Continuous non-invasive assessment of gait speed through Bluetooth low energy

Abstract

En un futuro próximo, como consecuencia del creciente porcentaje de personas mayores con respecto a la población total, los países desarrollados enfrentarán una presión significativa sobre sus sistemas de salud. La aparición de algunas enfermedades asociadas al envejecimiento, como la demencia o el deterioro cognitivo, se ha asociado a una serie de factores que pueden ser detectados con antelación, ofreciendo así la posibilidad de una intervención temprana para retrasar su aparición. En concreto, varios estudios han demostrado una correlación entre una velocidad de marcha más lenta y enfermedades cognitivas graves como la enfermedad de Alzheimer. En este trabajo presentamos un método, basado en Bluetooth Low Energy (BLE), capaz de detectar la velocidad de marcha del usuario de forma continua y no invasiva, proporcionando una herramienta útil para el seguimiento y detección temprana de este tipo de enfermedades. El método propuesto estima la velocidad de la marcha con un error medio inferior a 10 cm/s, y es capaz de proporcionar una monitorización continua y no invasiva de la velocidad de la marcha de los usuarios mientras realizan sus rutinas de vida habituales, sin ningún requisito adicional más que llevar puesto un reloj inteligente o una banda de actividad con sensores inerciales y capacidades BLE.

In the near future, as a consequence of the increasing percentage of elder people with respect to the total population, developed countries will face significant stress on their healthcare systems. The onset of some diseases associated with aging, such as dementia or cognitive decline, has been associated with a number of factors that can be detected in advance, thus offering the possibility of an early intervention to delay their onset. Specifically, several studies have shown a correlation between slower gait speed and serious cognitive diseases such as Alzheimer’s disease. In this work we present a method, based on Bluetooth Low Energy (BLE), capable of detecting the user’s walking speed in a continuous and non-invasive way, providing a useful tool for the monitoring and early detection of this type of diseases. The proposed method estimates the gait speed with an average error of less than 10 cm/s, and is capable of providing continuous non-invasive monitoring of the gait speed of users while they conduct their usual life routines, without any additional requirements other than wearing a smartwatch or an activity band with inertial sensors and BLE capabilities.