Statistical validation for clinical measures: Repeatability and agreement of Kinect based software

Background. The rehabilitation process is a fundamental stage for recovery of people's capabilities. However, the evaluation of the process is performed by physiatrists and medical doctors, mostly based on their observations, that is, a subjective appreciation of the patient's evolution. This paper proposes a tracking platform of the movement made by an individual's upper limb using Kinect sensor(s) to be applied for the patient during the rehabilitation process. The main contribution is the development of quantifying software and the statistical validation of its performance, repeatability, and clinical use in the rehabilitation process. Methods. The software determines joint angles and upper limb trajectories for the construction of a specific rehabilitation protocol and quantifies the treatment evolution. In turn, the information is presented via a graphical interface that allows the recording, storage, and report of the patient's data. For clinical purposes, the software information is statistically validated with three different methodologies, comparing the measures with a goniometer in terms of agreement and repeatability. Results. The agreement of joint angles measured with the proposed software and goniometer is evaluated with Bland-Altman plots; all measurements fell well within the limits of agreement, meaning interchangeability of both techniques. Additionally, the results of Bland-Altman analysis of repeatability show 95% confidence. Finally, the physiotherapists' qualitative assessment shows encouraging results for the clinical use. Conclusion. The main conclusion is that the software is capable of offering a clinical history of the patient and is useful for quantification of the rehabilitation success. The simplicity, low cost, and visualization possibilities enhance the use of the software Kinect for rehabilitation and other applications, and the expert's opinion endorses the choice of our approach for clinical practice. Comparison of the new measurement technique with established goniometric methods determines that the proposed software agrees sufficiently to be used interchangeably.Fil: López Celani, Natalia Martina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; ArgentinaFil: Pérez Berenguer, María Elisa. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; ArgentinaFil: Tello, Emanuel Bienvenido. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; ArgentinaFil: Rodrigo, Alejandro. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; ArgentinaFil: Valentinuzzi, Maximo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet Noa Sur. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Grupo de Investigación y Desarrollo del Noroeste Argentino | Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Grupo de Investigación y Desarrollo del Noroeste Argentino; Argentin

Valoración de Movimiento del Miembro Superior Mediante Kinect: Aplicaciones

El presente trabajo presenta el desarrollo de un software que detecta, sigue, y grafica los movimientos realizados por el miembro superior de una persona, utilizando el sensor Kinect®. El software desarrollado realiza el procesamiento de los datos obtenidos con el sensor Kinect®, luego los datos procesados son utilizados para graficar las trayectorias en los 3 planos del espacio, pudiendo obtener una visualización completa del movimiento realizado por el usuario. También las excursiones angulares de cada articulación durante el movimiento del miembro superior son calculadas y graficadas. Además, se desarrolló una interfaz gráfica para que los datos y gráficas de cada usuario queden registrados, y los mismos pueden ser visualizados de una manera más amigable. El objetivo del desarrollo del software tiene por finalidad poder ser utilizado en sesiones de rehabilitación de miembro superior o evaluaciones de tareas que involucren movimiento de miembro superior en operarios de la industria. El trabajo presenta gráficas de trayectorias de distintas tareas cómo así también la evaluación de exactitud de los valores angulares calculados con respecto a valores reales.This paper presents a software that detects, tracks and plots on a graph the trajectories made by the upper limb of a person, by using the kinect® sensor. This software processes the kinect’s data and uses them for the trajectories plotting in three different planes of the 3D space, allowing a complete visualization of the movements made by the user. Also, angular movement of each joint are obtained and plotted. Main objective of this work is that the developed software could be used in upper limb rehabilitation sessions, as well as performance evaluation of different tasks involving worker’s upper limb movements in industries. The paper presents not only plots of trajectories in different tasks, but also presents an accuracy evaluation of the angular data obtained by the software.Fil: Tello, Emanuel Bienvenido. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; Argentina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; ArgentinaFil: Pérez Berenguer, María Elisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; Argentina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; ArgentinaFil: Echenique, Ana Maria. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; ArgentinaFil: Mut, Vicente Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet – San Juan. Instituto de Automática. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de ingeniería. Instituto de Automática; ArgentinaFil: López Celani, Natalia Martina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; Argentina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; Argentin

Analysis of the postures equilibrium by means of the cuantification test used in the clinical practice

La evaluacion de la postura y el equilibrio es una tarea muy importante en el proceso de rehabilitaci ´ on´ para pacientes neurologicos y personas mayores. Varias pruebas, especialmente el test PASS, son realizadas por los ´ fisioterapeutas y el personal medico, con resultados subjetivos y siendo instrumentos muy costosos para la posturigraf ´ ´ıa. En este trabajo proponemos la evaluacion postural con el sensor Kinect ´ R y el software DEMOVA, a traves del c ´ alculo ´ de la maxima amplitud, velocidad y longitud total de trayectoria realizado por el usuario en la ejecuci ´ on del test PASS. ´ Los resultados fueron alentadores y el analisis podr ´ ´ıa extenderse a trastornos neurologicos.Evaluation of posture and equilibrium is a very important task in rehabilitation process for neurological patients and elderly people. Several tests, especially PASS test, are performed by physiotherapists and medical staff, with subjective results, also instruments for posturography are expensive. In this paper we propose the posture evaluation with Kinect R sensor and DEMOVA software, through the calculus of maximum amplitude, speed and total path length performed by the user in the PASS test execution. Results were encouraging and the analysis must be extended to neurological disorders.Fil: Rodrigo, Alejandro Héctor. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; ArgentinaFil: López Celani, Natalia Martina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; ArgentinaFil: Muñoz, Fernando. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; ArgentinaFil: Tello, Emanuel Bienvenido. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; ArgentinaFil: Perez, Elisa Marina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; ArgentinaFil: Armentano, Ricardo Luis. Universidad Favaloro. Facultad de Ingeniería y Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Design and development of Serious Games for rehabilitation of post-stroke patients

En este trabajo se presenta un Serious Game para propósitos de rehabilitación. Este juego es diseñado para personas que han sufrido un Accidente Cerebro Vascular, con el objetivo de realizar la rehabilitación de manera más integral. El juego utiliza el software de desarrollo para entornos Unity 3D en su versión free. El sensor que realiza el seguimiento de los movimientos de la persona es el sensor Kinect®. El objetivo del juego consiste en que el usuario agarre esferas de un color específico. Los puntajes alcanzados en el juego y los parámetros de configuración colocados por el kinesiólogo son almacenados junto con la información del paciente. De esta manera el fisioterapeuta puede recuperar los datos almacenados y realizar un análisis de la evaluación de la evolución de la persona en su rehabilitación. El juego ha sido utilizado por 5 pacientes en donde se observó una mayor motivación para realizar los movimientos al interactuar con el juego.In this paper the development and design of a serious game for rehabilitation purposes are presented. This game is designed for people who have suffered stroke, in order to carrying out the rehabilitation in a more integral way. The game is developed by using Unity 3D and the movement of the user is detected by Kinect® sensor. The objective of the game consists in that the user must catch spheres of a predetermined color. The score achieved by user is recorded and given to the physiotherapist for the evaluation of the patient´s rehabilitation process. In addition, other parameters such as the velocity, frequency, etc., can be recorded in order to assist the physiotherapist in analyzing the evolution in the rehabilitation. The game is tested with post-stroke patients and the first evaluation was positive because the patients had carried out the rehabilitation with much more motivation.Fil: Rodríguez, Adrián. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; ArgentinaFil: Pedrozo Roca, Daniela Sofía. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; ArgentinaFil: Reta, Nicolas Abel. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; ArgentinaFil: Tello, Emanuel Bienvenido. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; ArgentinaFil: López Celani, Natalia Martina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; ArgentinaFil: Pérez Berenguer, María Elisa. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; Argentin

Diferentes herramientas para enseñar cálculo II

Este trabajo presenta una experiencia educativa llevada a cabo en un curso de Cálculo II de la Facultad de Ingeniería de la UNSJ. Se plantean actividades de inserción de uso de TICs, acciones de articulación con asignaturas del ciclo superior y articulación con la asignatura Física. El objetivo de la experiencia fue brindar herramientas alternativas al estudiante para lograr una mayor comprensión de los temas abordados por la asignatura. Se muestran actividades diseñadas con el uso de TICs y para articulación. Se prevé continuar con ambas instancias, profundizando esta experiencia.Fil: Oliva, Laura. Universidad Nacional de San Juan; ArgentinaFil: Correa, Lorena. Universidad Nacional de San Juan; ArgentinaFil: Tello, Emanuel Bienvenido. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; Argentina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica y Automática. Gabinete de Tecnología Médica; ArgentinaFil: Chirino, Ansisé. Universidad Nacional de San Juan; ArgentinaCongreso Internacional de Educación Ciencia y Tecnología 2019San JuanArgentinaUniversidad Nacional de San JuanUniversidad de La Guajir