Aplicaciones de sensores vestibles y teléfonos inteligentes en el bienestar personal: cuantificación de la actividad física y control de la práctica de mindfulness
- Autores: Victor Hugo Rodriguez Ontiveros
- Directores de la Tesis: Inmaculada Plaza García (dir. tes.), Carlos Medrano Sánchez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Manuel Alonso Castro Gil (presid.), Jose Ignacio Artigas Maestre (secret.), Catalina Rus Casas (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Electrónica por la Universidad de Zaragoza
- Materias:
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- Resumen
El teléfono móvil inteligente (Smartphone) se ha convertido en un dispositivo con una amplia aceptación entre la población y ha logrado cambiar nuestras vidas en muchos aspectos. Sus aplicaciones van más allá de la simple comunicación, llegando a acuñarse en los últimos años el término “mHealth”, como referencia al uso de dispositivos móviles (en particular teléfonos), en el ámbito de la salud.
En el ámbito de la salud, los teléfonos móviles pueden servir como:
Elementos de aprendizaje y formación, a través de la visualización de texto, vídeos, audios, etc.
Elementos de monitorización, a través de los propios sensores del móvil (geolocalización, sensores inerciales), de sensores que se conectan al móvil o mediante encuestas automatizadas.
De una forma u otra, el teléfono inteligente aporta varias características, entre otras, la posibilidad de recopilar una gran cantidad de datos, muchas veces de forma ubicua y transparente al usuario. La posibilidad de extraer información relevante de esos datos es un gran campo de investigación, con fundamento en aspectos como sensores vestibles, reconocimiento de patrones y aprendizaje automático, “big data”, entre otros.
La capacidad de monitorización de los teléfonos inteligentes se complementa con los sensores vestibles (wearable) no integrados en el propio teléfono inteligente, que en diversos formatos permiten la medida de variables físicas y fisiológicas. Generalmente suelen ser complementos, componentes que se sujetan a la ropa, sensores integrados directamente en los tejidos u otros. En muchas ocasiones se conectan a una aplicación móvil para tratar y visualizar los resultados.
En esta tesis se realizan varias aportaciones en el campo de la salud móvil y sensores vestibles, dentro de las actividades realizadas en el grupo EduQTech (grupo de referencia reconocido por la DGA ref. T49_17R) (EduQTech, 2018). En concreto se plantea avanzar en dos aplicaciones para bienestar: la cuantificación de la actividad física y el control de la práctica de mindfulness.
Cuantificación de la actividad física:
Para cuantificar la actividad física se ha utilizado el acelerómetro de un smartphone de gama media-baja (acelerómetros con un rango normal de ± 2g), el cual registra los movimientos realizados por el usuario. Posteriormente se ha hecho un análisis de los datos (creación de algoritmos) y los resultados se han comparado con los resultados aportados por un acelerómetro comercial dedicado para medir la actividad física (GT3X+, acelerómetro con un rango normal de ± 6g). Las recomendaciones de actividad física se establecen en función de la salida del acelerómetro en unidades llamadas “counts”. Nuestros resultados demuestran que es factible el uso de los acelerómetros incorporados en los smartphones comerciales. Uno de los algoritmos obtuvo una correlación Kappa ponderada de 0.874 (p-valor <0.001) con respecto al GT3X+ para una clasificación de cuatro niveles de actividad, mientras que para una clasificación de dos actividades se obtuvo 0.923 (p-valor <0.001). Esta medida de validez podría ser aún más alta si se utilizan smartphones de gama media-alta o alta, ya que los acelerómetros incorporados en dichos dispositivos suelen tener una mayor resolución y un rango más amplio (normalmente ±4g), sin embargo, esto se tendría que comprobar en un trabajo futuro.
Control de la práctica de mindfulness:
Mindfulness es una técnica de intervención basada en la meditación budista y que ha demostrado ser eficiente tanto en el mantenimiento del bienestar físico y mental personal, como en el apoyo a pacientes para el tratamiento de distintas enfermedades. Su monitorización puede ayudar a los profesionales a evaluar la eficacia de la práctica y, en consecuencia, aumentar los beneficios esperados de la misma, especialmente en el ámbito de la salud. En esta tesis se han desarrollado dos prototipos:
El primer kit fue desarrollado para medir la estabilidad de los meditadores durante sus sesiones de mindfulness. En dicho estudio participaron 31 sujetos, de los cuales 27 no tenían experiencia meditando. Los resultados mostraron que no hubo diferencias significativas con respecto a qué ubicación era la mejor para medir la estabilidad salvo la región lumbar, que es menos sensible. Sin embargo, sí que se pudo ver que la cabeza y el dedo pulgar fueron los más sensibles a los movimientos de los practicantes. Además, se comprobó que el zafú (cojín de meditación) presenta una ligera ventaja sobre otros asientos.
La medición del ritmo cardíaco y su variabilidad son también de gran importancia. La variabilidad del ritmo cardíaco es un indicador general de salud y varios estudios han mostrado que puede haber cambios durante la meditación. El kit propuesto para medir la variabilidad se basó en un sensor Amped usando el método de fotopletismiografía. En este estudio se contó con la participación de 10 meditadores expertos y 20 noveles, en el cual el objetivo era ver si había diferencias significativas entre los dos grupos. Los resultados mostraron que en los parámetros de la variabilidad de la frecuencia cardiaca SDNN, NN50, RMSSD, VLF y HF hay diferencias significativas con un p-valor <0.05. Además, se observó que los meditadores expertos tienen un HF más alto, el cual está relacionado directamente con el sistema nervioso parasimpático según la literatura. Una mayor actividad en el sistema nervioso parasimpático se traduce como un mejor estado de salud, ya que reduce los niveles de estrés y las alteraciones en el ritmo cardiaco. Después de evaluar los resultados obtenidos a partir de los prototipos propuestos, se pudo observar que hay diferencias significativas en algunos de los parámetros medidos, incluso usando sensores de bajos costes. Por lo que se puede concluir que estos dispositivos son una alternativa asequible para el desarrollo de aplicaciones de bajo costo que requiera medir y llevar el control de algunas señales fisiológicas, sobre todo en el área del mHealth.
