Cómo la nueva tecnología de detección de movimiento puede ayudar a estandarizar la atención del dolor de espalda

Los sistemas de salud digitales pueden indicar a los médicos cuándo el riesgo de enfermedad cardíaca de alguien requiere un medicamento para reducir el colesterol o si las inyecciones de insulina están justificadas para una persona con diabetes tipo 2.

Pero para millones de pacientes con dolor lumbar, las decisiones de atención dependen en gran medida de medidas subjetivas de la incomodidad del paciente, lo que a menudo conduce a pruebas y tratamientos costosos (el dolor de espalda es el el tercer gasto más alto en atención médica de EE. UU.después de la diabetes y las enfermedades del corazón) que no necesariamente ofrecen una solución permanente.

Los investigadores médicos y de ingeniería de la Universidad Estatal de Ohio están desarrollando un enfoque de sistema de salud digital diseñado para mejorar la toma de decisiones clínicas sobre el dolor de espalda. Después de completar una serie de estudios que prueban mediciones precisas y objetivas que han perfeccionado en el laboratorio, el equipo tiene como objetivo aplicar las prácticas basadas en datos para la evaluación y reparación de problemas de espalda provocados por una disfunción en la columna.

En un estudio reciente publicado en Biomecánica Clínica, los investigadores combinaron medidas de dolor y discapacidad autoinformadas con datos de un sistema portátil de detección de movimiento para evaluar la función de la parte baja de la espalda en pacientes de cirugía de fusión lumbar. Si bien el alivio del dolor posoperatorio y la menor discapacidad fueron autoinformados dentro de las seis semanas, las métricas objetivas no detectaron una mejora funcional real en la columna durante al menos seis meses después de la cirugía.

Estas medidas precisas basadas en el movimiento, y su inclusión en una creciente base de datos nacional de puntuaciones de la función de la columna vertebral de los pacientes y otros datos médicos, podrían formar la base de una toma de decisiones clínicas más objetiva para los pacientes quirúrgicos, concluyeron los investigadores.

«Simplemente no se puede preguntar a las personas cómo se sienten con respecto a su espalda», dijo el autor principal William Marras, director ejecutivo del Instituto de Investigación de la Columna Vertebral en el estado de Ohio.

«Para el dolor de espalda, se les pide a las personas que califiquen cómo se sienten en una escala del 1 al 10. Pero dado que no tiene receptores de dolor en el disco, ¿qué significa eso? Nuestra tecnología trata de brindar métricas objetivas al problema y mire no solo cómo se sienten las personas con respecto a su dolor de espalda, sino también mida cuantitativamente cómo sus movimientos son diferentes y qué significa eso en términos de biomecánica», dijo Marras, profesor de ingeniería de sistemas integrados con citas académicas de la Facultad de Medicina en ortopedia, neurocirugía y medicina física y rehabilitación.

El laboratorio de Marras ha estado estudiando las fuerzas de la vida diaria en la columna durante décadas y desarrolló el primer sensor de espalda portátil hace 30 años para evaluar cómo los movimientos al realizar una variedad de tareas en una variedad de entornos afectan la espalda. Más recientemente, su equipo ha adaptado estos dispositivos con chips disponibles en el mercado, que generalmente se encuentran en los teléfonos celulares, que nos dicen dónde estamos en el espacio.

El sistema, llamado «Conity», cuenta con un monitor de movimiento lumbar clínico que está equipado con sensores de chip montados en la parte superior de la espalda y arneses de cintura para capturar la «firma de movimiento» tridimensional de una persona durante la realización de una serie de movimientos estandarizados. Las tecnologías combinadas producen datos cuantitativos no solo sobre el rango de movimiento, sino también sobre la velocidad y la aceleración del movimiento, cifras que la investigación de Marras ha encontrado que son más informativas para comprender la función de la columna.

Los 121 pacientes de cirugía de fusión lumbar en el estudio fueron evaluados una vez antes y cinco veces después de la cirugía en flexión hacia adelante y hacia atrás, flexión de lado a lado y rotación de la columna. Para determinar su puntaje de rendimiento funcional, sus datos individuales se compararon con una medida compuesta basada en datos recopilados de controles sanos. Los participantes también completaron cuestionarios para evaluar su dolor, discapacidad, conductas de evitación del miedo y calidad de vida al inicio y en las visitas posoperatorias.

Las primeras mejoras significativas en el rendimiento funcional basadas en datos de detección de movimiento no se observaron en estos pacientes hasta seis meses después de la cirugía, y la función progresó constantemente durante los siguientes 18 meses. Pero los pacientes informaron mejoras significativas en el dolor, la capacidad y la evitación del miedo tan pronto como seis semanas después de la cirugía.

Si bien el alivio del dolor es importante, los investigadores anotaron que las evaluaciones funcionales objetivas pueden ser un mejor indicador de cuándo es seguro volver a las actividades normales después de la cirugía de fusión espinal.

«Nuestra tecnología es capaz de observar, 1, si tiene o no una discapacidad en la espalda, y 2, ¿cuál es su estado? ¿Está mejorando, está empeorando, está progresando o está fuera de escala?» Marras dijo. «Cuando estás dañando la espalda, y particularmente los discos, no sabes cuándo ocurre el daño porque tenemos muy pocos receptores nerviosos en el disco. Podrías estar dañando y la gente nunca lo sabría».

El uso de Marras de los monitores de movimiento en un anterior estudiar despertó el interés militar y generó fondos del Departamento de Defensa para la tecnología, de modo que pudiera usarse para evaluar la función de la columna vertebral en las tripulaciones aéreas, un grupo de miembros del servicio que se sabe que experimentan dolor lumbar.

«En el mundo de los trastornos de la parte baja de la espalda, se trata de no dejar que continúe durante meses o años hasta que se ponga realmente mal, porque entonces es muy difícil de abordar», dijo Marras. «Los líderes militares con los que hablamos piensan que esto podría llevar a las tripulaciones a la solución correcta y evitar problemas en el futuro.

«Eso nos permitió reforzar nuestras bases de datos, desarrollar mucho más la tecnología y convertir esto en una plataforma de sistema de salud digital que podría ayudar a muchas personas en el ejército a resolver sus problemas. Y esa ha sido una plataforma de lanzamiento que abrió oportunidades con los Institutos Nacionales de Salud para hacer lo mismo».

Más allá de la información de los cuestionarios de los pacientes y los datos de detección de movimiento, los investigadores también están incorporando resultados de imágenes médicas y documentación de registros médicos electrónicos en la base de datos para proporcionar evaluaciones altamente individualizadas y ampliar el poder analítico de la plataforma.

Marras es co-investigador principal sobre la participación del estado de Ohio en un próximo estudio financiado con fondos federales. ensayo clínico para evaluar los tratamientos de la columna, y continúa recopilando datos de sensores de movimiento en personas con y sin dolor de espalda independientemente de ese ensayo. Su equipo también ha desarrollado un software clínico para expandir la disponibilidad de pruebas de sensores de movimiento en todo el país.

«Estamos construyendo una plataforma informática sistemática que podríamos distribuir en cualquier parte del país», dijo. «Nuestra esperanza es que al colaborar con diferentes universidades, podamos construir una base de datos lo suficientemente grande como para que podamos usar la inteligencia artificial y el aprendizaje automático para cortar y descubrir qué es lo más importante. Creemos que lo sabemos, pero un Un análisis sofisticado de toneladas y toneladas de datos podría ayudarnos a encontrar cualquier cosa que nos falte».

Los coautores del estudio de cirugía de fusión lumbar, todos del estado de Ohio, incluyeron a Safdar Khan, Prasath Mageswaran, Guy Brock, Mariah Eisner y Sue Ferguson.