Resumen

Con el objetivo de encontrar una estrategia rápida y precisa de detección de caídas previa al impacto (PIFD), este trabajo propone una metodología novedosa que discrimina de forma precoz la aparición de una pérdida inesperada del equilibrio respecto a la marcha estable, mediante el análisis de las modificaciones de la señal cortical del sujeto (a nivel del cuero cabelludo) en el dominio tiempo-frecuencia. En este estudio, se pidió a los sujetos que caminaran a su velocidad preferida sobre la plataforma de la cinta rodante programada para proporcionar deslizamientos bilaterales inesperados. El método PIFD propuesto explota señales electromiográficas (EMG: 2 canales del mismo haz muscular de la extremidad inferior, bilateralmente) y electroencefalográficas (EEG: 13 canales de las áreas motora, sensomotora y de la corteza parietal) registradas de forma sincrónica. Para validar el método fuera de línea, también se ha reconstruido la cinemática de la extremidad inferior mediante un sistema de captura de movimiento (23 marcadores reflectantes y 8 cámaras fijas). Durante el funcionamiento del sistema PIFD, las señales EMG de los gastrocnemios laterales se traducen primero en una forma de onda binaria y luego se utilizan para activar el análisis EEG. Una vez activado mediante EMG (cada ciclo de la marcha), la rama de cálculo del EEG extrae y linealiza la tasa de variación de la densidad del espectro de potencia (PSD) del EEG para cinco bandas de interés: θ (4-7 Hz), α (8-12 Hz), β I, β II, β III ritmos (13-15 Hz, 16-20 Hz, y 21-28 Hz). La pendiente de la tendencia linealizada identifica, en este contexto, el parámetro de capacidad de respuesta cortical. Los resultados experimentales de seis sujetos revelaron que el sistema propuesto puede distinguir la pérdida de equilibrio con una precisión global de ~96% (valor medio entre sensibilidad y especificidad). El proceso de discriminación requiere, por término medio, 370,6 ms. Este valor podría considerarse adecuado para la aplicación de contramedidas destinadas a restablecer el equilibrio del sujeto.

• Materias:Biotecnología Sensores Sistema de sensores Tecnología de sensores
• Subjects:Biotechnology sensors Sensor system Sensor technology
• Palabras claves:equilibrio, eeg computation branch extracts, eeg power spectrum density, accurate preimpact fall detection, same lower limb muscle bundle, pifd method exploits, pifd system functioning, cortical responsiveness parameter, cortical signal modifications, discrimination process requests
• Keywords:balance, eeg computation branch extracts, eeg power spectrum density, accurate preimpact fall detection, same lower limb muscle bundle, pifd method exploits, pifd system functioning, cortical responsiveness parameter, cortical signal modifications, discrimination process requests