Implementação de novas tecnologias para a avaliação do controle postural e análise da marcha humana

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Data

2018-12-20

Autores

Cuarelli, Gilberto

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Algumas necessidades específicas da Fisioterapia, área que estuda o Equilíbrio Postural e a Análise da Marcha Humana estão entre as principais razões para o desenvolvimento deste trabalho de pesquisa. Ele, tem por base uma plataforma de força, desenvolvida em 2016 por pesquisadores da UNESP e do Laboratório G-SCOP, da instituição Grenoble INP da França. A esta solução foram adicionadas duas interfaces eletrônicas. A primeira, com objetivo de fornecer informações sobre as forças de reação do solo, de um paciente que está sobre a plataforma e a segunda para controlar a estabilidade da plataforma, simulando dois níveis de dificuldades para o paciente se manter em equilíbrio. Aplicativos foram desenvolvidos para fazer a captura de dados e a análise gráfica dos resultados. Além de calcular informações sobre o deslocamento dos centros de pressão e de massa do paciente, eles asseguram o sincronismo entre os dados capturados por sensores de força, instalados na plataforma e um sensor de movimento Kinect. O tratamento dos dados do sensor de movimento possibilita a criação de um modelo tridimensional detalhado, na forma de um esqueleto digital, que apresenta a cinemática de várias articulações do corpo humano e o seu respectivo comportamento posicional, em função do tempo. O trabalho apresenta também um estudo comparativo entre o sistema desenvolvido e um ambiente de referência padronizado, que utiliza um sistema de filmagem, com várias câmeras infravermelho de alta definição, disponível em sala dedicada do Hospital Universitário de Grenoble. Esta análise avalia a possibilidade da criação de novos produtos para a análise da marcha humana, com custo reduzido e que tenham facilidade de implementação e transporte. Como o sensor Kinect foi descontinuado em 2017, o trabalho apresenta também uma avaliação sobre as características necessárias para a definição de dispositivos similares que possam ser utilizados em aplicações similares às desenvolvidas no trabalho. Todo o trabalho realizado foi feito de forma cooperativa, através de uma colaboração com uma equipe de trabalho composta por pesquisadores das áreas de Arquitetura, Saúde e Engenharias Elétrica e de Produção, do Laboratório G-SCOP na França. Essa equipe tem entre seus objetivos, buscar alternativas de baixo custo para sistemas utilizados na área da saúde, ao mesmo tempo que tem um olhar voltado à popularização da ciência, divulgando seu trabalho, em escolas da região e na comunidade.
Some specific needs of Physiotherapy, an area that studies the Postural Equilibrium and the Gait Analysis are among the main reasons for the development of this research work. It is based on a force platform, developed in 2016 by researchers from UNESP and the G-SCOP Laboratory of the Grenoble INP institution in France. Two electronic interfaces were added to this solution. The first one, to provide information about the ground reaction forces, from one patient on the platform and the second to control the stability of the platform, simulating two levels of difficulty for the patient to keep in balance. Applications were developed to capture data and graphically analyze the results. In addition to calculating information about the displacement of the patient's pressure and mass centers, they ensure synchronization between the data captured by force sensors installed on the platform and a Kinect motion sensor. The treatment of motion sensor data allows the creation of a detailed three-dimensional model, in the form of a digital skeleton, which presents the kinematics of various joints of the human body and their respective positional behavior, as a function of time. The work also presents a comparative study between the developed system and a standardized reference environment, using a multi-camera high-definition infrared camera system, available in a dedicated room of the University Hospital of Grenoble. This analysis evaluates the possibility of creating new products for the analysis of human gait, with reduced cost and that have ease of implementation and transportation. As the Kinect sensor was discontinued in 2017, the work also presents an assessment of the characteristics needed to define similar devices that can be used in applications like those developed at work. All the work done was done in a cooperative way, through a collaboration with a team composed of researchers from the Architecture, Health and Electrical and Production Engineering areas of the G-SCOP Laboratory in France. This team has among its objectives, to look for low-cost alternatives for systems used in the health area, while looking at the popularization of science, disseminating its work, in schools in the region and in the community.

Descrição

Palavras-chave

Marcha Humana, Sensores de movimento Kinect, Salas dedicadas, Biossensores, Equilíbrio postural, Plataforma de força, Gait Analysis, Motion detector Kinect, Platform of force, Dedicated rooms

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