Desenvolvimento de um sistema óptico de medição não invasiva para a análise dinâmica do movimento escapular
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Data de Publicação: | 2013 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/41555 https://orcid.org/0000-0002-3610-3031 |
Resumo: | A análise do movimento escapular é uma tarefa muito complexa, mas de grande importância para a prática clínica. Vários métodos diferentes têm sido propostos, a fim de avaliar as rotações escapulares durante a elevação do úmero no plano escapular. Paralelamente, conceitos importantes de sua medição foram padronizados pela Sociedade Internacional de Biomecânica. Embora a utilização de sensores eletromagnéticos seja, presentemente, considerada a mais precisa entre as várias técnicas de medição, é um método extremamente invasivo e demorado, o que restringe a sua utilização a laboratórios de pesquisa, sendo inviável na clínica. O principal objetivo deste trabalho foi, portanto, propor uma técnica alternativa, não invasiva, mais rápida, fácil de usar, mas que ainda assim seguisse rigorosamente os padrões internacionais. Para atingir este objetivo, a projeção de franja foi combinada com a técnica de transformada de Fourier como uma ferramenta para capturar e extrair, em momentos de interesse, mapas topográficos do dorso humano durante o movimento escapular. Uma vez selecionadas as marcas de referência dentro destes mapas topográficos, os ângulos de rotação escapulares puderam ser calculados. O sistema proposto foi composto por uma câmara CCD, um projetor multimídia e um computador. A câmera capturou várias imagens de franjas projetadas no dorso durante o movimento escapular. O adequado processamento computacional das imagens foi obtido por meio de uma interface desenvolvida no ambiente MATLAB. O desempenho do novo sistema de medição foi avaliado e testado em ensaios clínicos com a participação de 09 indivíduos saudáveis. Também foi apresentada uma análise metrológica do sistema proposto. Foi estimado um erro máximo de ± 3° para a medição de ângulos de rotação escapular, comparáveis a outros métodos já estabelecidos. O novo sistema demonstrou ser robusto, fácil de configurar e usar e requer apenas uma preparação simples do sujeito, tornando-se, portanto, uma ferramenta prática para a rotina de análises clínicas do movimento escapular. |
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Meinhard Sesselmannhttp://lattes.cnpq.br/7410226395981171Juan Carlos Campos RubioEstevam Barbosa de Las CasasLuci Fuscaldi Teixeira-SalmelaChristina Danielli Coelho de Morais FariaArmando Albertazzi Gonçalves Juniorhttp://lattes.cnpq.br/8731459299165393Priscila Albuquerque de Araújo2022-05-11T17:58:37Z2022-05-11T17:58:37Z2013-08-27http://hdl.handle.net/1843/41555https://orcid.org/0000-0002-3610-3031A análise do movimento escapular é uma tarefa muito complexa, mas de grande importância para a prática clínica. Vários métodos diferentes têm sido propostos, a fim de avaliar as rotações escapulares durante a elevação do úmero no plano escapular. Paralelamente, conceitos importantes de sua medição foram padronizados pela Sociedade Internacional de Biomecânica. Embora a utilização de sensores eletromagnéticos seja, presentemente, considerada a mais precisa entre as várias técnicas de medição, é um método extremamente invasivo e demorado, o que restringe a sua utilização a laboratórios de pesquisa, sendo inviável na clínica. O principal objetivo deste trabalho foi, portanto, propor uma técnica alternativa, não invasiva, mais rápida, fácil de usar, mas que ainda assim seguisse rigorosamente os padrões internacionais. Para atingir este objetivo, a projeção de franja foi combinada com a técnica de transformada de Fourier como uma ferramenta para capturar e extrair, em momentos de interesse, mapas topográficos do dorso humano durante o movimento escapular. Uma vez selecionadas as marcas de referência dentro destes mapas topográficos, os ângulos de rotação escapulares puderam ser calculados. O sistema proposto foi composto por uma câmara CCD, um projetor multimídia e um computador. 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Meanwhile, the International Society of Biomechanics standardized important concepts of its measurement. Although the use of electromagnetic sensors is, presently, considered the most precise among the many measurement techniques, it is a highly invasive and time consuming method, which restricts its use to research labs as rather a standard, less applicable to daily clinical practice. The main purpose of this work was, hence, to propose an alternative, new measurement technique which is not invasive, less time consuming, easy to use, but still, strictly follows international standards. In order to achieve this goal, fringe projection was combined with Fourier Transform Technique as a tool to freeze and extract, at moments of interest, the topographic maps of the human back during scapular motion. Once landmarks were selected within these topographic maps their respective rotation angles could be calculated. The proposed system was composed of a CCD camera, a multimedia projector and a host computer. The camera captured several snap shots of fringes projected onto the human back during scapular motion. Adequate computer processing of images was achieved by a general user interface developed in a MATLAB environment. The performance of the new measurement system was evaluated and clinically tested with the participation of 09 healthy individuals. A metrological analysis of the proposed system is also presented. A maximum error of ± 3° was estimated for the measurement of scapular rotation angles, comparable to other already established methods. The new system demonstrated to be robust, easy to set up and use, requires only little preparation of the subject, therefore, making it a practical tool for routine clinical analysis of scapular motion.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecanicaUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICAEngenharia mecânicaBioengenhariaBiomecânicaFourier, transformações deEscápulaMapeamento topográficoTransformada de FourierBiomecânicaEscápulaDesenvolvimento de um sistema óptico de medição não invasiva para a análise dinâmica do movimento escapularinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALtese_versao_entregue.pdftese_versao_entregue.pdfapplication/pdf20429766https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/41555/1/tese_versao_entregue.pdfd93a0dce200839954ec4cb7f527d9016MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/41555/2/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD521843/415552022-05-11 14:58:37.919oai:repositorio.ufmg.br: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ório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2022-05-11T17:58:37Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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