Consideraciones para el análisis de la marcha humana. Técnicas de videogrametría, electromiografía y dinamometría

El análisis de la marcha humana resulta ser de gran utilidad para una amplia gama de aplicaciones, como el diagnóstico y elección de tratamientos en pacientes con enfermedades neuro-músculo-esqueléticas. Los métodos y tecnologías existentes para este análisis son numerosos, y permiten la obtención de los parámetros cuantitativos característicos de un patrón de marcha de manera objetiva. Durante el análisis de marcha muchos factores deben ser considerados para realizar los estudios adecuadamente, algunos de ellos se deben tener en cuenta desde la etapa de configuración y planeación del laboratorio, otros para el proceso de adquisición de los parámetros, y otros para el análisis de los resultados. En este trabajo se presentan algunas de estas consideraciones que parten tanto de la revisión bibliográfica como de la experiencia directa con pacientes, enfocadas principalmente en sistemas que combinan técnicas de videogrametría, dinamometría y electromiografía, por ser estos los de mayor utilización en la actualidad.Human gait analysis has been used in a wide range of applications, such as diagnosis and treatment selection for patients with neuro-muscular-skeletal diseases. The methods and technologies that exist for gait analysis are numerous, and they allow the recollection of the main quantitative parameters of a gait pattern in an objective way. A lot of factors must be considered during gait analysis in order to obtain reliable results; some of them must be taken into account, including the planning and configuration of the laboratory, the acquisition process and the results analysis system. This paper presents some considerations derived from the literature review and also from the direct experience with patients. They are mainly focused in systems which use techniques such as videogrammetry, dynamometry and electromyography, since they are the most used nowadays

Valoración cuantitativa para la reincorporación ocupacional

El progreso de la Bioingeniería ha permitido el desarrollo de herramientas tecnológicas que permiten cuantificar las variables asociadas al reintegro laboral.  Se presenta la descripción, ventajas y limitaciones de tecnologías para la medición de fuerza, arcos de movimiento, equilibrio y estabilidad, coordinación y marcha.  Se proponen también alternativas para uso de estas tecnologías como parte del proceso de valoración de pacientes complejos, ya sea porque se sospeche simulación o porque sean lesiones graves en las que se requiera sugerir reubicación del puesto de trabajo. En tales casos se identifican alternativas para un diagnóstico más completo disminuyendo la subjetividad del terapeuta y con mayores posibilidades de monitoreo

Ventajas funcionales de la conversión entre señales biológicas y la digitalización de ellas para diferentes usos

Para esta investigación se partió de la indagación de diferentes proyectos con relación a el desarrollo de sistemas de comunicación biotecnológicos, se brindó así diferentes ejemplos de sistemas que permitieron la interacción entre personas o el mejoramiento de la calidad de vida gracias una computadora. Siendo así, se encontró que esta relación, sistemas biológicos y sistemas electrónicos, pueden generar grandes avances. Se partió del primero de ellos y usando la bipolarización muscular y la electroquímica del cerebro, como medio conducto para el inicio de un sistema de telecomunicación; se identificaron aspectos importantes a analizar, como los impulsos eléctricos de muy baja intensidad, los cuales son generados por el cerebro y desplazados a través del tejido nervioso que inervan los músculos. Comprendiendo lo anterior se inició con el uso de equipos biomédicos como el electro miógrafo, el cual proporciona gráficas de la fluctuación de este paso de electricidad con el que se avaluó las posibilidades de uso y aplicación de este para la investigaciónFor this research, we started with the investigation of different projects in relation to the development of biotechnological communication systems, thus providing different examples of systems that allowed the interaction between people or the improvement of the quality of life thanks to a computer. Thus, it was found that this relationship, biological systems and electronic systems, can generate great advances. It started from the first of them and using muscle bipolarization and electrochemistry of the brain, as a conduit for the start of a telecommunication system; important aspects to be analyzed were identified, such as very low intensity electrical impulses, which are generated by the brain and displaced through the nerve tissue that innervates the muscles. Understanding the above began with the use of biomedical equipment such as the electromyography, which provides graphs of the fluctuation of this passage of electricity with which the possibilities of use and application of this for the research were assesse

Methodology for characterization of human gait variables using an underwater register system: ankle

Mediante un sistema robótico que consta de un sistema de cadena y una plataforma móvil en el piso del tanque de marcha, que ajusta la posición final de la cámara submarina, se realizó análisis de la marcha y posterior cálculo de los ángulos articulares en ambiente acuático de 4 individuos voluntarios. El ángulo filtrado de flexión plantar del tobillo durante la fase de despegue del pie en el ciclo de marcha subacuática es mayor en el género femenino (122.7 ± 1.1) que en el masculino (118.4 ± 2.5). El ángulo filtrado de dorsiflexión del tobillo durante la fase de apoyo en el ciclo de marcha subacuática presenta “ligeras” diferencias, siendo mayor en el género masculino (85.2 ± 2.5) que en el femenino (85.0 ± 1.0). En conclusión, se pueden cuantificar las variables cinemáticas de la marcha humana (parámetros angulares del tobillo), en individuos sanos, usando video fotogrametría como sistema computarizado de captura de imágenes subacuáticas, en el tanque de marcha.Using a robotic system which is made of a chain and mobile platform system on the floor of gait tank, which adjusts the final position of a sub-aquatic camera, it was possible to carry out gait analysis and subsequent calculation of joint angles in an aquatic environment of four voluntary persons. The filtrated plantar flexion angle of the ankle during the rocking phase of the sub-aquatic gait cycle is higher in females (122.7 ± 1.1) than in males (118.4 ± 2.5). The filtered dorsiflexion angle of the ankle during the stance phase of the sub-aquatic gait cycle shows slight differences being higher in men (85.2 ± 2.5) than in females (85.0 ± 1.0). In conclusion, it is possible to quantify kinematic variables of human gait (angular ankle parameters) in healthy individuals using videophotogrammetry as a computerized system for capturing sub-aquatic images in the gait tank

Procesamiento de señales EMG para miembros inferiores durante la marcha humana

Diseñar un sistema de adquisición de señales EGM para miembros inferiores durante la marcha humana.El presente trabajo desarrolla una herramienta que facilita la caracterización de la marcha humana a través las señales EMG que generan los músculos que intervienen en ella. El estudio se realizó sobre músculos: aductor largo, vasto medio, semitendinoso y glúteo mayor, que intervienen en la rotación de cadera y rodilla, con condiciones de laboratorio controladas de tal manera que la influencia por factores externos sea minimizada. A través de una tarjeta de biosensado (Cyton) de libre acceso, se logra realizar la evaluación de las señales biológicas, las cuales son tomadas y analizadas para determinar patrones cíclicos en las señales EMG recogidas durante la marcha. La herramienta de procesamiento de señales fue desarrollada en Pyhton, la misma que evalúa en tiempo real el inicio y fin del ciclo de marcha, trabajando en conjunto con las herramientas que ofrece el software de GUI OpenBCI, estos datos se presentan a través de una interfaz. Además, se complementa el estudio con un análisis de movimiento utilizando software de cómputo numérico. La interfaz desarrollada selecciona las ondas realizadas por los potenciales de acción de las unidades motoras (PAUMs) de cada músculo, con el fin de compararlas y ver su intervención realizada en el ciclo junto con los músculos que sean de interés.Ingenierí

Caracterización de variables cinemáticas de la marcha humana mediante un sistema computarizado de captura de imágenes subacuáticas en el tanque de marcha de la Clínica Universidad de La Sabana

145 Páginas.El análisis de marcha humana ha sido utilizado en un amplio rango de aplicaciones, como en diagnóstico y tratamiento de pacientes con trastornos neuromusculoesqueléticos y/o relacionados con el movimiento. En Colombia, son pocos los estudios documentados en esta área que permiten definir un modelo o un sistema de medición de esta herramienta en rehabilitación bajo el agua. El presente estudio presenta algunas consideraciones derivadas de revisiones bibliográficas y de la experiencia directa con pacientes, utilizando técnicas de videogrametría para recolección de información. Este estudio pretende ser un punto de partida para futuras investigaciones, determinando si la hidroterapia es una herramienta funcional para personas que necesitan la recuperación de la marcha

Detección y análisis de movimiento usando visión artificial

La visión artificial1 y el procesamiento de imágenes se han convertido en herramientas de utilidad en el análisis y el reconocimiento de movimientos a partir de sistemas basados en conocimiento (KBS), involucrando procesos como la remoción de ruido, resaltado de características y eliminación de desenfoques, por citar algunos. A continuación se realiza una reseña acerca de los conceptos relacionados, su interdependencia y aplicación en entornos como: la electrónica de consumo, industria, robótica, vigilancia, identificación biométrica y medicina, haciendo énfasis en esta última. Adicionalmente se analizan los avances más destacados y los retos presentes para su evolución

Estimación de la cinemática de las articulaciones de miembro inferior por medio del filtro de Kalman extendido

Introduction: This paper describes the use of the extended Kalman filter using inertial sensors (IMUS) in order to identify the kinematic parameters of the human gait at a low cost. Objective: To asses an efficient method at a low cost to identify the kinematic parameters of the human gait. Method: A mathematical model of the lower limb of the human body was obtained, including four inertial measurement units (IMU). Real data were measured and introduced to the model with the purpose to identify the kinematic parameters.  A VICON optical system was also used to compare the results obtained from the extended Kalman filter. Results:  The kinematic parameters identified with the extended Kalman filter method were compared to those obtained with an expensive optical VICON system, producing similar results. Conclusions: The use of the extended Kalman filter allows identifying easily the kinematic parameters of the human gait, to be used later in the evaluation of treatment protocols..Introducción: Este documento describe el uso del filtro de Kalman extendido utilizando sensores inerciales (IMU), con el fin de realizar la identificación de los parámetros cinemáticos de la marcha humana a un bajo costo. Objetivo: Evaluar un método eficiente y de bajo costo para identificar los parámetros de la cinemática de la marcha humana. Metodología: Se obtuvo el modelo matemático de los miembros inferiores de un ser humano, al cual se le incluyeron cuatro sensores inerciales (IMU). Se tomaron datos reales que fueron introducidos al modelo con el fin de identificar los parámetros cinemáticos. Se utilizó también un sistema óptico VICON con el fin de comparar los resultados obtenidos a partir del filtro de Kalman extendido. Resultados: Los resultados obtenidos de la estimación de parámetros de la marcha humana con el método del filtro de Kalman Extendido, fueron comparados con el método tradicional utilizando un costoso sistema VICON, obteniéndose resultados similares. Conclusiones: El uso del filtro de Kalman extendido permite identificar de manera fácil los parámetros cinemáticos de la marcha humana para ser utilizados en la evaluación de protocolos de tratamiento

Plan de intervención fisioterápico en un caso de polirradiculoneuropatía desmielinizante inflamatoria crónica

Desarrollo y aplicación de un plan de tratamiento en fisioterapia para la reeducación de la marcha en un paciente diagnosticado de una polirradiculoneuropatía desmielinizante inflamatoria crónica.<br /

Detección y análisis de movimiento usando visión artificial

La visión artificial1 y el procesamiento de imágenes se han convertido en herramientas de utilidad en el análisis y el reconocimiento de movimientos a partir de sistemas basados en conocimiento (KBS), involucrando procesos como la remoción de ruido, resaltado de características y eliminación de desenfoques, por citar algunos. A continuación se realiza una reseña acerca de los conceptos relacionados, su interdependencia y aplicación en entornos como: la electrónica de consumo, industria, robótica, vigilancia, identificación biométrica y medicina, haciendo énfasis en esta última. Adicionalmente se analizan los avances más destacados y los retos presentes para su evolución