Introducción

La longevidad es una transición natural del ser humano, sin embargo, en las últimas décadas la expectativa de vida se ha elevado. La oportunidad de llegar a cumplir 65 años aumentó de menos del 50%, a finales del siglo XIX, a más del 90% en países con alta esperanza de vida. Un reporte reciente sobre tendencias e indicadores poblacionales de las Naciones Unidas mostró que las poblaciones más longevas están creciendo en Asia Oriental y Sudoriental, así como en América Latina y el Caribe (¹). Ante esta situación, Costa Rica realiza esfuerzos (²) para que las personas mayores conserven un envejecimiento y capacidad funcional óptima. Dentro de estos esfuerzos el sistema de salud tiene a disposición hospitales especializados en geriatría y gerontología como el Hospital Dr. Raúl Blanco Cervantes (HBC), el cual cuenta con una modalidad de atención llamada Hospital de Día (HD). Esta atención se realiza durante el día para que los adultos mayores regresen a sus casas y no queden internados.

La vejez es un proceso natural del ser humano que refleja una disminución en capacidades cognitivas y físicas. Un envejecimiento saludable se caracteriza por lograr mantener la independencia y autonomía en el adulto mayor y para ello es necesario la incorporación de procesos de prevención y rehabilitación. Según el Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INEC) (²), (³), la población costarricense que cuenta con al menos una discapacidad es el 11,77%. De esta cifra las personas mayores de 65 años reportan la discapacidad física (46%) como la segunda causa de invalidez. Esta dificultad física está expresada como la dificultad para caminar y subir gradas. Ante esta situación, es un reto para los sistemas de salud del país y la población adulta mayor disminuir la discapacidad física como segunda causa de incapacidad en adultos mayores, la cual puede ser un factor causante de comorbilidad y/o defunciones para esta población.

En el área de la salud, la tecnología ha demostrado ser una herramienta útil para mejorar la evaluación, diagnóstico o intervención en un paciente. Algunos estudios previos han utilizado tecnología wereable o sensores que se colocan en el cuerpo para aumentar la efectividad en las mediciones de variables de marcha en adultos mayores. Por ejemplo, un estudio utilizó la prueba Timed Up and Go (TUG) para determinar si la prueba con sensores (instrumented Timed Up and Go o iTUG por sus siglas en inglés) tenía mayor precisión para clasificar adultos mayores sanos y que habían tenido el síndrome de caída (⁴). Sin embargo, se concluyó que no se obtuvieron resultados significativos entre las mediciones tradicionales y con sensores. Otros estudios han utilizado tecnología más sofisticada y han obtenido resultados exitosos acerca de la utilización de la tecnología para estas pruebas de valoración funcional (⁵), (⁶), (⁷), (⁸). Sin embargo, el uso y la aceptación de este tipo de tecnología entre los especialistas es un poco reservada.

Una de las intenciones en el uso de tecnología en el sector de salud es brindar un mejor servicio a los pacientes y facilitar la labor de los especialistas en su rutina diaria. Sin embargo, muchas tecnologías que deberían reducir los errores se han dejado de usar debido a problemas organizacionales (falta de tiempo, disponibilidad o apoyo en la gestión), por su diseño (usabilidad, funcionalidad), su impacto en el flujo de trabajo, factores éticos y sociales o, incluso, falta de conocimiento y habilidades necesarias para aplicar los instrumentos de medición (⁹), (¹⁰) (¹¹). La investigación en ingeniería de factores humanos ha demostrado que la forma en la que se implementan las tecnologías también debe diseñarse cuidadosamente para obtener beneficios y una inserción exitosa en el contexto para el que fue diseñado (¹²), (¹³).

Algunos esfuerzos realizados dentro de instituciones y organizaciones que velan por una mejor implementación de tecnologías en ambientes de la salud, han combinado la gestión, la ingeniería y las leyes para desarrollar metodologías que favorezcan su uso. Es el caso de la agencia de Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA por sus siglas en inglés) la cual regula, entre otras cosas, la manufactura de dispositivos médicos. Dentro de este marco, la implementación efectiva de la tecnología, por medio de un dispositivo médico, requiere de garantizar las buenas prácticas a través del control de la calidad en el diseño y el proceso de inserción. Este proceso conlleva etapas de planeación, entrada y salida de recursos, revisión, verificación, iteración en el diseño, validación y registro, entre otros. (¹⁴). Otro ejemplo es la Universidad de Stanford, que desarrolló un proceso estructurado de innovación para el diseño e implementación de tecnología médica. Este proceso está conformado por tres etapas (identificar, inventar e implementar), las cuales utilizan enfoques de resolución de problemas como la exploración de necesidades, generación de conceptos, verificación y validación, así como la generación de modelos de negocio y lanzamiento de producto (¹⁵). Comprender la manera más adecuada para hacer uso eficiente de la tecnología al servicio de un envejecimiento saludable es valioso.

Este estudio muestra el diseño de un sistema de medición que apoya la labor de los especialistas geriátricos al aplicar la prueba Short Physical Performance Battery (SPPB) para conocer el desempeño funcional del adulto mayor. La prueba SPPB consta de tres subpruebas que miden variables de fuerza de piernas, equilibrio y velocidad de marcha. Es una prueba de screening o diagnóstico rápido para establecer, junto a otras evaluaciones, el estado de fragilidad de un adulto mayor, por medio de la sumatoria del puntaje obtenido en cada subprueba de acuerdo a una escala de tiempo. La fragilidad se relaciona con la discapacidad, comorbilidad y eventos adversos como la muerte por lo que aplicar esta prueba es una manera de detectar, clasificar y planificar las intervenciones adecuadas al paciente. Como todas las pruebas de desempeño corto, la SPPB se aplica de manera manual con la única ayuda de un cronómetro digital comúnmente utilizado en un reloj de pulsera o en el teléfono celular. Por medio de las observaciones y entrevistas se establecieron varios factores que afectan la aplicación de la prueba y los puntajes en cada subprueba y, por lo tanto, la clasificación del adulto mayor en un estado específico de fragilidad. Esto genera incertidumbre en la fiabilidad de los datos e impacta directamente en el estado físico real del paciente. Además, dichos factores influyen en el tiempo de aplicación de la prueba y perjudica el tiempo de consulta destinado para cada paciente de 30 minutos. Es por esta razón que se identifica la oportunidad de implementar recursos tecnológicos para mejorar el tiempo de aplicación de la prueba y la fiabilidad de los datos, por medio del diseño de un sistema de medición, un protocolo para la aplicación de la prueba y una propuesta metodológica para implementarla en centros de rehabilitación.

Para realizar la prueba de equilibrio el paciente debe colocarse en bipedestación con los pies en tres posiciones secuenciales (pies paralelos, semitándem y tándem). El paciente debe mantener el equilibrio por 10 segundos en cada posición para obtener un valor máximo de 4 puntos. La prueba de velocidad de marcha mide el tiempo que tarda el adulto mayor en recorrer a ritmo normal una distancia de 4 o 6 metros. Dependiendo de los segundos de duración, se le asigna un puntaje en un rango de 1 a 4 puntos. La tercera prueba mide el tiempo que tarda el paciente en levantarse y sentarse, 5 veces consecutivas, en una silla con los brazos cruzados y realizando dichas repeticiones lo más rápido posible. El puntaje asignado va de 1 a 4 puntos dependiendo de los segundos de duración. Al final del proceso se suman los puntajes de las 3 pruebas y el resultado determina el estado en que se encuentra el adulto mayor. Un puntaje menor a 10 implica un criterio de fragilidad, entre discapacidad, pre fragilidad o fragilidad (¹⁶) (¹⁷). Esto le permite al especialista poder realizarla intervención adecuada y asignarle una rehabilitación que se adecúe al criterio de fragilidad establecido.

Metodología

En este estudio se desarrollaron tres etapas (figura 1). Para este proceso se utilizó como referencia la metodología de Diseño y desarrollo de producto de Ulrich y Eppinger (¹⁸), cuyo enfoque integral para el proceso de desarrollo de productos facilita la resolución de problemas y toma de decisiones. Además, se consultó la metodología de Biodiseño (¹⁵) para la creación de tecnologías médicas, la cual tiene un enfoque de innovación en productos y servicios utilizando equipos interdisciplinarios para su identificación, ideación e implementación en entornos de salud.

Figura 1 Esquema metodológico del Proyecto. 

Resultados

De acuerdo al problema planteado de poca fiabilidad de los datos y tiempos de aplicación de la prueba y después de un análisis de puntos críticos para cada sub prueba con el fin de definir los principales reprocesos en la aplicación de la prueba SPPB, se establecieron las causas y sus efectos respectivos (cuadro 1).

Junto con los expertos y realizando un trabajo iterativo de observación y discusión, se definieron importancias relativas para cada factor con el fin de asignar prioridades en el diseño del sistema. El resultado es una valoración numérica subjetiva de importancia para satisfacer las necesidades del especialista. La escala se divide en tres niveles: 1. Abordar esa causa no mejora la aplicación de la prueba, 2. Sería bueno abordar esa causa y 3. Abordar la causa es crítico para mejorar la aplicación de la prueba. Los que tienen la mayor importancia son el tipo de paciente, el procedimiento para realizar la prueba, el diseño de registro y base de datos, la herramienta de medición e instalación de materiales. Los especialistas consideraron que abordar estos factores podría aumentar la fiabilidad de los datos y reducir el tiempo de aplicación de la prueba. Como segunda importancia relativa están la experiencia del especialista que aplica la prueba, la comunicación hacia el adulto mayor antes y durante la prueba, el proceso, el tiempo de consulta y el espacio designado. Estos factores son deseables de abordar, pero no son determinantes para mejorar la aplicación de la prueba y reducir la desconfianza de los datos. El resto de factores son dependientes de terceros y en los cuales los especialistas no pueden tener control (importancia relativa de 1).

Cuadro 1 Causas, efectos y su importancia relativa de acuerdo a los especialistas. 

Las causas a mejorar requieren de variables de diseño para saber cómo manejar las necesidades del usuario. Para ello se establecen requerimientos y, por lo tanto, especificaciones de diseño las cuales se vuelven métricas a seguir y requisitos que no pueden faltar en el sistema. El cuadro 2 muestra, de acuerdo a los factores e importancias relativas, los requerimientos y las características ingenieriles para el sistema de medición. El diseño tiene como prioridad establecer un sistema que incluya las características físicas y cognitivas de los adultos mayores que sean aptos para realizarla la prueba.

Cuadro 2 Requerimientos y especificaciones asociadas al factor. 

Esto quiere decir que, el especialista debe de aplicar la prueba con facilidad, sin ninguna sobrecarga de información o distracción causada por información innecesaria. Además, el sistema deber contar con un protocolo detallado del procedimiento para evitar incurrir en el mal uso del instrumento de medición, evitar tiempos de reacción que perjudiquen la medición o datos con un registro incorrecto. Para ello el sistema de registro y visualización de datos debe ser intuitivo y que no le demande al especialista mayor intervención. Adicional a este requisito, el sistema debe permitir un acceso a la información posterior a la prueba con el fin de observar la evolución del estado físico del paciente. La tecnología que se implemente para la medición del tiempo debe restringir el error humano y el tiempo de reacción del especialista. Un registro automático permite que el especialista solo se preocupe por la seguridad del paciente durante la prueba. Finalmente, los materiales que apoyen la prueba deben ser seguros para el paciente y de fácil colocación, al mismo tiempo que impidan la manipulación por terceros antes o durante la prueba. Los requerimientos de segundo y tercer nivel están detallados en el cuadro 2.

Desarrollo de conceptos y propuestas de diseño

Se realizó un análisis de las tecnologías existentes en el mercado que puedan realizar mediciones cinéticas y cinemáticas, con el fin de facilitar la toma de datos en un tiempo determinado. Se puede observar en la tabla 3 un resumen de las tecnologías propuestas, así como sus ventajas y desventajas. La selección y conveniencia del tipo de tecnología a desarrollar se estableció de acuerdo a las necesidades, requerimientos y especificaciones planteadas, es por esta razón que se seleccionaron los sistemas de tapiz instrumentado y plataforma de fuerza con la utilización de sensores y actuadores para el diseño del sistema de medición. El factor tipo de paciente descartó las tecnologías que deben colocar o ajustar algún elemento al adulto mayor (plantillas instrumentadas, cámaras de video y electromiografía). Esto para resguardar la seguridad del adulto mayor (posibles lesiones sobre la piel) y evitar que los elementos puedan caerse por un mal ajuste. Finalmente, el registro electrónico, si bien es una opción tecnológica que viene incorporada con algunos de estos sistemas, la opción de diseñar y proponer una mejor visualización de datos generales y estadísticos, así como la conexión con otros programas utilizados por los sistemas de salud (EDUS o privados) es de considerar separadamente.

Una vez seleccionadas las tecnologías con las cuales trabajar, se utilizaron procesos de generación de conceptos e ideación (¹⁸, ¹⁵) con los cuales se definieron tres conceptos de diseño. Las ventajas y desventajas se compararon con respecto a los requerimientos y especificaciones.

Se creó una matriz de toma de decisión en donde se multiplicó el valor de la importancia relativa de cada requerimiento por un valor percibido de cumplimiento entre el sistema y dicho factor (del 1 al 10 en donde 10 es cumplimiento total del requerimiento). El prototipo del concepto seleccionado fue probado con la ayuda de la Asociación Cartaginesa de Atención a Ciudadanos de la Tercera Edad (ASCATE), un centro diurno modelo el cual cuenta con más de 100 adultos mayores a su cuidado. Durante la prueba de verificación, el sistema tuvo varias observaciones: el material utilizado puede generar tropiezos, los botones de accionamiento deben ser más grandes porque no contemplan el movimiento del especialista, es importante incorporar una señal de aviso cuando una prueba se termina, los módulos de equilibrio deben tener demarcaciones más llamativas. La prueba de funcionalidad de la tecnología arrojó que los sensores de presión deben colocarse en mayor número por área, se debe mejorar el rango de detección de movimiento para el módulo de velocidad y se debe de mejorar el área de colocación de la computadora portátil que almacena y muestra los datos.

Después de estas conclusiones con el primer prototipo, se volvió a realizar el proceso de diseño pensando también en la estandarización de piezas. El resultado conceptual es un sistema tecnológico que puede medir, en las tres sub pruebas, los tiempos de aplicación automáticamente sin la necesidad de utilizar otra herramienta (su teléfono celular o un reloj digital). El diseño seleccionado (figura 2) consta de dos subsistemas principales: medición y registro (cuadro 4). El sistema de medición se divide en dos módulos. El primero se encarga de detectar señales de presión para medir el tiempo en la prueba de equilibrio y la prueba de levantarse de la silla por medio de un tapiz instrumentado que utiliza sensores de fuerza resistivos. Este módulo (figura 3) cuenta con un espacio para colocar las patas delanteras de la silla y así poder sujetarla al tapete. Además, tiene un accesorio el cual se coloca en las patas traseras de la silla, estabilizándola cuando el paciente se sienta. Este módulo de tapete está configurado para que las posiciones de los pies en la prueba de balance y levantarse de la silla sean intuitivas y fáciles de comunicar para el especialista, solamente es necesario indicar el color en el que se debe posicionar y es más sencillo para el adulto mayor seguir las instrucciones. Cuenta con botones para que el especialista pueda accionar el cronómetro con el pie (inicio y reinicio). No es necesario que el especialista detenga la prueba pues si el paciente se desbalancea, el sensor lo detecta inmediatamente y capta el tiempo en el que estuvo en equilibrio. Por medio de una indicación auditiva de baja carga cognitiva, el especialista sabrá cuándo el sistema ha terminado de contar el tiempo. El segundo módulo de medición se encarga de captar el movimiento de inicio y final durante el recorrido por medio de sensores de movimiento. El especialista, por medio del software indica que quiere pasar de prueba y activa los sensores de movimiento al pulsar el botón de inicio, una vez que el paciente pase por el primer sensor, el programa iniciará el conteo del tiempo hasta que pase cerca del segundo sensor de movimiento al final del recorrido. El sistema avisará cuando esté listo para iniciar el segundo intento y el adulto mayor iniciará el recorrido junto al especialista.

Cuadro 3. Tecnologías y su funcionamiento en cada prueba. Ventajas y desventajas de las mismas.

Después de realizar la verificación funcional del prototipo, se decidió prescindir del tapete de 4 metros que guiaba el recorrido, pues se vio el riesgo de caída o lesiones al caminar sobre el mismo. En esta propuesta se plantea la instalación de los sensores de movimiento en una pared, con lo que se asegura la poca manipulación de los mismos, el correcto ajuste del sensor en la distancia apropiada para el funcionamiento, la disminución de pasos en la colocación del sistema posibles tropiezos con los componentes. El subsistema de registro se encarga de recibir, interpretar y mostrar los tiempos obtenidos de cada sensor y, por lo tanto, el puntaje final para la prueba. Tanto el sistema computacional como la visualización de datos deben ser diseñados. Estos dos subsistemas, de medición y registro, eliminan el problema de tiempos de reacción o errores humanos a la hora de medir el tiempo, así como el registro de los datos de la prueba. Aumentando la fiabilidad de los datos y disminuyendo actividades que generan reprocesos. Una vez que las pruebas terminen, el fisioterapeuta o geriatra cuentan con la información necesaria para continuar con la evaluación del adulto mayor.

Otros sistemas incluyen el almacenamiento del equipo, el cual sirve como protección para guardar el tapete instrumentado y accesorios (tope de seguridad para la silla y cargador del tapete) y como apoyo para la computadora o tablet que brinda el control para elegir las pruebas y visualizar los datos en tiempo real. Los elementos de señalización permiten mostrar con facilidad al adulto mayor las áreas en donde tiene que posicionarse y el camino a recorrer. Además, le da facilidad al especialista para dar las indicaciones al referirse a los elementos visuales de posición, distancia y uso del sistema. La señal auditiva, permite conocer la finalización del cronómetro entre pruebas. Los subsistemas de ajuste y sujeción son diseñados de manera que sean fáciles de manipular (el tapete hacia diferentes formas de sillas) y se puedan sustituir en caso de necesitarlo (elementos estándares como tornillos, canaletas, etc).

Figura 2 Esquema del sistema de medición propuesto. 

Figura 3 Módulo de medición de presión para la prueba de balance y levantarse de la silla. 

Cuadro 4 Subsistemas, componentes y funciones en relación con el tipo de prueba. 

Protocolo

El uso de tecnología en un proceso de valoración funcional no es común dentro de la práctica geriátrica. Es por ello, que al implementar recursos tecnológicos dentro de una prueba de desempeño físico aplicada de manera manual es necesario establecer pautas e instrucciones para que la aplicación de la prueba SPPB, por medio del sistema de medición en centros de salud como el HBC, sea efectiva. Para realizar el protocolo de incorporación tecnológica se utilizaron como referencia diagramas de flujo que permitieron observar y analizar la aplicación de la prueba con el uso de la tecnología se pudo comprobar la eliminación de reprocesos con respecto a la aplicación actual como la explicación inicial de las posturas, recolocación del adulto mayor en el espacio, finalización de cronómetros, registro de puntajes o errores en la medida por tiempos de reacción lenta y uso del cronómetro. Actividades que son sustituidas o mejoradas por la tecnología. Otro beneficio del sistema es la aplicación de la prueba en un solo lugar, lo que elimina traslados a otros espacios (para aplicar la prueba de velocidad).

Dentro de los primeros pasos del protocolo (cuadro 5) está una inspección al lugar para conocer el contexto en donde se instalará el sistema de medición, si el lugar no cuenta con ciertos requisitos es necesario analizar la posibilidad de ajustar el sistema. Los requisitos con los que debe de contar el centro de salud para poder implementar el sistema son: destinar un lugar con más de cuatro metros de largo para ubicar el sistema. Es preferible que no sea un pasillo de emergencia sino un espacio que se pueda utilizar por un tiempo corto mientras se aplica la prueba. No debe ser un espacio en donde terceros puedan ocupar con facilidad los elementos (una entrada o salida del edificio). Es necesario utilizar una silla cerca y exclusiva para el uso de la prueba. Los sensores de movimiento deben ser instalados en la pared, a una altura máxima de 10 cm del suelo, esto se debe a que la distancia de sensado debe de identificar la parte baja de la pierna del paciente. El sistema de almacenamiento cuenta con un cierre de seguridad con lo que es necesario asignar responsables para tener acceso al módulo de presión. Para el uso del sistema, es necesario contemplar ciertas actividades (figura 4) que permitan el buen funcionamiento del mismo

Cuadro 5 Protocolo de implementación con responsables. 

Figura 4 Pasos a contemplar para el uso del sistema de medición. 

Conclusiones

La aplicación de la tecnología para procesos de valoración funcional en el adulto mayor trae ventajas y beneficios tanto para el especialista como para el adulto mayor. El sistema desarrollado en este estudio mejora la fiabilidad de los datos obtenidos en la prueba SPPB al utilizar mediciones de tiempo detectadas inmediatamente. Además, este sistema reduce el tiempo de aplicación al establecer un protocolo de uso y estandarizar el proceso. Por medio del planteamiento de un protocolo, la tecnología tiene mayor posibilidad de aceptación por parte de los profesionales y permiten un mayor control en el proceso de valoración del adulto mayor y una mejora en el registro.

La aplicación de tecnología abre nuevas posibilidades en los centros de salud para realizar valoraciones más exactas, reducir retrabajos en los procedimientos y permitirle al especialista cuidar de la seguridad del paciente mientras realiza la prueba. Además, el sistema abre la oportunidad de validar la prueba SPPB en el país con población costarricense, ya que los tiempos definidos en el test son establecidos con poblaciones europeas y norteamericanas.