Inovação na avaliação de equilíbrio: sensores vestíveis e IA transformam cuidados com pacientes

São PauloPesquisadores da Faculdade de Engenharia e Ciência da Computação da Universidade Atlântica da Flórida desenvolveram uma nova técnica para medir o equilíbrio. Esta abordagem utiliza sensores vestíveis combinados com programas inteligentes de computador. Ela pode melhorar o acompanhamento de problemas de equilíbrio, especialmente no atendimento domiciliar ou em casas de repouso.

Os testes tradicionais de equilíbrio apresentam algumas limitações. Frequentemente, exigem equipamentos caros e específicos. Os resultados podem variar conforme a habilidade do profissional. Além disso, esses testes não podem ser realizados remotamente. Portanto, precisamos de ferramentas mais eficazes e abrangentes.

O novo método utiliza sensores vestíveis acoplados ao corpo. No estudo, sensores foram fixados nos tornozelos, lombar, peito, pulso e braço dos participantes. Os pesquisadores empregaram o Teste Clínico Modificado de Interação Sensorial no Equilíbrio (m-CTSIB), que avalia quão bem uma pessoa consegue manter o equilíbrio em diferentes situações sensoriais.

• De olhos abertos em uma superfície estável
• De olhos fechados em uma superfície estável
• De olhos abertos em uma superfície de espuma
• De olhos fechados em uma superfície de espuma

Cada teste tinha a duração de aproximadamente 11 segundos sem interrupções. Isso tornou os testes de equilíbrio contínuos e acelerou o processo de avaliação.

Pesquisadores utilizaram sensores IMU e um sistema especial para coletar dados de movimento. Esses dados foram processados e diversas características foram extraídas para análise. Para estimar os escores do m-CTSIB, foram empregados os algoritmos de Regressão Linear Múltipla, Regressão Vetorial de Suporte e XGBOOST. Os dados dos sensores vestíveis serviram como entrada para esses modelos de aprendizado de máquina. Os escores m-CTSIB do Falltrak II foram usados como rótulos verdadeiros para treinar e validar os modelos.

Pesquisadores desenvolveram vários modelos de aprendizado de máquina para prever pontuações do m-CTSIB usando dados de sensores vestíveis. Eles também investigaram quais posicionamentos de sensores eram mais eficazes para analisar o equilíbrio. Os resultados mostraram que os modelos eram altamente precisos e combinavam estreitamente com as pontuações reais de equilíbrio.

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Dados obtidos dos sensores localizados na região lombar e no tornozelo dominante apresentaram os melhores resultados para estimar escores de equilíbrio. Isso demonstra a importância de posicionar os sensores nos locais adequados para capturar ajustes e movimentos de equilíbrio com precisão.

A professora da FAU, Dra. Behnaz Ghoraani, afirmou que os sensores vestíveis são uma maneira prática e acessível de monitorar movimentos. Colocados na região lombar e nas pernas, esses sensores fornecem informações valiosas sobre como as pessoas se movem, o que é crucial para avaliar o risco de quedas em diversos grupos.

A Dra. Stella Batalama, reitora da Faculdade de Engenharia e Ciência da Computação da FAU, afirmou que esse método é mais fácil de usar e mais barato. Além disso, pode ser gerenciado remotamente, o que pode trazer um grande impacto para a saúde, reabilitação e ciência do esporte.

Os objetivos do estudo surgiram da necessidade de ferramentas melhores para medir o equilíbrio. Métodos tradicionais de avaliação não são detalhados o suficiente, dificultando o entendimento e tratamento de problemas de equilíbrio. Dispositivos wearable ajudam, pois permitem que médicos monitorem o equilíbrio dos pacientes à distância.

Os resultados da pesquisa foram divulgados na Frontiers in Digital Health. Eles indicam que este novo método pode revolucionar a forma como o equilíbrio é medido, especialmente em locais onde os métodos atuais não podem ser utilizados ou são de difícil acesso.