Alba12 6

L'anàlisi de la marxa és bàsicament l'estudi del moviment del cos humà. El procediment consisteix en, a grans trets, capturar de la informació dels moviments per a una posterior avaluació d'aquestes dades. Un cop les dades recopilades són analitzades es pot planificar un tractament en cas que sigui necessari.

Història

Els pioners de la investigació científica sobre l'anàlisi de la marxa van ser Aristòtil a De Motu Animalium (En la marxa dels Animals) i més tard en 1680, Giovanni Alfonso Borelli, també anomenat De Motu Animalium (I et II). A la dècada de 1890, l'anatomista alemany Christian Wilhelm Braun i Otto Fischer va publicar una sèrie de documents sobre la biomecànica de la marxa humana en condicions de càrrega i descàrrega. Amb el desenvolupament de la fotografia, es va fer possible la captura de seqüències d'imatges que revelen detalls de la locomoció humana i animal que no es noten en veure el moviment amb l'ull nu. Eadweard Muybridge i Marey Étienne-Jules van ser els pioners d'això a principis de 1900. Va ser la fotografia que va revelar per primera vegada la seqüència detallada de la marxa del cavall "a galop", que sol estar mal representats en les pintures realitzades amb anterioritat a aquest descobriment, per exemple. Encara que investigacions anteriors van ser fetes usant càmeres de pel · lícula, l'aplicació generalitzada d'anàlisi de la marxa es realitza a éssers humans que presenten patologies com paràlisi cerebral, malaltia de Parkinson i trastorns neuromusculars, que es va iniciar en la dècada dels 70 amb l'habilitat de sistemes de camera de vídeo que poden realitzar els estudis detallats de cada un dels pacients d'aquí a uns costos reals i les limitacions de temps. El desenvolupament de règims de tractament, sovint en cirurgia ortopèdica, basats en els resultats d'anàlisi de la marxa han avançat significativament en la dècada dels 80. Molts dels principals hospitals ortopèdics a tot el món tenen ara els laboratoris per realitzar aquests estudis de la marxa que s'utilitzen habitualment en un gran nombre de casos mèdics, tant per al disseny de plans de tractament com per al control de seguiment. La disponibilitat d'ordinadors moderns amb la tecnologia per realitzar aquests estudis es va produir de forma independent a finals de la dècada dels 70 i principis dels 80 en laboratoris d'investigació de diversos hospitals, alguns a través de col · laboracions amb la indústria aeroespacial.^[1] Aviat va seguir amb el desenvolupament comercial, amb l'aparició de sistemes de moviment Vicon i BTS, i amb el màrqueting de sistemes d'anàlisi de la marxa a mitjans de la dècada de 1980.

Procés i equips

Adquisició d'informació de la posició dels marcadors en 2D gràcies a les càmeres a l'esquerra ia la dreta combinació d'informació que dóna lloc a una imatge en 3D sobre la posició dels marcadors

Un típic laboratori d'anàlisi de marxa té diverses càmeres (vídeo i / o infraroig) col · locades al voltant d'una passarel · la o una cinta rodant, que estan vinculats a un ordinador. El pacient té marcadors situats en diversos punts de referència del cos (per exemple, les espines ilíaques de la pelvis, el mal · lèol del turmell, i els còndils del genoll), o grups de marcadors aplicats a la meitat dels segments corporals. El pacient camina per la passarel · la o la cinta rodant i l'ordinador calcula la trajectòria de cada marcador en tres dimensions. Un model s'aplica per calcular el moviment dels ossos subjacents. Això li dóna un desglossament complet del moviment de cada articulació. Per al càlcul de la cinètica de moviment, la majoria dels laboratoris tenen muntat a terra transductors de càrrega, també conegut com a plataformes de força, que mesuren les forces de reacció del sòl i els moments, incloent la magnitud, la direcció i la ubicació (anomenat centre de pressió). La distribució espacial de les forces també es pot mesurar amb equips pedobarographicos. Sumant això a la dinàmica coneguda de cada segment del cos, permet que la solució d'equacions basades en equacions de Newton-Euler de moviment que permet càlculs de les forces netes i els moments de la força neta sobre cada conjunt en totes les etapes del cicle de marxa. El mètode de càlcul del que es coneix com la dinàmica inversa. Aquest ús de la cinètica, però, no es tradueix en informació perquè els músculs individuals, sinó grups de músculs, com els extensors o flexors de l'extremitat. Per detectar l'activitat i la contribució dels músculs individuals amb el moviment, és necessari investigar l'activitat elèctrica dels músculs. Molts laboratoris també utilitzen elèctrodes de superfície adherida a la pell per detectar l'activitat elèctrica o un electromiograma (EMG) de, per exemple, els músculs de la cama. D'aquesta manera, és possible investigar els temps d'activació dels músculs i, en certa mesura, la magnitud de la seva activació, per tant avaluar la seva contribució a la marxa. Les desviacions dels patrons normals de cinemàtica, cinètica, o EMG s'utilitzen per diagnosticar patologies específiques, predir el resultat dels tractaments, o per determinar l'eficàcia dels programes de capacitació.

Factors i paràmetres

El procés de deambulació està modulat o modificat per molts factors, i els canvis que imprimeixen en el patró de marxa habitual poden ser transitoris o permanents. Els factors poden ser de

Extrínsecs: Hi ha diversos factors extrínsecs, com ara el terreny, el calçat, la vestimenta, transport de càrrega
Intrínsecs: Els factors intrínsecs són sexe (home i dona), pes, alçada, edat, etc
Físics: Els factors físics es tracta de per exemple del pes, la talla, la constitució física
Psicològics: Els factors psicològics són del tipus la personalitat, les emocions
Fisiològics: Quan es parla de factors fisiològics es tracta de característiques antropomètriques
Patològics: Els factors patològics poden ser per exemple traumatismes, patologies neurològiques, musculo esquelètica, trastorns psiquiàtrics

Els paràmetres que es té en compte per a l'anàlisi de la marxa són:

Longitud del pas
Longitud de la gambada
Cadència
Velocitat
Base dinàmica
Línia de progressió
Angle del peu

Tècniques

L'estudi comprèn la quantificació, és a dir, introducció i anàlisi de paràmetres mesurables, així com la interpretació, és a dir, arribar a conclusions diferents sobre la persona (salut, edat, mida, pes, velocitat, etc.) A partir de la seva marxa . L'anàlisi de la marxa consisteix en el mesurament:

Tècniques

Consisteix en el càlcul de "la velocitat, la longitud de la cadència, pas, etc. Aquestes mesures es porten a terme mitjançant:

Cronòmetre i marques a terra.
Marxa en una catifa de pressió.

Cinemàtica

L'anàlisi de la marxa consisteix en el mesurament del moviment del cos en l'espai (cinemàtica) i les forces que intervenen en la producció d'aquests moviments (cinètica). La cinemàtica es pot gravar utilitzant una varietat de sistemes i metodologies:

Cronofotografia és el mètode més bàsic per a la gravació de moviment. Utilitza llums estroboscòpics en una determinada freqüència. Aquesta tècnica s'ha utilitzat en el passat per ajudar en l'anàlisi de la marxa en una sola imatge fotogràfica.^[2]^[3]
Pel · lícules de cinema o enregistraments de vídeos o utilitzant imatges d'arxiu de càmeres individuals o múltiples es pot utilitzar per mesurar angle de les articulacions i les velocitats. Aquest mètode s'ha vist afavorit pel desenvolupament de programari d'anàlisi que simplifica enormement el procés d'anàlisi i permet l'anàlisi en tres dimensions en lloc de només dues dimensions .

Els sistemes de marcadors passius, usant marcadors reflectants (generalment boles reflexives), permet un mesurament molt precisa dels moviments amb diverses càmeres (típicament 5-12 càmeres), simultàniament. Les càmeres utilitzen flash d'alta potència (en general de color vermell, proper a infraroig) amb filtres combinats per registrar la reflexió dels marcadors col · locats al cos. Els marcadors es troben en punts de referència anatòmics palpables. Basats en l'angle i temps de retard entre el senyal original i la reflectida, la triangulació de la marca en l'espai és possible. El programari s'utilitza per crear trajectòries en tres dimensions a partir d'aquests marcadors que posteriorment dóna les [etiquetes]] d'identificació. Un model d'ordinador s'utilitza per calcular els angle de les articulacions de les posicions relatives del marcador de la trajectòria marcada.^[4] També s'utilitzen per capturar el moviment en la indústria del cinema ^[5]
Els sistemes de marcadors actius són similars al sistema de marcadors passiu però utilitzen marcadors actius. Aquests marcadors són provocats per l'entrada del senyal de infrarojos i responen enviant un senyal corresponent del seu compte. Aquest senyal s'utilitza per triangular la ubicació del marcador. L'avantatge d'aquest sistema respecte al passiu és que els marcadors individuals treballen en freqüències predefinides i per tant, tenen la seva pròpia "identitat". Això vol dir que no es requereix post-processament d'ubicació de marcadors, però, els sistemes tendeixen a ser menys tolerants per als marcadors fora de la vista dels sistemes passius.
Sistemes inercial (sense càmera) estan basats en sensors MEMS inercials, models biomecànics, i els algoritmes de fusió de sensors. Aquests sistemes de cos sencer o parcial, es poden utilitzar en interiors ia l'aire lliure, independentment de les condicions d'il · luminació.^[6]^[7]

Cinètica

Consisteix en l'estudi de les forces que intervenen en la producció d'aquests moviments.

L'electromiografia dinàmica

Consisteix en l'estudi dels patrons d'activitat muscular durant la marxa.

Aplicacions

L'anàlisi de la marxa serveix per analitzar la capacitat de caminar de les persones, així doncs aquesta tecnologia es pot utilitzar per les següents aplicacions:

Diagnòstic mèdic

En aquest cas l'anàlisi de la marxa és útil per avaluar, planificar i tractar a persones amb condicions que afecten la seva capacitat per caminar. La marxa patològica pot reflectir les compensacions per patologies de base, o ser responsable de la causa dels símptomes en si mateix. Paràlisi cerebral i pacients amb ictus són els pacients més freqüents en els laboratoris de la marxa. L'estudi de la marxa permet diagnosticar i plantejar estratègies d'intervenció a realitzar, per permetre futurs desenvolupaments en enginyeria de rehabilitació. A part de les aplicacions clíniques, és també d'ús general en la biomecànica esportiva per ajudar a atletes optimitzar i millorar el rendiment atlètic i per identificar la postura relacionada o problemes relacionats amb el moviment en persones amb lesions.

La identificació biomètrica i ciència forense

Es pot utilitzar com un identificador biomètric per identificar les persones individuals. Els paràmetres s'agrupen en espai-temporal (longitud del pas, ample de pas, la velocitat en caminar, el temps de cicle) i cinemàtics (articulació de rotació del maluc, el genoll i el turmell, la mitjana de angle de les articulacions del maluc / genoll / turmell i cuixa / tronc / angle de peu). Hi ha una alta correlació entre la longitud del pas i l'altura d'una persona^[8]^[9] També pot utilitzar-se com l'autenticació de dispositius electrònics portàtils.^[10] I també, per les investigacions de relliscades i caigudes, superfície de resistència al lliscament es pot mesurar. La superfície pot ser analitzada per determinar si es troba per sobre o per sota dels nivells acceptats del llindar de lliscament. ^[11] El mesurador d'Anglès XL lliscament, també conegut com VIT (Tribòmetre incidència variable) és un portàtil d'avantguarda "eslip tester", que està dissenyat per avaluar el coeficient de fricció o "índex de lliscament" en diferents superfícies per caminar, el nivell o pendent (fins i tot passos), en sec i en humitat (o no contaminats) mitjançant la imitació de certs paràmetres biomecànics de vianants. Les mesures objectives que poden ser analitzats i comparats amb les forces de "normal" per caminar i estàndards de la indústria respecte a la resistència terra antilliscant.^[11]^[12]

Videos relacionats

Vídeo explicatiu del concepte anàlisi de la marxa i exemple pràctic ^[13]
Vídeo explicatiu de com es porta a terme l'anàlisi de la marxa ^[14]
Vídeo explicatiu de com i per què, l'empresa Currex, realitza l'anàlisi de la marxa als seus clients ^[15]
Vídeo exemple de la lectura de l'anàlisi de la pressió dels peus en moure un subjecte ^[16]
Vídeo exemple del moviment que realitzen els músculs del cos quan es camina ^[17]
Exemple de les diferents gràfiques obtingudes del analysis de moviment mitjançant Animazoo Motion Capture ^[18]

Veure també

Referencias

↑ DH Sutherland: "The evolution of clinical gait analysis: Part II Kinematics" Gait & Posture. 2002; 16: 159-179.
↑ Étienne-Jules Marey
↑ Eadweard Muybridge
↑ RB Davis, S Õunpuu, D Tyburski, JR Gage "A gait analysis data collection and reduction technique". Human Movement Science 1991;10:575-587.
↑ Robertson DGE, et al., Research Methods in Biomechanics, Champaign IL:Human Kinetics Pubs., 2004.
↑ Ambulatory inertial gait analysis
↑ Digital Motion Analysis Systems
↑ journalsip.astm.org/JOURNALS/FORENSIC/PAGES/4706.htm
↑ geradts.com/html/Documents/gait.htm
↑ www.vtt.fi/vtt/new/2005/new11.htm
↑ ^11,0 ^11,1 www.kodsiengineering.com/personal.cfm
↑ englishxl.com/xl.html
↑ "Vídeo explicatiu del concepte anàlisi de la marxa i exemple pràctic", http://www.youtube.com/watch?v=ZWciPeUK32E,
↑ "Vídeo explicatiu de com es porta a terme l'anàlisi de la marxa",http://www.youtube.com/watch?v=IUAAR_xBY7w,
↑ "Vídeo explicatiu de com i per què, l'empresa Currex, realitza l'anàlisi de la marxa als seus clients", http://www.youtube.com/watch?v=Hv4KCz4esMw,
↑ "Vídeo exemple de la lectura de l'anàlisi de la pressió dels peus en moure un subjecte",http://www.youtube.com/watch?v=vw-Cb6PKB-Q&feature=related,
↑ "Vídeo exemple del moviment que realitzen els músculs del cos quan es camina",http://www.youtube.com/watch?v=8s0FY4D_AHQ,
↑ "Exemple de les diferents gràfiques obtingudes del analysis de moviment mitjançant Animazoo Motion Capture", http://www.youtube.com/watch?v=sFacio9x5JQ,

Enllaços externs

[1] DH Sutherland: "The evolution of clinical gait analysis: Part II Kinematics" Gait & Posture. 2002; 16: 159-179.

[2] Étienne-Jules Marey

[3] Eadweard Muybridge

[4] RB Davis, S Õunpuu, D Tyburski, JR Gage "A gait analysis data collection and reduction technique". Human Movement Science 1991;10:575-587.

[5] Robertson DGE, et al., Research Methods in Biomechanics, Champaign IL:Human Kinetics Pubs., 2004.

[6] Ambulatory inertial gait analysis

[7] Digital Motion Analysis Systems

[8] urnalsip.astm.org/JOURNALS/FORENSIC/PAGES/4706.htm

[9] radts.com/html/Documents/gait.htm

[10] www.vtt.fi/vtt/new/2005/new11.htm

[Wwwkodsiengineeringcompersonalcfm-11] 11,0 ^11,1 www.kodsiengineering.com/personal.cfm

[12] shxl.com/xl.html

[13] "Vídeo explicatiu del concepte anàlisi de la marxa i exemple pràctic", http://www.youtube.com/watch?v=ZWciPeUK32E,

[14] "Vídeo explicatiu de com es porta a terme l'anàlisi de la marxa",http://www.youtube.com/watch?v=IUAAR_xBY7w,

[15] "Vídeo explicatiu de com i per què, l'empresa Currex, realitza l'anàlisi de la marxa als seus clients", http://www.youtube.com/watch?v=Hv4KCz4esMw,

[16] "Vídeo exemple de la lectura de l'anàlisi de la pressió dels peus en moure un subjecte",http://www.youtube.com/watch?v=vw-Cb6PKB-Q&feature=related,

[17] "Vídeo exemple del moviment que realitzen els músculs del cos quan es camina",http://www.youtube.com/watch?v=8s0FY4D_AHQ,

[18] "Exemple de les diferents gràfiques obtingudes del analysis de moviment mitjançant Animazoo Motion Capture", http://www.youtube.com/watch?v=sFacio9x5JQ,

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]