Utilização de acelerômetros para auxiliar a avaliação dos parâmetros de desempenho do teste Up and Go em idosos

Este estudo propõe um avanço metodológico na avaliação funcional de mulheres idosas por meio da integração de sensores inerciais de baixo custo (MPU-6050) ao teste clínico Timed Up and Go (TUG), permitindo a transição de uma abordagem qualitativa para uma análise quantitativa e objetivamente mensurável. A metodologia adotada envolveu delineamento experimental com medidas repetidas pré e pós-intervenção, comparando os efeitos de um protocolo combinado de Estimulação Elétrica Neuromuscular (EENM) associada à foto biomodulação infravermelha, frente a um grupo controle, submetido à intervenção com componente placebo (SHAM). Os sinais inerciais foram coletados em alta frequência por meio de módulo acoplado à região lombar das voluntárias, e processados em ambiente MATLAB™ com técnicas de conversão métrica, suavização por média móvel ponderada e extração automática de parâmetros biomecânicos derivados da aceleração linear, como tempo entre picos, variação percentual da aceleração (Δg) e Jerk. Os resultados demonstraram que o grupo (EENM+TFBM) apresentou melhora significativa em relação às variáveis como (Δt) e (Δg), com diferenças estatisticamente relevantes em relação ao grupo (EENM+TFBM+SHAM), além de tamanho de efeito elevado (coeficiente Cohen’s d > 0,8), fato que sugere que a intervenção ativa produziu ganhos funcionais clinicamente perceptíveis. As análises efetuadas intragrupo reforçaram a eficácia do protocolo ativo, à medida que o grupo apenas com (SHAM) manteve-se estável. A sinergia ao combinar instrumentação de movimento e intervenção fisioterapêutica viabilizou um sistema portátil, replicável e de baixo custo, com potencial de aplicação em ambientes clínicos e até mesmo domiciliares. A pesquisa por si promove a democratização tecnológica ao empregar-se de plataformas abertas como Arduino/ESP32, fomentando a formação de recursos humanos em engenharia biomédica e fisioterapia. Por fim, os resultados sustentam o uso de sensores inerciais, tanto como ferramenta viável para o monitoramento funcional quanto para a personalização de protocolos terapêuticos de atenção voltada ao envelhecimento humano em sua forma saudável.

Resumo (inglês)

This study proposes a methodological advance in the functional assessment of older women through the integration of low-cost inertial sensors (MPU-6050) into the clinical Timed Up and Go (TUG) test, enabling the transition from a qualitative approach to a quantitative and objectively measurable analysis. The adopted methodology involved an experimental design with repeated pre- and post-intervention measures, comparing the effects of a combined protocol of Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) associated with infrared photo biomodulation, against a control group subjected to an intervention with a placebo component (SHAM). Inertial signals were collected at high frequency through a module attached to the lumbar region of the participants and processed in MATLAB™ using metric conversion techniques, weighted moving average smoothing, and automatic extraction of biomechanical parameters derived from linear acceleration, such as inter-peak time, percentage variation of acceleration (Δg), and jerk. The results demonstrated that the (NMES+PBM) group showed significant improvements in variables such as Δt and Δg, with statistically relevant differences compared to the (NMES+PBM+SHAM) group, in addition to a large effect size (Cohen’s d > 0.8), suggesting that the active intervention produced clinically perceptible functional gains. Within-group analyses reinforced the efficacy of the active protocol, as the (SHAM-only) group remained stable. The synergy achieved by combining motion instrumentation with physiotherapeutic intervention enabled a portable, replicable, and low-cost system with potential applications in both clinical and home-based settings. Moreover, the research itself promotes technological democratization by employing open platforms such as Arduino/ESP32, fostering capacity-building in biomedical engineering and physiotherapy. Finally, the findings support the use of inertial sensors both as a feasible tool for functional monitoring and as a means for personalizing therapeutic protocols aimed at healthy human aging.

Palavras-chave

Envelhecimento humano, Eensores-inerciais, Estimulação elétrica neuromuscular, Fotobiomodulação, Protocolo iTUG Timed Up and Go instrumentado

Idioma

Português

Citação

DALTIN, Rodrigo Serra. Utilização de acelerômetros para auxiliar a avaliação dos parâmetros de desempenho do teste Up and Go em idosos. 2025. 152 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Estadual Paulista (UNESP),Faculdade de Engenharia, Ilha Solteira, 2025.