Sistema portátil de monitoreo de salud de rodilla mediante espectroscopía de impedancia basado en placa de audio
Autores: Scandurra, Graziella; Cardillo, Emanuele; Giusi, Gino; Ciofi, Carmine; Alonso, Eduardo; Giannetti, Romano
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Las lesiones de rodilla son uno de los problemas de salud más comunes en el mundo. Afectan no solo a las personas que practican deportes, sino también a aquellos que llevan una vida bastante sedentaria. Factores como la edad, el peso, las actividades laborales y de ocio pueden afectar la salud de las rodillas, causando trastornos como inflamación, edema, deterioro del cartílago y osteoartritis. Aunque para el diagnóstico y tratamiento de las diversas patologías siempre es recomendable contactar con ortopedistas y estructuras especializadas, a menudo sería útil monitorear el estado de salud de las rodillas para evaluar el proceso de curación (o empeoramiento) y los efectos de las actividades deportivas o de rehabilitación. En esta perspectiva, se desarrolló un sistema portátil de monitoreo de la salud de las rodillas para ser utilizado en casa o en gimnasios y entornos deportivos en general. Además de requerir un sencillo front end personalizado, el sistema se basa en una placa de audio de PC capaz de una frecuencia de muestreo de 192 kHz para realizar medidas de bioimpedancia a frecuencias superiores a 50 kHz. Un sencillo procedimiento de calibración numérica permite obtener una alta precisión manteniendo una baja complejidad de hardware. El software desarrollado para el funcionamiento del sistema está disponible de forma gratuita para cualquier investigador dispuesto a experimentar con el enfoque de medición de bioimpedancia que proponemos, asegurando las condiciones de portabilidad y baja complejidad. Se pueden obtener y analizar parámetros de bioimpedancia primarios (resistencias intracelular y extracelular y capacitancia de membrana celular) y secundarios (partes real e imaginaria de la impedancia total) a través de medidas directas en referencia a un modelo de circuito equivalente. La funcionalidad del sistema se ha probado en nueve sujetos con diferentes condiciones de salud bien conocidas, proporcionando resultados alentadores en cuanto a la capacidad de correlacionar las medidas de bioimpedancia con el estado de salud de las rodillas. Si ensayos clínicos adecuados confirmaran nuestros resultados preliminares, un sistema como el que proponemos podría utilizarse para el monitoreo rápido y frecuente de las articulaciones de rodilla, reduciendo así posiblemente la frecuencia con la que se deben realizar exámenes médicos complejos y costosos, a veces con largas listas de espera.
Descripción
Las lesiones de rodilla son uno de los problemas de salud más comunes en el mundo. Afectan no solo a las personas que practican deportes, sino también a aquellos que llevan una vida bastante sedentaria. Factores como la edad, el peso, las actividades laborales y de ocio pueden afectar la salud de las rodillas, causando trastornos como inflamación, edema, deterioro del cartílago y osteoartritis. Aunque para el diagnóstico y tratamiento de las diversas patologías siempre es recomendable contactar con ortopedistas y estructuras especializadas, a menudo sería útil monitorear el estado de salud de las rodillas para evaluar el proceso de curación (o empeoramiento) y los efectos de las actividades deportivas o de rehabilitación. En esta perspectiva, se desarrolló un sistema portátil de monitoreo de la salud de las rodillas para ser utilizado en casa o en gimnasios y entornos deportivos en general. Además de requerir un sencillo front end personalizado, el sistema se basa en una placa de audio de PC capaz de una frecuencia de muestreo de 192 kHz para realizar medidas de bioimpedancia a frecuencias superiores a 50 kHz. Un sencillo procedimiento de calibración numérica permite obtener una alta precisión manteniendo una baja complejidad de hardware. El software desarrollado para el funcionamiento del sistema está disponible de forma gratuita para cualquier investigador dispuesto a experimentar con el enfoque de medición de bioimpedancia que proponemos, asegurando las condiciones de portabilidad y baja complejidad. Se pueden obtener y analizar parámetros de bioimpedancia primarios (resistencias intracelular y extracelular y capacitancia de membrana celular) y secundarios (partes real e imaginaria de la impedancia total) a través de medidas directas en referencia a un modelo de circuito equivalente. La funcionalidad del sistema se ha probado en nueve sujetos con diferentes condiciones de salud bien conocidas, proporcionando resultados alentadores en cuanto a la capacidad de correlacionar las medidas de bioimpedancia con el estado de salud de las rodillas. Si ensayos clínicos adecuados confirmaran nuestros resultados preliminares, un sistema como el que proponemos podría utilizarse para el monitoreo rápido y frecuente de las articulaciones de rodilla, reduciendo así posiblemente la frecuencia con la que se deben realizar exámenes médicos complejos y costosos, a veces con largas listas de espera.