laboratório de análise de movimento: pilares técnico...
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Laboratório de Análise de Movimento:pilares técnico-científicos
Miguel Velhote CorreiaJoão Manuel R. S. Tavares
Jorge G. Barbosa
Sumário
• Motivação e objectivos do projecto
• Análise clínica da marcha
• Recursos do laboratório
• Testes e resultados
• Conclusões e trabalho futuro
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
Definição
A análise clínica da marcha é usualmente considerada como sendo a medição, o processamento e a interpretação sistemática dos parâmetros biomecânicos, que caracterizam a locomoção humana e facilitam a identificação de limitações no movimento de modo a identificar procedimentos adequados de reabilitação (Davis, 1997)
(Davis, 1997) R. B. Davis, Reflections on clinical gait analysis, J. of Electromyography andKinesiology, 7, pp. 251-257, 1997
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
Análise clínica da marcha implica…
• Capacidade de adquirir e tratar de forma instrumentada a informação cinemática, cinética, energética e mioeléctricado movimento
• Capacidade de interpretar clinicamente esta informação integrando pessoal especializado
(Sutherland, 2005) D. H. Sutherland, The evolution of clinical gait analysis part III - kineticsand energy assessment, Gait & Posture, 21, pp. 447-461, 2005.
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
Propôs-se…
• Criação de um centro de recursos computacionais e tecnológicos integrados para avaliação do desempenho e funcionalidade de cidadãos com incapacidades músculo-esqueléticas
• Melhorar a qualidade dos serviços e das soluções em ajudas técnicas, através da adopção e desenvolvimento de métodos quantitativos de medição e análise baseados em conhecimentos científicos e técnicos.
(Sutherland, 2005) D. H. Sutherland, The evolution of clinical gait analysis part III - kineticsand energy assessment, Gait & Posture, 21, pp. 447-461, 2005.
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
Áreas de estudo
• Cinemática
• Dinâmica
Deslocamentos Deslocamentos angularesangulares
CaracterizaCaracterizaçção clinicamente relevante dos ão clinicamente relevante dos movimentos articularesmovimentos articularesObliquidade, inclinaObliquidade, inclinaçção e rotaão e rotaçção pão péélvica, adulvica, aduçção ão ou abduou abduçção, flexão ou extensão, rotaão, flexão ou extensão, rotaçção da anca, ão da anca, flexão ou extensão do joelho, flexão ou extensão do joelho, dorsiflexãodorsiflexão ou ou flexão do tornozelo, rotaflexão do tornozelo, rotaçção do pão do péé
Momentos Momentos articulares e articulares e potência potência mecânicamecânica
Estimativa da tensão nas articulaEstimativa da tensão nas articulaçções ões Momentos na caracterizaMomentos na caracterizaçção da acão da acçção dos ão dos mmúúsculos flexores e extensoressculos flexores e extensores
Tipo de acTipo de acçção das estruturas ão das estruturas Potência na caracterizaPotência na caracterizaçção da acão da acçção concêntrica, ão concêntrica, excêntrica ou isomexcêntrica ou isoméétricatrica
Parâmetros Parâmetros espaespaççoo--temporaistemporais do ciclo de marchado ciclo de marchaComprimentos do passo e da passada, Comprimentos do passo e da passada, fase de apoio e de balanfase de apoio e de balançço, o, suporte bilateral, velocidade, cadênciasuporte bilateral, velocidade, cadência
Deslocamentos Deslocamentos e velocidades e velocidades lineareslineares
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
Áreas de estudo
• Pressão plantar
• Electromiografia
CaracterizaCaracterizaçção estão estáática e dinâmica da distribuitica e dinâmica da distribuiçção da carga ão da carga pela superfpela superfíície de contacto do pcie de contacto do péécentro de pressão, picos de pressão/forcentro de pressão, picos de pressão/forçça de reaca de reacçção, ão, integrais de pressão/forintegrais de pressão/forçça de reaca de reacçção, tempos de contacto, ão, tempos de contacto, ááreas de contacto...reas de contacto...
InIníício e o fim da actividade muscular, mcio e o fim da actividade muscular, múúsculo activo ou não, sculo activo ou não, EMG consistente com informaEMG consistente com informaçção cinemão cinemáática e dinâmicatica e dinâmica
PerPerííodos de actividade, duraodos de actividade, duraçção e cadênciaão e cadênciaAnAnáálise lise Temporal Temporal do sinal EMGdo sinal EMG Amplitude mAmplitude méédia do sinal rectificado, valor dia do sinal rectificado, valor
quadrquadráático mtico méédio do sinal, integral do sinaldio do sinal, integral do sinal
AnAnáálise em lise em Frequência Frequência do sinal EMGdo sinal EMG
Frequências mFrequências méédia, mediana e mdia, mediana e mááxima, xima, frequência de mfrequência de mááxima amplitudexima amplitude
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
Recursos de HardwareSumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
Recursos de Hardware• 4 câmaras vídeo digitais, formato PAL, a 25/50 Hz, com
720x576 pixels de resolução
• 1 plataforma de forças, modelo 9281B da KistlerInstruments, 0,6 m de comprimento e 0,4 m de largura
• 1 plataforma de pressões, modelo Footscan 3D da RSscan Internacional, 0,5 m de comprimento e 0,4 m de largura
• 2 sistemas de electromiografia da Delsys: Myomonitor III de 8 canais (telemetria) e Bagnoli de 4 canais (por cabo)
• 8 dispositivos portáteis para registo cinemático da marcha
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
Recursos de SoftwareSimiSimi MotionMotion RSScanRSScan GaitGait SientificSientific
DelsysDelsys EMGWorksEMGWorks
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
Recursos de SoftwareSumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
WALKinGWALKinG
Recursos de SoftwareSumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
• Aquisição sincronizada de vídeo, forças de apoio, pressão plantar e electromiografia
• Cálculo das posições 3D dos marcadores articulares• Cálculo de deslocamentos angulares e de velocidades
dos segmentos corporais• Cálculo de momentos e forças articulares por dinâmica
inversa• Registos de activação muscular, com a sua duração e
cadência• Relatórios de análise de desempenho e funcionalidade
Testes de validação• Efectuados:
– 5 sujeitos sem alterações de movimento
• Programados:– 9 sujeitos com alterações de movimento
• 3 amputados transtibiais;• 3 utilizadores de ortóteses do membro inferior;• 3 portadores de paralisia cerebral.
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
Alguns protocolos a testar • Alinhamento estático da prótese recorrendo a linha de
carga efectiva• Registo e avaliação dos parâmetros de marcha de
pessoas com ortóteses de membros inferiores• Registo e avaliação dos parâmetros de marcha de
pessoas com paralisia cerebral
(Blumentrit, 1999) S. Blumentritt, T. Schmalz, R. Jarasch, M. Schneider, Effects ofsagittal plane prosthetic alignment on standing trans-tibial amputee knee loads, Prosthetics and orthotics international, 23: 231-238, 1999.
(Blumentrit, 2002) S. Blumentritt, T. Schmalz, R. Jarasch, Energy expenditure andbiomechanical characteristics of lower limb amputee gait: the influence of prostheticalignment and different prosthetic components, Gait Posture, 16: 255-63, 2002.
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
Domínios de aplicação • Reabilitação• Ergonomia• Desporto • Investigação
Potenciais utilizadores• Técnicos e profissionais de saúde• Técnicos e profissionais da área desportiva• Designers de equipamentos e ambientes de trabalho
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
• Criar o Laboratório de Análise de Movimento do CRPG• Integrar recursos tecnológicos e computacionais
necessários para análise de desempenho e funcionalidade • Colocar conhecimentos científicos e técnicos ao dispor dos
cidadãos com incapacidades musculo-esqueléticas
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
• Integração final dos equipamentos• Validação do sistema integrado • Validação de um conjunto de protocolos de análise clínica• Conclusão do plano de exploração
Ponto da situação
Conseguiu-se…
muito!
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
Trabalho futuro…
…colaborações precisam-se.
Sumário | Objectivos | Análise da Marcha | Laboratório | Resultados | Conclusões
Agradecimentos
• Carolina Vila-Chã• Daniela Sousa• Inês Campos• João Neiva• José Cruz
• Ana Margarida Nunes• Cristina Crisóstomo• Emília Mendes
…e ao pessoal do CRPG