Detección de estados hipocinéticos y/o hipercinéticos.

Un método automatizado para la determinación de un estado discinético de una persona,

comprendiendo el método:

obtener una serie temporal de datos de un acelerómetro que se lleva en una extremidad de la persona, a lo largo de un período de tiempo prolongado durante las actividades diarias de la persona;

hacer un filtrado pasa-banda de los datos del acelerómetro para extraer los datos filtrados de una banda de interés, en el que la banda de interés tiene una frecuencia de corte inferior elegida para eliminar la componente continua y una frecuencia de corte superior que es elegida para eliminar las componentes de frecuencia superiores, las cuales, en general, no resultan de movimientos humanos normales;

extraer uno o más conjuntos de datos de aceleración de la serie temporal de los datos de aceleración; siendo cada conjunto de una duración temporal que se elige lo suficientemente pequeña como para que se determinen medidas relativamente regulares de discinesia, siendo a la vez lo suficientemente largo como para proporcionar una probabilidad razonable de que ocurra un movimiento significativo de la persona durante ese conjunto;

comparar los datos del acelerómetro con un valor umbral;

determinar una proporción de tiempo durante el cual los datos del acelerómetro permanecen por debajo del valor umbral, en el que la proporción de tiempo determinada es representativa de un tiempo de movimiento reducido (TRM); y

procesar los datos filtrados y dicha proporción de tiempo (TRM) determinada, para así determinar una medida del estado discinético.

Detección de estados hipocinéticos y/o hipercinéticos

Campo técnico

Esta invención se refiere al análisis del estado cinético de una persona mediante el seguimiento de los síntomas de movimiento para detectar discinesia o hipercinesia.

Antecedentes de la invención Una variedad de enfermedades, medicaciones, traumatismos y otros factores pueden hacer que una persona tenga síntomas de movimiento tales como discinesia, en la cual la persona se encuentra en un estado hipercinético, o bradicinesia, en la cual la persona se encuentra en un estado hipocinético.

Por ejemplo, la bradicinesia es una manifestación clave de la enfermedad de Parkinson. A menudo se administra L-Dopa, o Levodopa, a pacientes que tienen la enfermedad de Parkinson, lo cual puede tener el efecto de hacer que el paciente se vuelva discinético durante un período de tiempo después de la administración. Según avanza la enfermedad de Parkinson, la vida media de la L-Dopa se reduce y el intervalo de dosis eficaz decrece, haciendo que la regulación de la dosificación sea extremadamente difícil y compleja. Esto se resuelve normalmente mediante el incremento de la frecuencia de las dosis, a veces hasta diez dosis al día en un intento de controlar los síntomas y hacer posible que el paciente tenga una calidad de vida razonable. Por tanto, los pacientes con enfermedad de Parkinson pueden pasar por períodos de bradicinesia, discinesia y función motora normal varias veces al día y durante el transcurso de una sola dosis de L-Dopa.

Incluso aunque se alcance un régimen de dosificación satisfactorio en un momento determinado, la naturaleza progresiva de la enfermedad de Parkinson hace que los neurólogos deban revisar con regularidad los síntomas de un paciente al objeto de regular de forma eficaz la dosificación del tratamiento en curso del paciente. Sin un seguimiento objetivo y regular es muy difícil que los médicos eviten prescribir o una dosis excesiva que incrementa excesivamente los episodios de discinesia, o una dosis inadecuada que no evita los episodios de bradicinesia. Además, no hay ninguna medida objetiva para decir si un cambio en la dosis fue eficaz para mejorar los síntomas.

A partir de la observación clínica, los neurólogos expertos pueden detectar normalmente la existencia de bradicinesia o discinesia. En una aproximación, el médico que observa asigna una puntuación en el intervalo de 0 a 20 para indicar la severidad del episodio observado. La figura 1 muestra las puntuaciones dadas por tres neurólogos, en la que cada punto marcado representa las puntuaciones dadas por dos neurólogos al observar un único episodio discinético. Las puntuaciones del neurólogo 1 (triángulos) y del neurólogo 3 (círculos) están representadas frente a las puntuaciones del neurólogo 2. Como es evidente, la naturaleza subjetiva de esta aproximación por puntuación conduce a una variación considerable. En un ejemplo extremo, el neurólogo 2 puntuó un episodio discinético como de severidad 10 (bastante severo al observar que la puntuación más alta dada por el neurólogo 2 fue un 13) , mientras que el neurólogo 3 puntuó el mismo episodio como de severidad 0 (discinesia no observada) . Por tanto, a pesar de que los médicos pueden normalmente detectar discinesia y otros estados cinéticos durante la observación, estos estados no se cuantifican de forma fácil, haciendo que la regulación de la dosificación sea muy subjetiva.

Además, la observación clínica ocurre normalmente sólo durante un pequeño período de asistencia del paciente, normalmente del orden de decenas de minutos, una vez cada 6 u 8 semanas. Las fluctuaciones del estado cinético a lo largo del día y de un día al siguiente complican de forma significativa los intentos de evaluar el estado cinético del paciente. Los médicos clínicos a menudo se basan en los recuerdos del paciente y/o en diarios escritos para obtener un conocimiento del estado cinético en curso del paciente entre las citas clínicas. Sin embargo, los pacientes rara vez pueden dar puntuaciones objetivas, y el efecto de un episodio cinético puede en sí mismo hacer difícil a menudo que un paciente haga anotación alguna de la naturaleza y del momento exacto de las fluctuaciones motoras.

Otro síntoma común, de la enfermedad de Parkinson por ejemplo, es el temblor. El temblor parkinsoniano es más lento que la mayoría de las formas de temblor, con una frecuencia de 4 -6 ciclos por segundo. Comparado con otros elementos del movimiento, el temblor consiste en oscilaciones de relativamente pocos componentes de frecuencia. En el análisis espectral, aparece como un pico discreto en un reducido intervalo de frecuencias (4 - 6 Hz) , normalmente de forma clara por encima del intervalo de frecuencias del movimiento normal (inferior a 4 Hz) . El temblor ha sido objeto de numerosos estudios y es especialmente apto para ser estudiado con análisis espectral. El temblor es relativamente fácil de detectar porque es un movimiento continuo repetitivo, que da una firma sinusoidal, el cual es fácil de distinguir de los movimientos humanos normales que rara vez son tan continuos. El temblor es un problema mucho menor que la discinesia y la bradicinesia en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. Se han llevado a cabo intentos para inferir un estado bradicinético de una persona a partir de medidas del temblor, en un intento de regular la medicación. Sin embargo, para muchos pacientes no hay una correlación estrecha entre el temblor y la bradicinesia, lo que hace probable que la medicación sea administrada de forma errónea utilizando esta técnica.

Los documentos de la técnica anterior XP002717747, XP002681088, XP11098595 y la solicitud de patente de EE.UU. nº 2005/0234309 A1 describen, todos ellos, métodos para la determinación de un estado discinético de una persona.

Todo análisis de documentos, acciones, materiales, dispositivos, artículos o similares que se ha incluido en la presente especificación es únicamente con el propósito de proporcionar un contexto para la presente invención. No se debe admitir que alguno o todos estos contenidos formen parte de la técnica anterior o que fueran conocimiento común general en el campo relacionado con la presente invención porque existieran antes de la fecha de prioridad de cada reivindicación de esta solicitud.

A lo largo de esta especificación la palabra "comprender", o variaciones tales como "comprende" o "comprendiendo", se debe entender que significa la inclusión de un elemento, número entero o etapa expresado, o de un grupo de elementos, números enteros o etapas, pero no la exclusión de ningún otro elemento, número entero o etapa, o grupo de elementos, números enteros o etapas.

Compendio de la invención La presente invención se define en las reivindicaciones independientes 1, 10 y 11 y en las reivindicaciones dependientes 2 - 9.

Las realizaciones de la invención pueden ser así especialmente adecuadas para personas débiles, mayores o discapacitadas, para quienes ajustarse más de un sensor resulta poco práctico. En algunos ejemplos el acelerómetro se lleva por debajo del codo, por ejemplo en la muñeca. En otros ejemplos el sensor se puede llevar por debajo de la rodilla, por ejemplo en el tobillo.

Además, la presente descripción proporciona una determinación automatizada de un estado cinético que es, al menos, uno de entre bradicinesia y discinesia, proporcionando así una técnica que no depende de una inferencia potencialmente imprecisa de bradicinesia a partir de una medida del temblor.

En algunos ejemplos, los datos del acelerómetro se procesan con objeto de determinar tanto una medida de la bradicinesia como una medida de la discinesia.

Bradicinesia En algunos ejemplos en los que se determina una medida de bradicinesia, los datos digitales del acelerómetro se filtran pasa-banda para extraer los datos de una banda de interés. La banda de interés puede tener una frecuencia de corte inferior que se elige para eliminar la componente continua. La frecuencia de corte inferior puede estar, por ejemplo, en el intervalo de 0, 05 Hz a 1 Hz, siendo preferiblemente 0, 2 Hz. La banda de interés puede tener una frecuencia de corte superior que es elegida para eliminar las componentes de frecuencia superiores, las cuales, en general, no resultan de movimientos humanos normales. La frecuencia de corte superior puede estar, por ejemplo, en el intervalo de 3 Hz a 15 Hz, siendo preferiblemente 4 Hz. Una frecuencia de corte superior alrededor de 4 Hz puede ser beneficiosa para evitar o minimizar la influencia del temblor, el cual se encuentra normalmente por encima de 4 Hz.

Además, o alternativamente, en algunos ejemplos en los que se determina una medida de bradicinesia, un... [Seguir leyendo]

1. Un método automatizado para la determinación de un estado discinético de una persona, comprendiendo el método:

obtener una serie temporal de datos de un acelerómetro que se lleva en una extremidad de la persona, a lo largo de un período de tiempo prolongado durante las actividades diarias de la persona;

hacer un filtrado pasa-banda de los datos del acelerómetro para extraer los datos filtrados de una banda de interés, en el que la banda de interés tiene una frecuencia de corte inferior elegida para eliminar la componente continua y una frecuencia de corte superior que es elegida para eliminar las componentes de frecuencia superiores, las cuales, en general, no resultan de movimientos humanos normales;

extraer uno o más conjuntos de datos de aceleración de la serie temporal de los datos de aceleración; siendo cada conjunto de una duración temporal que se elige lo suficientemente pequeña como para que se determinen medidas relativamente regulares de discinesia, siendo a la vez lo suficientemente largo como para proporcionar una probabilidad razonable de que ocurra un movimiento significativo de la persona durante ese conjunto;

comparar los datos del acelerómetro con un valor umbral;

determinar una proporción de tiempo durante el cual los datos del acelerómetro permanecen por debajo del valor umbral, en el que la proporción de tiempo determinada es representativa de un tiempo de movimiento reducido (TRM) ; y procesar los datos filtrados y dicha proporción de tiempo (TRM) determinada, para así determinar una medida del estado discinético.

2. El método según la reivindicación 1, en el que la etapa de comparar los datos del acelerómetro con un valor umbral comprende comparar una media móvil de una ventana de los datos del acelerómetro con el valor umbral con objeto de reducir los efectos del ruido, y en el que la etapa de determinar la proporción de tiempo durante el cual los datos del acelerómetro permanecen por debajo del valor umbral comprende excluir todos los datos de cada ventana en la que la media móvil exceda el valor umbral.

3. El método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el método comprende además:

comparar los datos del acelerómetro con un valor umbral; y determinar una medida de la potencia de los datos del acelerómetro que están por debajo del valor umbral.

4. El método según la reivindicación 3, en el que la medida de la potencia de los datos que están por debajo del valor umbral comprende la potencia espectral media (SPRM) obtenida mediante la aplicación de una transformada rápida de Fourier a los datos del acelerómetro por debajo del umbral; y en el que el método comprende además calcular una varianza (VAR) de las componentes de frecuencia de los datos del acelerómetro, y calcular una puntuación DK de discinesia para la determinación de una medida de discinesia, en el que DK se calcula según una de las fórmulas: DK = A x logc (VAR x SPRM / TRM) ; DK = A x logc (VAR / TRM) ; DK = A x logc (SPRM / TRM) ; DK = A x logc (Acc x SPRM / TRM) y DK = A x logc (SPRM.RMS / TRM) ;

en donde A, c y Acc son constantes de ajuste que se pueden elegir, TRM es el tiempo de movimiento reducido y SPRM.RMS se puede obtener a partir del valor cuadrático medio de la SPRM.

5. El método según la reivindicación 4, en el que se calcula una media móvil de múltiples puntuaciones de discinesia consecutivas.

6. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además calcular una puntuación acumulada de discinesia que comprende una suma de las medidas individuales determinadas, con objeto de proporcionar una indicación acumulada de discinesia.

7. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la frecuencia de corte superior está en el intervalo 3 - 15 Hz.

8. El método de la reivindicación 7, en el que la frecuencia de corte superior es 4 Hz.

9. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el conjunto es de una duración temporal que está en el intervalo de 30 segundos a 4 minutos.

10. Un dispositivo (114) para la determinación de un estado discinético de una persona, comprendiendo el dispositivo:

un filtro pasa-banda para hacer un filtrado pasa-banda de una serie temporal de datos de un acelerómetro obtenidos a partir de un acelerómetro (21) que se lleva en una extremidad de la persona a lo largo de un período de tiempo prolongado durante las actividades diarias de la persona, para extraer los datos filtrados de una banda de interés, en el que la banda de interés tiene una frecuencia de corte inferior elegida para eliminar la componente continua y una frecuencia de corte superior que es elegida para eliminar las componentes de frecuencia superiores, las cuales, en general, no resultan de movimientos humanos normales; y un procesador configurado para:

extraer uno o más conjuntos de datos de aceleración de la serie temporal de los datos de aceleración; siendo cada conjunto de una duración temporal que se elige lo suficientemente pequeña como para que se determinen medidas relativamente regulares de discinesia, siendo a la vez lo suficientemente largo como para proporcionar una probabilidad razonable de que ocurra un movimiento significativo de la persona durante ese conjunto;

comparar los datos del acelerómetro con un valor umbral;

determinar una proporción de tiempo durante el cual los datos del acelerómetro permanecen por 15 debajo del valor umbral, en el que la proporción de tiempo determinada es representativa de un tiempo de movimiento reducido (TRM) ; y procesar los datos filtrados y dicha proporción de tiempo (TRM) determinada, para así determinar una medida del estado discinético.

11. Un producto de programa de ordenador que comprende unos medios de programa de ordenador para hacer que un ordenador ejecute un procedimiento para la determinación de un estado discinético de una persona, comprendiendo el producto de programa de ordenador:

unos medios de código de programa de ordenador para obtener una serie temporal de datos de un acelerómetro que se lleva en una extremidad de la persona, a lo largo de un período de tiempo prolongado durante las actividades diarias de la persona;

unos medios de código de programa de ordenador para hacer un filtrado pasa-banda de los datos del acelerómetro para extraer los datos filtrados de una banda de interés, en el que la banda de interés tiene una frecuencia de corte inferior elegida para eliminar la componente continua y una frecuencia de corte superior que es elegida para eliminar las componentes de frecuencia superiores, las cuales, en general, no resultan de movimientos humanos normales;

unos medios de código de programa de ordenador para extraer uno o más conjuntos de datos de aceleración de la serie temporal de los datos de aceleración; siendo cada conjunto de una duración temporal que se elige lo suficientemente pequeña como para que se determinen medidas relativamente regulares de discinesia, siendo a la vez lo suficientemente largo como para proporcionar una probabilidad razonable de que ocurra un movimiento significativo de la persona durante ese conjunto;

unos medios de código de programa de ordenador para comparar los datos del acelerómetro con un valor umbral;

unos medios de código de programa de ordenador para determinar una proporción de tiempo durante el cual los datos del acelerómetro permanecen por debajo del valor umbral, en el que la proporción de tiempo determinada es representativa de un tiempo de movimiento reducido (TRM) ; y unos medios de código de programa de ordenador para procesar los datos filtrados y dicha proporción de tiempo (TRM) determinada, para así determinar una medida del estado discinético.