Evaluación de las medidas de la estabilidad postural estática empleando clúster
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
La pérdida somatosensorial de los amputados por debajo de rodilla (transtibiales) implica una serie de cambios en la postura estática bipedestada, lo que conlleva a la afectación del comportamiento del centro de presión (CoP). Se valida el desempeño de dos medidas convencionales del CoP (desplazamiento del CoP y velocidad del CoP) utilizadas para la caracterización de la estabilidad postural estática (EPE) empleando algoritmos de aprendizaje automático no supervisados tipo clúster, aplicados a dos grupos poblacionales: el grupo control corresponde a sujetos no amputados y el grupo de amputados a sujetos con amputación transtibial. Se precisan escenarios para cada uno de los algoritmos haciendo uso de la teoría de la información como método de clasificación, así mismo se realiza normalización de los datos a través de binning. En las dos medidas del CoP (velocidad y desplazamiento) se identificaron dos agrupaciones, correspondientes a los grupos examinados. Se observó una diferencia significativa entre los grupos, particularmente en la velocidad del CoP, de allí que sea la mejor variable discriminante. El presente estudio permite guiar a los profesionales interesados en el tema acerca de la variable a emplear al analizar la EPE, así como hacer uso de los datos para apoyar la parte de alineación de prótesis
Esperanza Camargo Casallas, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia
https://orcid.org/0000-0002-3600-4666
Enrique Yamid Garzón, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia
https://orcid.org/0000-0001-9498-6349
Dirección Contra Minas. Víctimas de minas antipersonal y municiones sin explosionar [Internet]. Presidencia de la República de Colombia. 2020 [citado 2018 Oct 3]. p. 8. Disponible en: http://www.accioncontraminas.gov.co/Estadisticas/Paginas/Estadisticas-de-Victimas.aspx
Kendell C, Lemaire ED, Dudek NL, Kofman J. Indicators of dynamic stability in transtibial prosthesis users. Gait Posture [Internet]. 2010;31(3):375–9. Disponible en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20138523 DOI: https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2010.01.003
Kolarova B, Janura M, Svoboda Z, Elfmark M. Limits of stability in persons with transtibial amputation with respect to prosthetic alignment alterations. Arch Phys Med Rehabil [Internet]. 2013;94(11):2234–40. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.apmr.2013.05.019 DOI: https://doi.org/10.1016/j.apmr.2013.05.019
Curtze C, Hof AL, Postema K, Otten B. The relative contributions of the prosthetic and sound limb to balance control in unilateral transtibial amputees. Gait Posture [Internet]. 2012 Jun [citado 2013 May 15];36(2):276–81. Disponible en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22525420 DOI: https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2012.03.010
Sabatini AM. Analysis of postural sway using entropy measures of signal complexity. Med Biol Eng Comput. 2000;38(6):617–24. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02344866
Rhea CK, Kiefer AW, Haran FJ, Glass SM, Warren WH. A new measure of the CoP trajectory in postural sway: Dynamics of heading change. Med Eng Phys [Internet]. 2014;36(11):1473–9. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.medengphy.2014.07.021 DOI: https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2014.07.021
Baig S, Dansereau RM, Chan ADC, Remaud A, Bilodeau M. Cluster Analysis of Center-of-Pressure Measures. Int J Electr Comput Eng. 2012;1(1). DOI: https://doi.org/10.11159/ijecs.2012.002
Luengas C. LA, Toloza DC. Análisis de estabilidad en amputados transtibiales unilaterales. UD Editorial, editor. Bogota: UD Editorial; 2019. 170 p.
Safi K, Mohammed S, Amirat Y, Khalil M. Postural stability analysis – A review of techniques and methods for human stability assessment. In: Fourth International Conference on Advances in Biomedical Engineering (ICABME). 2017. p. 3–6. DOI: https://doi.org/10.1109/ICABME.2017.8167565
Błaszczyk JW. The use of force-plate posturography in the assessment of postural instability. Gait Posture. 2016;44. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2015.10.014
Luengas C. LA, Toloza DC. Application of wavelet transform to stability analysis in transtibial amputees. Investig e Innovación en Ing. 2020;8(1):214–25. DOI: https://doi.org/10.17081/invinno.8.1.3640
Luengas-C. LA, Toloza DC. Frequency and Spectral Power Density Analysis of the Stability of Amputees Subjects. TecnoLógicas. 2020;23(48):1–16. DOI: https://doi.org/10.22430/22565337.1453
Janusz BW, Beck M, Szczepańska J, Sadowska D, Bacik B, Juras G, et al. Directional measures of postural sway as predictors of balance instability and accidental falls. J Hum Kinet. 2016 Sep 1;52(1):75–83. DOI: https://doi.org/10.1515/hukin-2015-0195
Ramírez JS, Duque-Méndez N. Evaluation of Unsupervised Machine Learning Algorithms with Climate Data. Ing y Desarro. 2022;40(2):131–65. DOI: https://doi.org/10.14482/inde.40.02.622.553
Blandón Andrade JC, Castaño Gil KE, Tibaquirá Giraldo JE. Development of a Computational Tool to Evaluate the Energy Diversification of Transportation Systems in Colombia. Ing y Desarro. 2022;40(2):166–86. DOI: https://doi.org/10.14482/inde.40.02.620.986
Chakrabarti S, Cox E, Frank E, Güting RH, Han J, Jiang X, et al. Data Mining. Know It All. Morgan Kaufmann Publishers, editor. Burlington: Elsevier Inc; 2009. 811 p.
Wierzchón ST, Kłopotek MA. Cluster Analysis. In: Modern Algorithms of Cluster Analysis,. Springer International Publishing; 2018. p. 469–517. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-69308-8
Gallardo JA. Análisis de Datos Multivariantes [Internet]. Universidad de Granada. 2020 [citado 2020 Dec 11]. Disponible en: https://www.ugr.es/~gallardo/
Witten IH, Frank E, Hall MA, Pal CJ. Data Mining: Practical Machine Learning Tools and Techniques. Data Mining: Practical Machine Learning Tools and Techniques. Elsevier; 2017. 654 p.
Shannon CE. A mathematical theory of communication. Bell Syst Tech J [Internet]. 1948;27(July 1928):379–423. Disponible en: http://cm.bell-labs.com/cm/ms/what/shannonday/shannon1948.pdf DOI: https://doi.org/10.1002/j.1538-7305.1948.tb01338.x
Ottobock. Prótesis miembro inferior [Internet]. 2013 [citado 2019 Nov 18]. Disponible en: http://www.ottobock.com.co/prosthetics/
Novel.de. The pedar® system [Internet]. Novel GmbH. 2019 [citado 2014 May 11]. Disponible en: http://www.novel.de/novelcontent/pedar
Ihlen EAF, Skjæret N, Vereijken B. The influence of center-of-mass movements on the variation in the structure of human postural sway. J Biomech [Internet]. 2013;46(3):484–90. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.jbiomech.2012.10.016 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2012.10.016
Hlavackova P, Franco C, Diot B, Vuillerme N. Contribution of each leg to the control of unperturbed bipedal stance in lower limb amputees: New insights using entropy. PLoS One. 2011;6(5):1–4. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0019661
Molero-Sánchez A, Molina-Rueda F, Alguacil-Diego IM, Cano-de la Cuerda R, Miangolarra-Page JC. Comparison of stability limits in men with traumatic transtibial amputation and a nonamputee control group. PM R. 2015;7(2):123–9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pmrj.2014.08.953
Claret CR, Herget GW, Kouba L, Wiest D, Adler J, Von Tscharner V, et al. Neuromuscular adaptations and sensorimotor integration following a unilateral transfemoral amputation. J Neuroeng Rehabil. 2019;16(1). DOI: https://doi.org/10.1186/s12984-019-0586-9
Barnett CT, Vanicek N, Polman RCJ. Postural responses during volitional and perturbed dynamic balance tasks in new lower limb amputees: A longitudinal study. Gait Posture [Internet]. 2013 Mar [citado 2013 Mar 17];37(3):319–25. Disponible en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22921490 DOI: https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2012.07.023
Ku PX, Azuan N, Osman A, Abu W, Wan B. Balance control in lower extremity amputees during quiet standing : A systematic review. Gait Posture. 2014;39:672–82. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2013.07.006
Aceptado 2023-09-18
Publicado 2023-06-26
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los autores que publican en esta revista están de acuerdo con los siguientes términos:
Los autores ceden los derechos patrimoniales a la revista y a la Universidad del Valle sobre los manuscritos aceptados, pero podrán hacer los reusos que consideren pertinentes por motivos profesionales, educativos, académicos o científicos, de acuerdo con los términos de la licencia que otorga la revista a todos sus artículos.
Los artículos serán publicados bajo la licencia Creative Commons 4.0 BY-NC-SA (de atribución, no comercial, sin obras derivadas).