THE MOST ACCURATE SOLUTION FOR PHYSICAL THERAPY AT HOME, PROVEN AT CHARITE UNIVERSITY HOSPITAL

  • "Gran producto. Pero, ¿cuál es su grado de precisión?"
  • Comprobación de la precisión en la empresa con nuestros robots
  • Reunión con el Prof. Dr. Tobias Winkler, Investigador Principal - Terapias Musculoesqueléticas Avanzadas en el Hospital Universitario Charite
  • Menos de un 4% de desviación del patrón oro
  • Preparación del primer ensayo de investigación postoperatoria con Charite
 
"Gran producto. Pero, ¿cuál es su grado de precisión?"

Hemos escuchado la pregunta cientos, tal vez miles de veces durante nuestras reuniones con médicos ortopédicos, terapeutas u otras partes interesadas de la industria ortopédica y de rehabilitación.

En 2015, cuando iniciamos re.flex, tuvimos la idea de crear un estándar industrial para la prescripción de ejercicios en casa. La razón detrás de esto era empoderar a los pacientes para hacer su recuperación en casa y permitir a los fisioterapeutas automatizar algunas de las tareas rutinarias con las que están luchando, con respecto a la personalización de los ejercicios para los pacientes.

El Hospital Charite de Berlín es uno de los mayores hospitales universitarios de Europa

Estudiamos detenidamente a nuestra competencia directa: productos que utilizan sensores de seguimiento del movimiento o aplicaciones móviles con ejercicios de vídeo. Tras interactuar con las herramientas y hablar con algunos de sus usuarios, aprendimos mucho de sus retos. Ninguno de nuestros competidores fue capaz de tocar esa delgada línea entre generar resultados positivos y tener una solución precisa, fácil de usar y rentable.

Las aplicaciones móviles con ejercicios en vídeo son una gran opción para complementar las sesiones presenciales, pero no pueden sustituir a la terapia, en caso de ser necesaria. Este tipo de prescripciones solían ser gratuitas. Por otro lado, los productos que teóricamente podían sustituir a la sesión clínica no tenían su tecnología preparada para este caso de uso.
Las soluciones de sensores que se destinaban a los ejercicios en casa sólo eran capaces de proporcionar una detección bidimensional (2D) de los ejercicios.
Esto significa que sólo hacían un seguimiento de una articulación a la vez y con una asistencia mínima basada en una sola métrica, como por ejemplo, la flexión de la rodilla.

Para un tratamiento eficiente de ejercicios en el hogar, se requería una visualización y detección en 3D y hemos previsto esto como un nuevo estándar entre las soluciones digitales de asistencia para la terapia física.
En 2016 terminamos el prototipo de re.flex, y logramos una precisión muy buena. Pero nadie sabía realmente lo preciso que era re.flex, porque cada uno lo probaba a su manera.

 
Un paciente se recupera tras ser operado con re.flex en el Reino Unido

Los terapeutas y los médicos confrontaban muy a menudo las grabaciones con el goniómetro, mientras que los pacientes intentaban someter el sistema a una prueba de esfuerzo haciendo repeticiones a gran velocidad para encontrar sus defectos.
Así que la pregunta se seguía repitiendo. "¿Qué grado de precisión tiene?"

Comprobación de la precisión en la empresa con nuestros robots

Nuestro equipo técnico sabía que re.flex es súper preciso, pero tuvo que hacer pruebas complejas y analizar grandes cantidades de datos. Y aun así, el "movimiento perfecto" era algo que faltaba para una comparación eficaz. Por eso tuvimos que construir dos robots de pruebas.

Nos propusimos resolver dos de los mayores problemas. Uno, que todos los sensores que produzcamos se ajusten a nuestros requisitos de calidad y garanticen la precisión del seguimiento del movimiento.
Y en segundo lugar, que todos los cambios que hiciéramos en el algoritmo de detección de movimiento pudieran probarse fácilmente. Debido al esfuerzo físico y a los conocimientos técnicos necesarios para que los miembros del equipo registraran la información relevante necesaria, este proceso requería mucho tiempo y era susceptible de cometer errores.

  • Puede ver un breve vídeo aquí.

La puesta a punto del algoritmo de seguimiento del movimiento ha sido una tarea laboriosa que se ha prolongado durante muchos años como enfoque técnico. Poco a poco hemos ido mejorando todos los aspectos del algoritmo de detección, que es capaz de recoger 12 métricas relevantes del movimiento de la rodilla y ayudar a los pacientes durante la ejecución de los ejercicios.

Pero el reto era más complejo de lo que creíamos al principio. El tamaño de la pierna del paciente, la colocación de los sensores y las diferentes diferencias anatómicas que hemos observado tras trabajar directamente con los pacientes requerían un algoritmo de compensación avanzado.
Este algoritmo debía compensar el movimiento de los músculos cuando los pacientes hacen ejercicio y limpiar la adherencia de otros factores que influyen.

Reunión con el Prof. Dr. Tobias Winkler, Investigador Principal - Terapias Musculoesqueléticas Avanzadas en el Hospital Universitario Charite

Para alcanzar los estándares más altos en términos de precisión, necesitábamos comparar nuestros resultados con las soluciones más precisas del mercado. Así que empezamos a buscar los laboratorios de seguimiento del movimiento más avanzados de Europa. Así fue como conocimos al Dr. Tobias Winkler.
El Dr. Winkler es un destacado médico ortopédico e investigador. Trabaja en el Centro de Cirugía Musculoesquelética del Instituto Julius Wolff de Berlín. Y tiene un profundo conocimiento del movimiento humano, tras haber participado en 90 publicaciones centradas en la cirugía de rodilla, la rehabilitación y el seguimiento preciso del movimiento.

Tras leer sus conclusiones, comprendimos que compartíamos algunos objetivos comunes. Que mezcla protocolos de ejercicio estandarizados con inteligencia artificial, lo que le hace capaz de realizar personalizaciones automáticas del ejercicio.

Dr. Tobias Winkler was impressed by what he saw and decided to join our team.

 
Priv. Doz. Dr. med. Tobias Winkler

"re.flex es una solución en la que los pacientes pueden entrenar esto ellos mismos. Y pueden seguir todos los vídeos y sugerencias que hay en el sistema. Pueden hacerlo en cualquier lugar sin necesidad de ir al estudio, al centro de fisioterapia o a las clínicas, lo que, por supuesto, tiene un coste general. La esperanza es que el médico o el fisioterapeuta puedan también controlar el progreso del entrenamiento con sólo mirar los datos de los pacientes que se envían al respectivo médico o fisioterapeuta"

Más tarde, el Dr. Winkler nos presentó al Dr. Phillip Damm, ingeniero biomecánico jefe del laboratorio Orthoload, en Charite. Situado en Berlín, Charite es el mayor hospital universitario, y el departamento de seguimiento del movimiento es muy grande e innovador. Cuenta con la mayor implementación de VICON, con 20 cámaras de seguimiento de movimiento que registran cada aspecto del movimiento, en todo el cuerpo.

 
Fig. 4. El sistema VICON, una visualización 3D impresionante

Lograr un alto nivel de precisión fue la métrica más importante para re.flex. Una alta precisión genera la suficiente confianza para que los médicos ortopédicos y los terapeutas puedan prescribir a los pacientes la rehabilitación en casa después de la cirugía. Y, por supuesto, para que los pacientes acepten hacer ejercicio con dolor. Solo. En casa. Esto no es algo fácil de conseguir. Tener una representación precisa del movimiento en tiempo real y una buena comprensión del objetivo del ejercicio era esencial para una rehabilitación segura en casa, asistida por los sensores.

 
El posicionamiento del sensor de seguimiento del movimiento del sistema Vicon
Menos de un 4% de desviación del patrón oro

En 2020 conseguimos completar el estudio de precisión de la Universidad de Charite.
Nuestra innovadora solución obtuvo resultados comparables con el Gold Standard, el sistema VICON.

Las mediciones se realizaron utilizando diferentes tipos de ejercicios.
Probamos los ejercicios en posición supina, que son los más utilizados en la rehabilitación postoperatoria. Luego continuamos con los ejercicios de pie, para la segunda parte de la rehabilitación o para la prevención.

 
sensores re.flex montados en las piernas del sujeto

Analizando los datos descubrimos menos de un 4% de desviación de la norma. Lo cual es un resultado muy bueno si se pone todo en la perspectiva adecuada.
El coste del sistema VICON-Nexus en una instalación similar a la de Charite oscila entre 1 y 1,5 millones de dólares. El sistema cuenta con hasta 24 cámaras de movimiento, con marcadores ópticos con una precisión de hasta 0,3 mm. Los marcadores deben colocarse en una posición determinada, por lo que los pacientes no pueden manejar el sistema solos. Y siempre será un dispositivo clínico.

Por otro lado, los principales casos de uso de re.flex son para pacientes que hacen ejercicio en casa. Los resultados del estudio de Charite eran necesarios para validar nuestra disposición a explorar casos de uso complejos como la rehabilitación de prótesis totales de rodilla y cadera o la rehabilitación del LCA.

El director técnico y cofundador de re.flex, Andrei Kluger, se mostró satisfecho con los resultados.

"La validación de Charite con Vicon fue un gran hito para mí como CTO de re.flex, ya que demostró que nuestra solución cumple con los estándares más rigurosos de la industria y nuestros resultados pueden ser validados de forma independiente.

Vicon es un estándar de la industria para la captura de movimiento en 3D y su precisión ha sido ampliamente validada en instalaciones industriales y de investigación"

Andrei Kluger, director de tecnología y cofundador de re.flex

 

Preparación del primer ensayo de investigación postoperatoria con Charite

Using the results of the Charite study, re.flex is set to add the last touches on the compensation algorithm, used in eliminating the muscle activity from the measurement. After this we planned to do a series of improvements in the post-surgery product, one which already gained traction among the orthopedic surgeons.
In the background the a team from re.flex and Sporlastic is preparing a post-surgery study, which will be coordinated by a team from Charite University Hospital and Dr. Tobias Jung.

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Autor del blog

equipo re.flex

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