Evaluación de métodos para el monitoreo del nivel de fatiga basado en variables cinemáticas y fisiológicas durante entrenamiento en banda sin fin

Abstract

Cardiovascular diseases (CVD) are the leading cause of death in the world. Available studies support the role of comprehensive cardiac rehabilitation (CR) in patients with heart disease, decreasing the death rate, morbidity, disability, improving the quality of life of patients, being defined as a guided program to training on the importance of health care, including diets, medication and exercise routines. For the exercises used in cardiac rehabilitation it is necessary avoid over training in patients, which is measured according to the level of fatigue. Measuring fatigue during exercise is a highly used process in rehabilitation physical. Currently, the way to quantify fatigue is done using the Borg scale (effort perceived by the patient), which depends largely on the patient's criteria. By On the other hand, a more accurate method is the measurement of the level of blood lactate, which implies An invasive measure. The objective of this project is to implement a new portable and low-cost method to monitor patients during physical therapy avoiding overtraining of the same. The project is divided into 5 stages: the first is based on the literature review to the development of the state of the art, which is focused on methods of estimating fatigue, in the second stage will be carried out the development of the necessary protocol for the implementation That is the third stage. For the fourth stage with the information collected from the tests is necessary to process the data to which a statistical analysis will be done, being This is the last stage. This document presents the development of new monitoring methods for fatigue-related parameters, such as support in physical rehabilitation sessions, In this work a preliminary evaluation of gear parameters is carried out, such as: speed step, angle of hip and knee movement, which show a decrease progressive as physiological and subjective measures such as blood lactate and Borg scale increase, demonstrating its relationship with fatigue caused by an exercise physical that gradually increases in intensity. As a result, the final protocol showed high functionality, where when monitoring physiological parameters, these presented an increasing linear average behavior of the Borg scale and blood lactate, in addition to having a decrease in electrical activity muscle of the muscles most involved in gait, especially the tibial muscle anterior and gastrocnemius. As for the kinematic parameters, the position of the center of mass showed a greater variation as the intensity of the exercise increases, taking a p value of 0.17 verifying the null hypothesis that dictates that, at greater fatigue, the movement of the center of mass increases.

Las enfermedades cardiovasculares (ECV) son la principal causa de muerte en el mundo. Estudios disponibles apoyan el papel de la rehabilitación cardiaca (RC) integral en pacientes con enfermedades cardíacas, disminuyendo la tasa de mortalidad, morbilidad, discapacidad, mejorando la calidad de vida de los pacientes, siendo definida como un programa guiado a la capacitación sobre la importancia del cuidado de la salud, incluyendo dietas, medicación y rutinas de ejercicio. Para los ejercicios empleados en rehabilitación cardíaca es necesario evitar un sobre entrenamiento en los pacientes, él cual es medido según el nivel de fatiga. La medición de la fatiga durante el ejercicio es un proceso altamente usado en rehabilitación física. Actualmente, la forma de cuantificar la fatiga se realiza mediante la escala de Borg (esfuerzo percibido por el paciente), la cual depende ampliamente del criterio del paciente. Por otro lado, un método más exacto es la medición del nivel de lactato en sangre, lo que implica una medida invasiva. El objetivo de este proyecto es implementar un nuevo método portable y de bajo costo para monitorear pacientes durante la terapia física evitando el sobreentrenamiento de los mismos. El proyecto se divide en 5 etapas: la primera se basa en la revisión bibliográfica para el desarrollo del estado del arte, el cual está enfocado en métodos de estimación de fatiga, en la segunda etapa se llevará a cabo el desarrollo del protocolo necesario para la puesta en marcha que es la tercera etapa. Para la cuarta etapa con la información recopilada de las pruebas es necesario un procesamiento de los datos a los cuales se le hará un análisis estadístico, siendo esta la última etapa. En este documento se presenta el desarrollo de nuevos métodos de monitorización de parámetros relacionados con la fatiga, como un apoyo en las sesiones de rehabilitación física, en este trabajo se realiza una evaluación preliminar de parámetros de marcha, como: velocidad de paso, ángulo de movimiento de cadera y rodilla, las cuales muestran una disminución progresiva a medida que medidas fisiológicas y subjetivas como el lactato sanguíneo y la escala de Borg incrementan, demostrando su relación con la fatiga provocada por un ejercicio físico que aumenta gradualmente de intensidad. Como resultado, el protocolo final mostró una alta funcionalidad, donde al monitorear los parámetros fisiológicos, estos presentaron un comportamiento promedio lineal creciente de la escala de Borg y lactato sanguíneo, además de tener una disminución en la actividad eléctrica muscular de los músculos más implicados en la marcha, especialmente del músculo tibial anterior y gastrocnemio. En cuanto a los parámetros cinemáticos, la posición del centro de masa mostró una mayor variación a medida que la intensidad del ejercicio aumenta, teniendo un p valor de 0,17 verificando la hipótesis nula que dicta que, a mayor fatiga, el movimiento del centro de masa aumenta.