Sistema de captura de movimiento para un laboratorio de análisis de la marcha
Para citar o enlazar este item, por favor use el siguiente identificador:
http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/28303
Title: | Sistema de captura de movimiento para un laboratorio de análisis de la marcha |
Authors: | Aillón Orbe, Angie Alexandra Álvarez Riofrío, Carolina Lissette |
Advisor: | Narváez Espinoza, Fabián Rodrigo |
Abstract: | Gait analysis uses a variety of strategies to capture and evaluate the motion patterns of body segments, including motion capture systems with passive or active markers, inertial systems with sensors attached to the body, and visual information processing techniques without the need for markers. Each of these approaches has advantages and disadvantages in terms of accuracy, portability, installation complexity, cost, and computational requirements, so the choice of the appropriate method will depend on the specific objectives of the analysis and the characteristics of the research environment. This project describes the implementation of an optical motion capture system based on passive reflective markers, for the Rehabilitation Engineering laboratory of the Universidad Politécnica Salesiana Sede Girón, for which a system composed of eight infrared cameras provided by the manufacturer OptitrackTM was used. This system was implemented in an area of 25 m2 , with the cameras configured and calibrated to avoid occlusion and ensure accuracy in capturing different body segments during movements. For this purpose, a calibration scheme of the cameras has been implemented to obtain the information recording area defined as a capture volume, thus achieving the three-dimensional recording of the trajectories of the markers of the subject under analysis. For the visualization and processing of the information, a biomechanical model is implemented, which allows to simulate the captured movements and to establish clinical measurements of the body movements. All this based on open source libraries. Finally, kinematic studies were performed, obtaining the Euler angles of both the lower and posterior part of the subject. The results obtained from the angular measurements for gait analysis were contrasted against a conventional evaluation scheme using KINOVEA software, showing a correlation coefficient for both the knee and shoulder joints. Being a useful system in the areas of biomechanics and rehabilitation engineering as it allows to evaluate and monitor gait in healthy patients or patients with pathologies, it also constitutes a scenario for the development of new techniques for gait analysis in general. |
Translated abstract: | El análisis de la marcha utiliza diversas estrategias para capturar y evaluar los patrones de movimiento de los segmentos corporales, incluyendo sistemas de captura de movimiento con marcadores pasivos o activos, sistemas inerciales con sensores acoplados al cuerpo, y técnicas de procesamiento de información visual sin necesidad de marcadores. Cada uno de estos enfoques presenta ventajas y desventajas en términos de precisión, portabilidad, complejidad de instalación, costo y requisitos computacionales, por lo que la elección del método adecuado dependerá de los objetivos específicos del análisis y las características del entorno de investigación. En este proyecto se describe la implementación de un sistema de captura de movimiento óptico basado en marcadores pasivos reflectivos, para el laboratorio de Ingenieria de Rehabilitación de la Universidad Politécnica Salesiana Sede Girón, para lo cual se ha dispuesto de un sistema compuesto de ocho cámaras infrarrojas proporcionadas por el fabricante OptitrackTM. Este sistema fue implementado en un área de 25 m2 , con las cámaras configuradas y calibradas para evitar la oclusión y garantizar la precisión en la captura de diferentes segmentos corporales durante los movimientos. Para este efecto, se ha implementado un esquema de calibración de las cámaras y así obtener la zona de registro de información definido como un volumen de captura, logrando de esta manera el registro tridimensional de las trayectorias de los marcadores del sujeto bajo análisis. Para la visualización y procesamiento de la información, un modelo biomecánico es implementado, el mismo que permite simular los movimientos capturados y establecer medidas clínicas de los movimientos corporales. Todo esto basado en librerias de código abierto. Finalmente, se realizaron estudios cinemáticos, obteniendo en sí los ángulos de Euler tanto de la parte inferior como posterior del sujeto. Los resultados obtenidos de las medidas angulares para el análisis de marcha fueron contrastados frente a un esquema de evaluación convencional mediante el software KINOVEA, mostrando un coeficiente de correlación, tanto de la articulación de la rodilla como del hombro. Siendo un sistema útil en las áreas de biomecánica e ingenería en rehabilitación ya que permite evaluar y monitorear la marcha en pacientes sanos o con patologías, además se constituye en un escenario para el desarrollo de nuevas técnicas de análisis de la marcha en general. |
Keywords: | BIOMEDICINA INTELIGENCIA ARTIFICAIL OPTICAL MOTION OPTITRACK |
Issue Date: | 2024 |
URI: | http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/28303 |
Language: | spa |
Appears in Collections: | Grado |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
TTQ1634.pdf | Texto completo | 10,44 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License