Rehabilita tecn20130412 gertech

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Presentacion nº 3 dia 12 de abril 2013
Carlos Hernández de ISCIII

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Rehabilita tecn20130412 gertech

  1. 1. Carlos Hernández SalvadorCoordinador de ProyectosUnidad de Investigación en Telemedicinay e-SaludInstituto de Salud Carlos IIIGerTech 2013Proyecto REHABILITA:Tecnologías disruptivas pararehabilitaciónASPAYM. Madrid 12 abril 2013
  2. 2. Proyecto CEN 2009-1043Ministerio de Industria (CDTI) (15 Meuros)Consorcio: GMV (Coord.), 20 partnersObjetivo: I+D de tecnologías futuras para rehabilitationEscenarios clínicos: Rehabilitación cognitiva Rehabilitación funcional Rehabilitación cardiaca Rehabilitación respiratoriaREHABILITA - Tecnologías disruptivas para larehabilitación del futuro
  3. 3. Contexto (1)3 La medicina avanza ayudada por la tecnología Ingeniería BiomédicaUIMP- Santander- 2 de Julio 2010
  4. 4. Contexto (2)No se ha producido en rehabilitación una revolución tecnológicacomo en otros campos clínicos (neurología, cardiología, y otros)
  5. 5. Nuevo paradigmaRehabilitación personalizada, monitorizaday ubícua, con una valoración contínua dela eficacia y eficiencia de losprocedimientos, con capacidad de generarconocimiento que impulse la ruptura delparadigma actual, en unos términossostenibles para la sociedad.
  6. 6. Tecnologías disruptivasTejidos sensoactivosEntornos Virtuales Interactivos y Contextuales Vídeo interactivo Realidad virtual Eye-trackingDispositivos Biónicos HíbridosMinería de datos, Algoritmos adaptativos inteligentes6
  7. 7. Ciclo de la rehabilitación7Definición Monitorización Ejecución EvaluaciónAdaptaciónConocimientoy evidencia
  8. 8. Tecnologías necesarias8Definición Monitorización Ejecución EvaluaciónAdaptaciónHerramienta dedefinición deterapiasDispositivoBiónicoHíbridoTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparenteSistemasInteligentesde Análisisde DatosEntorno VirtualUbicuoConocimientoy evidenciaExtracción yGeneración deConocimientoAlgoritmosInteligentesdeAdaptaciónNuevos escenariosRehabilitaciónCentro día, gimnasio, domicilio
  9. 9. (1) Modelado de procesos9Definición Monitorización Ejecución EvaluaciónAdaptaciónHerramienta dedefinición deterapiasConocimientoy evidenciaVisión integrada, optimización y planificación:Definición de escenarios de rehabilitaciónDefinición de modelos disfuncionalesDefinición de nuevas ontologíasModelos alterados experimentalesEjemplo: AVD en rehabilitación funcional: cogeruna percha, hervir agua, abrir un armario, etc.
  10. 10. (1) Modelado de procesos10Definición Monitorización Ejecución EvaluaciónAdaptaciónHerramienta dedefinición deterapiasConocimientoy evidenciaVisión integrada, optimización y planificación:InputSecuenciadeActividadesOutput¿Cómo es?¿Cómodebe ser? Lenguajes de notación gráfica (UML,BPMN)
  11. 11. (1) Modelado de procesos11Definición Monitorización Ejecución EvaluaciónAdaptaciónHerramienta dedefinición deterapiasConocimientoy evidenciaVisión integrada, optimización y planificación:
  12. 12. (1) Modelado de procesosDefinición Monitorización Ejecución EvaluaciónAdaptaciónHerramienta dedefinición deterapiasConocimientoy evidenciaVisión integrada, optimización y planificación:Modelos alterados experimentalesEjemplo: AVD en rehabilitación funcional: cogeruna percha, hervir agua, abrir un armario, etc.Comparación Patrón Normalidad vs. PatrónPatológico en AVDInformación necesariapara algoritmos deadaptación terapéutica
  13. 13. (1) Modelos disfuncionales13Metodología de captura de datos:
  14. 14. (2) Monitorización14Definición Monitorización Ejecución EvaluaciónAdaptaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparenteConocimientoy evidenciaMonitorizaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparente Estado y evolución del paciente: variablesfisiológicas, cognitivas y físicas Actividades de rehabilitación del paciente Actividades de Vida Diaria (AVD) Plasticidad del modelo disfuncional Interacción paciente-tecnología
  15. 15. (2) Monitorización15Definición Monitorización Ejecución EvaluaciónAdaptaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparenteConocimientoy evidenciaMonitorizaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparenteMonitorizaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparenteMonitorización de interacción cognitiva
  16. 16. (2) Monitorización16Definición Monitorización Ejecución EvaluaciónAdaptaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparenteConocimientoy evidenciaMonitorizaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparente Actividades de rehabilitación del paciente Actividades de Vida Diaria (AVD) Estado y evolución del paciente: variablesfisiológicas, cognitivas y físicas Plasticidad del modelo disfuncional Interacción paciente-tecnología Nivel de autonomía y calidad de vidaMonitorizaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparenteRedes de sensores
  17. 17. (2) Monitorización17Definición Monitorización Ejecución EvaluaciónAdaptaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparenteConocimientoy evidenciaMonitorizaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparente Actividades de rehabilitación del paciente Actividades de Vida Diaria (AVD) Estado y evolución del paciente: variablesfisiológicas, cognitivas y físicas Plasticidad del modelo disfuncional Interacción paciente-tecnología Nivel de autonomía y calidad de vidaMonitorizaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparenteCaptura de movimiento por vídeo
  18. 18. (2) Monitorización18Definición Monitorización Ejecución EvaluaciónAdaptaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparenteConocimientoy evidenciaMonitorizaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparente Actividades de rehabilitación del paciente Actividades de Vida Diaria (AVD) Estado y evolución del paciente: variablesfisiológicas, cognitivas y físicas Plasticidad del modelo disfuncional Interacción paciente-tecnología Nivel de autonomía y calidad de vidaMonitorizaciónTecnologíasMonitorizaciónUbicua yTransparenteTejidos sensoactivos
  19. 19. 19(3) Entornos virtuales (EV)EjecuciónEntorno VirtualUbicuo• El terapeuta diseña el guión delprocedimiento de rehabilitación• La herramienta codifica el guión en unentorno virtual• La aplicación accede a los contenidosmultimedia existentes• La IU se soporta en un dispositivoubícuo multiplataforma• El terapeuta interacciona con elpaciente a través del entorno virtual->Terapeuta VirtualCreación de EV interactivos y contextualesEjecuciónEntorno VirtualUbicuoEntornos virtuales interactivos
  20. 20. 20(3) Entornos virtuales (EV)EjecuciónEntorno VirtualUbicuo• El terapeuta diseña el guión delprocedimiento de rehabilitación• La herramienta codifica el guión en unentorno virtual• La aplicación accede a los contenidosmultimedia existentes• La IU se soporta en un dispositivoubícuo multiplataforma• El terapeuta interacciona con elpaciente a través del entorno virtual->Terapeuta VirtualCreación de EV interactivos y contextualesEjecuciónEntorno VirtualUbicuoEditor de Guiones Terapéuticos
  21. 21. 21(3) Entornos virtuales (EV)EjecuciónEntorno VirtualUbicuo• El terapeuta diseña el guión delprocedimiento de rehabilitación• La herramienta codifica el guión en unentorno virtual• La aplicación accede a los contenidosmultimedia existentes• La IU se soporta en un dispositivoubícuo multiplataforma• El terapeuta interacciona con elpaciente a través del entorno virtual->Terapeuta VirtualCreación de EV interactivos y contextualesEjecuciónEntorno VirtualUbicuoEVs con asistencia robótica
  22. 22. 22EjecuciónDispositivoBiónicoHíbrido(4) DispositivosEjecuciónOrtesis robotizadasDispositivoBiónicoHíbrido
  23. 23. 23EjecuciónDispositivoBiónicoHíbridoDispositivo biónico-híbrido(4) Dispositivos
  24. 24. 24(5) Evaluación, evidencia, adaptaciónEvaluaciónAdaptaciónSistemasInteligentesde Análisisde DatosConocimientoy evidenciaExtracción yGeneración deConocimientoAlgoritmosInteligentesdeAdaptación• Algoritmos inteligentes deadaptación terapéutica• Análisis de minería dedatos para extracción ygeneración deconocimiento• Clasificación y tipificaciónde alteracionesestructurales cerebrales poranálisis de imagen médica
  25. 25. 25(5) Evaluación, evidencia, adaptaciónAdaptación inteligente terapiaSistema deadquisiciónDetermina-ción de laposiciónóptimaRealimenta-ciónDecisión denecesidadderealimenta-ciónCriterios dedecisiónModelofuncionalCriterios deergonomía +modelodisfuncional
  26. 26. 26(5) Evaluación, evidencia, adaptaciónEvaluaciónAdaptaciónSistemasInteligentesde Análisisde DatosConocimientoy evidenciaExtracción yGeneración deConocimientoAlgoritmosInteligentesdeAdaptación• Algoritmos inteligentes deadaptación terapéutica• Análisis de minería dedatos para extracción ygeneración deconocimiento• Clasificación y tipificaciónde alteracionesestructurales cerebrales poranálisis de imagen médicaAnálisis de Minería de datos (KDD)
  27. 27. 27(5) Evaluación, evidencia, adaptaciónEvaluaciónAdaptaciónSistemasInteligentesde Análisisde DatosConocimientoy evidenciaExtracción yGeneración deConocimientoAlgoritmosInteligentesdeAdaptación• Algoritmos inteligentes deadaptación terapéutica• Análisis de minería dedatos para extracción ygeneración deconocimiento• Clasificación y tipificaciónde alteracionesestructurales cerebrales poranálisis de imagen médicaAnálisis de imagen médicaPacientesDatos clínicosImágenes médicasBase de datos Procesado de la imagenSistema inteligenteClasificación ytipificación dela lesiónSegmentaciónRegistroAlg. búsqueda
  28. 28. 28(5) Evaluación, evidencia, adaptaciónEvaluaciónAdaptaciónSistemasInteligentesde Análisisde DatosConocimientoy evidenciaExtracción yGeneración deConocimientoAlgoritmosInteligentesdeAdaptación• Algoritmos inteligentes deadaptación terapéutica• Análisis de minería dedatos para extracción ygeneración deconocimiento• Clasificación y tipificaciónde alteracionesestructurales cerebrales poranálisis de imagen médica28EvaluaciónAdaptaciónSistemasInteligentesde Análisisde DatosConocimientoy evidenciaExtracción yGeneración deConocimientoAlgoritmosInteligentesdeAdaptación• HCE de rehabilitación• Interoperabilidad en HCE->Motores de integración• Estándares en HCE-> 13606,HL7, IHE• HCE de la rehabilitaciónpersonalizada y ubicua• Contribución a la base dedatos y conocimiento a partirde fuentes heterogéneasInteroperabilidad y estándares
  29. 29. 29(5) Evaluación, evidencia, adaptaciónEvaluaciónAdaptaciónSistemasInteligentesde Análisisde DatosConocimientoy evidenciaExtracción yGeneración deConocimientoAlgoritmosInteligentesdeAdaptación• Algoritmos inteligentes deadaptación terapéutica• Análisis de minería dedatos para extracción ygeneración deconocimiento• Clasificación y tipificaciónde alteracionesestructurales cerebrales poranálisis de imagen médica29Interoperabilidad y estándares
  30. 30. Rehabilitación cognitivaEntorno VirtualInteractivoInternetHCEServidor decontenidosGestión deconocimientoInnovación específica:- Contenidos digitales interactivos orientados a AVD- Herramientas de creación, edición y publicación de contenidos basados enRealidad Virtual y/o video digital
  31. 31. Rh cognitiva: DemostradorEl paciente realizará AVD mediante el video digital interactivo. Se monitorizarán lasdecisiones del paciente (clics sobre la pantalla) y la atención visual (mediante eye-tracking). Se aportará feedback al paciente personalizado y adaptado a su condicióndurante la ejecución de la AVD a través de un “terapeuta virtual”. El paciente recibiráel feedback oportuno de forma que será guiado para la correcta ejecución de laactividad, del modo en que un terapeuta lo haría si presenciara personalmente lasesión del paciente Monitorización de la atención visual (Instante de tiempo en que se realiza la captura,Coordenadas del punto exacto donde se realiza la fijación, Posición de cada uno de los ojoscon respecto al eye-tracker, Distancia a la pantalla, Tamaño de la pupila, Código de validezdel registro)Tobii 1750Vídeo interactivoTarea: Ir a comprar el pan
  32. 32. Rehabilitación funcionalSensores, monitorización yortesisInternetHCEServidor decontenidosGestión deconocimientoInnovación específica:- Entornos virtuales con asistencia robótica- Ortesis robóticas modulares, de diseño ergonómico, portable, fácil deinstalar y usar
  33. 33. Rh Funcional: Demostrador 2ÓRTESIS SENSORIZADASistema de Asistencia al Movimiento(Assisted as needed)CAMISETA SENSORIZADA(de sensores extensiométricossobre textil)Equipo portátil capaz de monitorizar y asistir el movimiento de Miembro Superiory aportar feedback visual basado en Realidad Virtual al paciente durante la ejecución deAVD Registro objetivo del movimiento de la extremidad superior, Monitorización continua(principalmente de movimiento y fuerza), Representación de los datos de maneracomprensible por el personal clínico (ángulos, fuerzas), Interacción con el sistema defeedback visual, Interacción con el sistema de feedback háptico, Portabilidad/Vestibilidad,Fácil de colocar, No invasivo, Seguro, Transparencia hacia el usuario, Interfaz de usuariosencilloTarea: Botella-Estante
  34. 34. Rehab. cardio-respiratoriaHCEInternetGestión deconocimientoInnovación específica:- Ropa inteligente y biosensores para monitorizar variables biomédicas, biométricas ymovimiento- Sensores de actuación y monitorización en máquinas de rehabilitación (bicicletas, elípticas,treadmills)
  35. 35. Rh cardiaca: Demostrador 3Equipo portable capaz de monitorizar de forma objetiva la intensidad de trabajo del pacientey aportarle “feedback” auditivo (motivación, información) durante las sesiones de marcha.Se monitorizan parámetros biomédicos y de contexto con el fin de mejorar la valoración delprogreso de las sesiones y optimizar el efecto terapéutico de la actividad.Parámetros biomédicos: Monitorización de la FC a partir del ECG, Saturación de oxígeno, FR,presión arterial; Parámetros de “sesión”: Tiempo marcha y distancias, Perfil de trayecto(pendientes), velocidades, Calorías gastadas (en función de METs), Autochequeo/registro desíntomas/incidencias; Parámetros ambientales (por captura indirecta): Temperatura,Parámetros calidad del aireCamiseta sensorizada +smartphoneSesiones de esfuerzo constanteSesiones de esfuerzo interválico
  36. 36. Arquitectura demostradorCamiseta signos vitales- ECG- SpO2- PNI- FCTemperatura ambienteCalidad del aireDistancia GPSTiempoAdquisiciónde datos desensoresGatewayConcentradorPlanificador de terapiasPACIENTEHOSPITALExportacióndatos desesionesGestión dela actividad
  37. 37. Innovaciones tecnológicas (1)Campos de investigación globales:• Planes terapéuticos personalizados y basados en laevidencia• Objetivación de la evolución de las alteraciones delpaciente en el proceso rehabilitador basado en taxonomíasestándares (p.ej. CIF, WHODAS II, de la OMS)• Contenidos parametrizables (grado de dificultad, perfil delpaciente) y de resultados medibles (objetivación del grado deconsecución de objetivos)• Ejercicios orientados a Actividades de la Vida diaria (AVD)motivadas mediante estímulos virtuales audiovisuales
  38. 38. Innovaciones tecnológicas (2)Campos de investigación globales (cont.):• Motivación y realimentación para el paciente• Gestión del conocimiento para el soporte a las decisiones enel diseño de planes terapéuticos• Explotación de datos para la extracción de evidencia• Plataforma distribuida, abierta, y sujeta a estándares deinteroperabilidad• Seguridad, integridad y protección de datos• Conectividad e interoperabilidad de sistemas de información• Estándares HCE; Motores de integración para sistemas de informaciónSanitarios; Web-services
  39. 39. GerTech 2013¡Gracias!Unidad de Investigación en Telemedicinay e-SaludInstituto de Salud Carlos IIIc/ Monforte de Lemos 3,5.28029 Madridhttp://www.isciii.es/telemedicinaCarlos H. SalvadorCoordinador Área de ProyectosTno: 91 8222101Móvil: 677921080E-mail: chsalvador@isciii.esASPAYM. Madrid 12 abril 2013
  40. 40. DIARREAHIVHIVHEARTDISEASELOWERRESPIRATORYDIARRHEAPRETERMMALNUTRITIONSTROCKEHIVLOWBACKPAINMALARIAROADINJURYDEPRESSIONDIABETESTBNENCEPHCONGENITALSELF-HARMFALLNECKPAINLUNGCANCEROTHERMUSCULOMENINGITISCARCINOSISIRONDEFICENCIENCYN.SEPSISCOPD%ChangeintotalDALYs:1990-20102010 mean rankContexto (1)
  41. 41. RC: Marco general
  42. 42. RC: Programas de marcha
  43. 43. RC: Sesión de marcha Actualmente, el control de la sesión la realiza el paciente: Medición de (tiempo/distancia), registro de incidencias/síntomas “Cumplimiento” FCE (monitorización de FC, o “pulso”, o escala de Borg) El médico lleva a cabo la valoración del progreso del programa marcha apartir de información facilitada por el paciente (falta de precisión, informaciónsubjetiva…)
  44. 44. PRC Superv vs. PRC DomicLos Programas de Prevención Secundaria y Rehabilitación Cardiaca sonconsiderados como indicación Clase I por las ESC, ACC, AHALa adopción de los PRC es insuficiente (ES 3-4%, US 30%, UK30/40%, AU 20%)Revisión sistemática Cochrane PRC supervisados vs PRC domiciliarios.• Muestra: 12 estudios, periodo 2001-08, 1938 pacientes (mayoritariamentebajo riesgo)• Alta dispersión en las intervenciones (Duración, Actividades terapéuticas,Interacción)• Sin diferencias significativas en relación los indicadores clínicos y decalidad de vida relacionada con la salud; no inferioridad!• Sin resultados consistentes en relación a los costes• Mayor adherencia en los participantes en PRCD• La elección de participar en uno u otro tipo de programa debería reflejar lapreferencia del paciente
  45. 45. PRC Superv vs. PRC DomicFortalezas DebilidadesPRCDomiciliarios1. Lugar natural para ubicar soporte alargo plazo de PS (continuidad,transición suave)2. Planteamiento flexible adaptado apreferencias/necesidades individuales3. Favorece hábitos de autogestión enel paciente (proactividad)4. Única alternativa para pacientes queno pueden optar a programassupervisados5. Sin (tanta) necesidad dedesplazamientos1. Deben ir más allá del entrenamientofísico (control de factores de riesgo ypsicosociales)2. Pacientes de riesgo bajo, medio/bajo3. Necesidad de efectuar adaptacionesculturales/locales4. Actividades terapéuticas nosupervisadas5. Sin contacto con otros pacientesPRCSupervisados1. Seguridad percibida por el paciente,actividades terapéuticas supervisadas2. Trato cara a cara con profesionalesde diferentes disciplinas3. Programas integrales4. Pacientes de cualquier nivel deriesgo y necesidades especiales5. Interacción horizontal con otrospacientes1. Soporte a corto plazo (2-3 meses,transición abrupta)2. Presencial en URC (desplazamientos)3. Planteamiento más rígido (enfoquegrupal)4. Limitación de recursos y posibilidad deacceso5. Puede dificultar/retrasar la adopción dehábitos de autogestión en el paciente(reactividad, menor protagonismo)
  46. 46. Impacto del proyectoREHABILITAMotor de transformación delmodelo de rehabilitación haciaun esquema más seguro,efectivo y rentableSituación actual:•Esquemas de rehabilitaciónbasados en la experienciaSituación objetivo:•Esquemas de rehabilitaciónbasados en macro-estadísticaCompartición y alimentación deevidenciasPermite la retro-alimentación deresultados•Retroalimentación de eficacia detratamientos•Dificultad para medirresultados de tratamientosMonitorizar la evolución del paciente•Adaptación dinámica deltratamiento a la evolución delpaciente•Tratamientos estáticos nopersonalizadosPermite tratamientos más efectivos •Duración personalizada de lostratamientos•Periodos de rehabilitaciónestándarReduce costes directos e indirectos•Optimización de costes•Elevados costes paraAdministración y HospitalesInterconexión de toda la información(incl. HCE)•Dispersión de información •Información distribuida einterconectada

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