetivo del equilibrio de un individuo con el fin de responder a varias cuestiones principales relacionadas con el equilibrio de un individuo, tales como la evolución del equilibrio, natural o en tratamiento, la calidad del equilibrio y, por tanto, su corolario, la gravedad de un eventual trastorno del equilibrio (por ejemplo, ¿cuál es el riesgo de caída ?), y las causas del eventual trastorno del equilibrio.

En efecto, la generación de un valor representativo del equilibrio de un individuo e indicativo de la calidad de su equilibrio permite al individuo, o a otras personas, atribuir un valor cuantificado y objetivo a este equilibrio.

Estos valores o estas puntuaciones pueden ser utilizados en el marco de un seguimiento en el tiempo destinado a identificar desviaciones de la referencia estudiada.

Asimismo, la invención puede ser utilizada para poner en evidencia los efectos de diferentes tratamientos y la tasa de recuperación podría ir seguida de la cuantificación del equilibrio según la invención. Así, la invención puede ser implementada en el marco de la evaluación de la realización de programas deportivos, de prótesis, de calzado deportivo, de plantillas de compensación, de protocolos de rehabilitación, de tratamiento de trastornos neurológicos y/o de técnicas de cirugía. El procedimiento según la invención es particularmente adecuado para las personas mayores.

Además, la invención puede ser utilizada para comparar la calidad del equilibrio de un individuo con la calidad del equilibrio de otros individuos y determinar, por ejemplo, si este individuo presenta un riesgo de caída. Así, la invención puede ser implementada en el marco de la medición de un riesgo de caída, por ejemplo en 6 meses. En este contexto, el valor representativo del equilibrio determinado por el procedimiento de cuantificación 1 según la invención, valor indicativo de un riesgo de caída en 6 meses. De modo particular, el individuo en el sentido de la invención es una persona de más de 60 años, preferentemente de más de 70 años.

Además, la comparación de los valores de los cuantificadores 140 obtenidos en un individuo con valores de los cuantificadores obtenidos en diferentes categorías de personas puede permitir orientar la atención de los individuos y dirigirlos hacia los servicios adecuados (por ejemplo, traumatología, reumatología, neurología). Así, la invención puede ser implementada en el marco de la determinación del origen del trastorno del equilibrio.

Ejemplos

Individuos estudiados

Los resultados presentados a continuación han sido realizados según un protocolo aprobado por la Agence National de Securité du Médicament et des produits de santé y se obtuvo el consentimiento por escrito del conjunto de los participantes. La invención se implementó en un grupo de 126 individuos que tenían las siguientes características: - mayores de 65 años,

- sanos (por ejemplo, se excluyeron los pacientes con hipertensión)

- capaces de sostenerse de pie sobre la plataforma,

- habiendo dado su consentimiento explicado.

Entre los 126 individuos incluidos en el estudio, 18 declararon una caída en el transcurso de los 6 meses anteriores a la consulta.

Medición del centro de desplazamiento de presión.

Durante la consulta, los desplazamientos del centro de presión de los individuos fueron seguidos gracias a una Wii Balance Board (marca registrada) y grabados gracias a una aplicación personalizada desarrollada especialmente en el marco de la invención. Los pies se colocaron en la posición más cómoda para el paciente, sin exceder a la anchura de los hombros. La trayectoria del centro de presión se grabó durante 25 segundos con los ojos abiertos y después 25 segundos con los ojos cerrados. Se completó un cuestionario sobre caídas para cada individuo con el fin de registrar las caídas declaradas que ocurrieron en los últimos 6 meses.

Pretratamiento

Antes de calcular los estatocinesigramas, se eliminó el ruido y se volvió a muestrear la salida de las señales en bruto por el WBB.

Segmentación

A continuación se segmentaron los estatocinesigramas en porciones de 1 segundo a 3 segundos con o sin recubrimiento.

Análisis estadístico según la invención.

Para cada porción del estatocinesigrama se calcularon tres cuantificadores: el área de la elipse de confianza del 95%, la media de la norma de la velocidad de desplazamiento del centro de presión, la varianza de los valores de la posición del centro de presión según el eje medio-lateral. Se normalizaron entonces estos cuantificadores.

Se utilizaron dos modelos de mezcla gaussiana (GMM), uno para ojos abiertos y el segundo para ojos cerrados. Los modelos de mezcla gaussiana (GMM) son algoritmos de partición no supervisado.

Considerando un cierto número de categorías k (en este ejemplo, k = 2 para desplazamiento del centro de presión regular-RP o irregular-lP), y un conjunto de puntos Zj (aquí cada punto Zj corresponde a los valores de cuantificadores normalizados para cada una de las porciones), el G<m>M intenta construir una mezcla de 2 (k) variables gaussianas aleatorias multivariada, siguiendo el principio de máxima verosimilitud. Para hacer esto, se procede según el principio del algoritmo de esperanza-maximización (EM) de modo que se maximice la ley de verosimilitud en presencia de datos incompletos al maximizar iterativamente la expectativa de la log-verosimilitud.

Los pesos ni, los centros (pi)kyo<=1>y la matriz de covarianza de cada variable aleatoria gaussiana Ni se inicializan de manera aleatoria utilizando el procedimiento iterativo clásico (por ejemplo, 20 veces). A continuación, el algoritmo repite las etapas siguientes hasta la convergencia.

La probabilidad pyo, j de que el punto Zj pertenezca al grupo i:

Los pesos ni, los centros (pi)kyo<=1>y la matriz de covarianza se actualizan según la probabilidad py<o, j

Esto permite calcular una puntuación a partir de los resultados obtenidos para cada porción.

Análisis estadístico comparativo, Wavelet

En la literatura, se menciona que en el marco del análisis en wavelet, cada banda de frecuencia puede estar vinculada a diferentes entradas sensoriales. Así, el estudio de la distribución de energía podría permitir diferenciar diferentes equilibrios. Así, en esta muestra se estudiaron tres bandas de frecuencia para analizar la distribución de energía en estas bandas. Como en el análisis propuesto según la invención, el rendimiento final se verifica haciendo la media de las puntuaciones de cada porción y creando una puntuación global. La puntuación final en el análisis de las wavelets es el porcentaje de energía contenida en estas bandas. Un análisis de este tipo permite obtener un resultado AUC comprendido entre 0,48 y 0,52, es decir, un resultado aleatorio.

Así, el método de las wavelets no parece adaptado a los problemas abordados por la presente invención.

Resultados de la invención

En la Tabla 1 que sigue se presentan los resultados de AUC en función de los parámetros aplicados al procedimiento y en comparación con un análisis realizado sin segmentación.

Estos resultados muestran que con los cuantificadores seleccionados y en ausencia de segmentación, los resultados del AUC son 0,63 con una desviación estándar de 0,12.

Por el contrario, en presencia de una segmentación, los resultados de AUC son como mínimo de 0,75, bien un aumento mínimo de 19 %, y la desviación estándar es más baja para todas las condiciones ensayadas. Así, la puesta en marcha del procedimiento según la invención permite aumentar el comportamiento de la cuantificación del equilibrio y reducir así la variabilidad.

Además, en presencia de un recubrimiento del 50 %, el AUC se puede aumentar aún más con, para porciones de un segundo, un AUC de 0,77.

Tabla 1:

Así, la invención aporta una herramienta de medición que permite obtener una cuantificación mejorada del equilibrio de un individuo. Esta cuantificación puede tener en cuenta, en particular, señales débiles y desequilibrios transitorios que podrían quedar enmascarados durante el análisis de estatocinesigramas completos. Además, la invención permite facilitar la apreciación del equilibrio de un individuo hecha por intermedio de representaciones gráficas que permiten cualificar cada porción de un estatocinesigrama. Ventajosamente, un usuario podrá navegar fácilmente en este conjunto de datos y podrá identificar, en su caso, motivos característicos de trastornos del equilibrio.

Todas estas ventajas contribuyen a mejorar la cuantificación del equilibrio de un individuo.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de cuantificación (1) del equilibrio de un individuo para obtener un valor representativo del equilibrio del citado individuo, siendo implementado el citado procedimiento por un dispositivo que comprende al menos un módulo de tratamiento de datos (220) conectado a un medio de memorización (280), comprendiendo el citado procedimiento una grabación (10), en el medio de memorización (280), de al menos un estatocinesigrama (110) del individuo obtenido a partir de una plataforma (310) que comprende sensores (312) de presión y/o de fuerza, comprendiendo además el citado procedimiento las etapas siguientes:

- extracción (30), por el módulo de tratamiento de datos (220) y a partir de los estatocinesigramas, de los valores de al menos un parámetro de trayectoria (130),

- determinación (40), por el módulo de tratamiento de datos (220), del valor de al menos dos cuantificadores (140), a partir de los valores de parámetros de trayectoria (130) extraídos en la etapa de extracción (30), y - determinación (50), por el módulo de tratamiento de datos (220), del citado valor representativo del equilibrio del individuo a partir de los valores de los cuantificadores.

caracterizado por que el procedimiento presenta, previamente a la etapa de extracción, una etapa de segmentación (20), en función del tiempo, del o de los estatocinesigramas (110) del individuo de modo que se generen varias porciones (120) de estatocinesigramas,

y porque en el procedimiento:

- la extracción (30) de los valores de al menos un parámetro de trayectoria (130) se realiza a partir de las porciones (120) de estatocinesigramas,

- la determinación (40), del valor de al menos dos cuantificadores (140), a partir de los valores de los parámetros de trayectoria (130) extraídos en la etapa de extracción (30), se realiza para cada una de las porciones (120) de estatocinesigramas generadas en la etapa de segmentación (20), y

- la determinación (50) del citado valor representativo del equilibrio del individuo es realizada a partir de los valores de los cuantificadores de cada una de las porciones (120) de estatocinesigramas.

2. Procedimiento de cuantificación según la reivindicación 1, caracterizado por que las porciones (120) de estatocinesigramas presentan una duración inferior o igual a tres segundos.

3. Procedimiento de cuantificación según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la etapa de segmentación (20) genera, para cada estatocinesigrama, al menos diez porciones (120) de estatocinesigrama.

4. Procedimiento de cuantificación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que las porciones (120) de estatocinesigrama generadas durante la etapa de segmentación (20) presentan, en porciones consecutivas, una tasa de recubrimiento de al menos el 25 %, preferentemente al menos el 50 %.

5. Procedimiento de cuantificación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que las porciones de estatocinesigrama (120) generadas durante la etapa de segmentación (20) presentan, en porciones consecutivas, una relación de recubrimiento de como máximo el 95%.

6. Procedimiento de cuantificación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la etapa de determinación (50) se lleva a cabo implementando los valores de los cuantificadores (140) determinados en la etapa de determinación (40) en un algoritmo de calificación de modo que, en función de los valores de los cuantificadores (140), se asigne una puntuación a cada una de las porciones de estatocinesigramas (120) o se clasifiquen cada una de las porciones (120) de estatocinesigramas por categorías, preferentemente, el algoritmo de calificación es un algoritmo de partición no supervisado.

7. Procedimiento de cuantificación según la reivindicación precedente, caracterizado por que el algoritmo de partición no supervisado es seleccionado entre un modelo de mezcla gaussiana no supervisado, una clasificación ascendente jerárquica o una clasificación descendente jerárquica.

8. Procedimiento de cuantificación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el procedimiento comprende además:

- una etapa de generación (11) de datos en bruto correspondientes al desplazamiento del centro de una presión aplicada en el tiempo por todo el cuerpo de un individuo sobre una plataforma;

- una etapa de transformación (12) de los datos en bruto en datos de trayectoria de centro de presión; los datos en bruto correspondientes al desplazamiento del centro de presión de un individuo se obtienen durante una prueba de Romberg, preferentemente la etapa de segmentación (20) se realiza a partir de un estatocinesigrama (110) obtenido mientras el individuo tiene los ojos abiertos y de un estatocinesigrama (110) obtenido mientras el individuo tiene los ojos cerrados.

9. Procedimiento de cuantificación según la reivindicación precedente, caracterizado por que el procedimiento comprende, para al menos un cuantificador, el cálculo de una relación O/F o F/O correspondiente a la relación entre el valor de un parámetro de trayectoria calculado a partir de un estatocinesigrama (110) obtenido mientras que el individuo tiene los ojos abiertos y el valor de un parámetro de trayectoria calculado a partir de un estatocinesigrama (110) obtenido mientras que el individuo tiene los ojos cerrados (relación O/F) o la inversa (relación F/O).

10. Procedimiento de cuantificación según una de las reivindicaciones precedentes. caracterizado por que el parámetro de trayectoria (130) es un parámetro de trayectoria de posición (131) del centro de presión, de estabilidad (132) del centro de presión y/o de dinámica (133) del centro de presión.

11. Dispositivo (2) de cuantificación del equilibrio de un individuo, comprendiendo el citado dispositivo:

- un módulo de comunicación (210) apto para recibir un estatocinesigrama (110) del citado individuo,

- un medio de memorización (280) apto para grabar el citado estatocinesigrama, y

- al menos un módulo de tratamiento de datos (220), apto para conectarse al medio de memorización (280), estando configurado el citado módulo de tratamiento de datos (220) para:

<o>Extraer, a partir del estatocinesigrama, valores de al menos un parámetro de trayectoria (130),

<o>Determinar varios cuantificadores (140), a partir de los valores de parámetro de trayectoria (130) extraídos,

<o>Determinar un valor representativo del equilibrio del individuo a partir de los valores de los citados cuantificadores (140) de los estatocinesigramas,

estando caracterizado el citado dispositivo por que el citado módulo de tratamiento de datos está configurado para tener, previamente a la etapa de extracción, una etapa de segmentación, en función del tiempo, del estatocinesigrama (110) del individuo grabado en el medio de memorización de modo que se generen varias porciones (120) de estatocinesigrama;

y porque el módulo de tratamiento de datos está configurado para:

- extraer, a partir de las porciones (120) de estatocinesigrama, valores de al menos un parámetro de trayectoria (130), y

- determinar un valor representativo del equilibrio del individuo a partir de los valores de los citados cuantificadores (140) de cada una de las porciones (120) de estatocinesigramas.

12. Dispositivo de cuantificación (2) según la reivindicación precedente, caracterizado por que el dispositivo comprende además un módulo de remuestreo (240) configurado para tratar los datos en bruto o los estatocinesigramas (110) a una primera frecuencia de modo que se generen estatocinesigramas (110) remuestreados a una segunda frecuencia y que presentan una frecuencia sensiblemente constante.

13. Sistema (3) de cuantificación del equilibrio de un individuo, que comprende:

- una plataforma (310), estando adaptada la citada plataforma (310) para recibir a un individuo y comprendiendo sensores (312) de presión y/o de fuerza configurados para generar datos en bruto, a una primera frecuencia, función de una presión ejercida por los pies del individuo sobre la plataforma (310),

- una unidad de tratamiento de los datos en bruto (320), dispuesta para obtener al menos un estatocinesigrama (110) del individuo a partir de los datos en bruto generados por la plataforma, y

- un dispositivo de cuantificación del equilibrio (2) según las reivindicaciones 11 o 12, apto para comunicarse con la unidad de tratamiento.

14. Sistema de cuantificación (3) según la reivindicación precedente, caracterizado por que la plataforma comprende cuatro sensores (312) de presión y/o de fuerza.

15. Producto de programa informático (4) que comprende instrucciones que, cuando el programa se ejecuta en un ordenador, conducen el mismo a implementar el procedimiento según las reivindicaciones 1 a 10.