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Sensibilidad A La Colocación De Los Marcadores En El Modelo Convencional De Análisis Cinemático De La Marcha


Enviado por   •  3 de Julio de 2013  •  2.199 Palabras (9 Páginas)  •  540 Visitas

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Biomecánica, 15 (1), 2007, pp. 42-48

Sensibilidad a la colocación de los marcadores en

el modelo convencional de análisis cinemático de

la marcha

A. VILLARROYA , A. ALONSO , M.A. FRANCO , N. RAMÍREZ-ESCUDERO , I. GARCÍA , B. CALVO .

E.U. Ciencias de la Salud, Universidad de Zaragoza.

GEMM, I3A, Universidad de Zaragoza.

1

2

1 12 12

Correspondencia:

E.U. Ciencias de la Salud, Universidad de Zaragoza,

Zaragoza, España.

E-mail: doritav@unizar.es

GEMM, I3A, Universidad de Zaragoza,

Zaragoza, España.

E-mail: analonso@unizar.es

Resumen

La correcta evaluación del movimiento articular a través de sistemas de análisis del movimiento

depende, entre otros factores, de la correcta colocación de los marcadores reflectantes sobre los

sujetos analizados. En el modelo convencional de marcha, de los 15 marcadores de miembro

inferior, la mayoría se localizan en puntos anatómicos fáciles de localizar y que tienen poca

posibilidad de error. Sin embargo, hay dificultad en otros, como el de la articulación de la rodilla

y, sobre todo, en los del muslo y pierna.

En el estudio, se empleó un sistema VICON 460, con el que se analizó la cinemática de miembro

inferior de 5 sujetos adultos sanos (2 mujeres, 3 varones). Para evaluar los movimientos articulares

se empleó el modelo convencional de marcha. Determinada la posición correcta de los marcadores

en cada sujeto, se procedió a la variación por separado de los marcadores de la rodilla, el muslo

y la pierna, moviendo cada uno 15 mm anterior y posteriormente con relación a la posición

inicial.

Estos pequeños desplazamientos producen importantes variaciones en los resultados

cinemáticos obtenidos. Entre ellas en el varo-valgo de rodilla, parámetro que es de gran utilidad

a la hora de detectar errores en la colocación de los marcadores.

Palabras clave: Cinemática, marcadores, marcha, modelo convencional de marcha.

2

Introducción

Los sistemas de análisis del movimiento

tridimensionales se utilizan para valorar de forma

objetiva la cinemática articular durante la realización

de las más variadas tareas motoras. Su área de

aplicación se extiende a campos tan diversos como

la práctica clínica e investigación de patologías

asociadas al aparato locomotor, la ergonomía, la

biomecánica deportiva o la animación en la industria

cinematográfica y de videojuegos [1-6]. Muchos

de estos sistemas son sistemas optoelectrónicos que

registran, por medio de cámaras de luz infrarroja,

el movimiento de marcadores reflectantes situados

sobre la superficie del cuerpo. El movimiento

tridimensional de cada uno de los marcadores es

reconstruido a partir de sus coordenadas

bidimensionales en cada fotograma, coordenadas

recogidas simultáneamente por cada cámara. A

través de un modelo biomecánico definido

previamente, el sistema convierte este movimiento

en el movimiento de las distintas articulaciones

consideradas en dicho modelo. En general, los

ángulos articulares así calculados pueden verse

afectados por diversas fuentes de error, más o

menos minimizables [7,8]. En concreto, los errores

cometidos por la incorrecta colocación de los

marcadores continúa siendo una de las asignaturas

pendientes de este tipo de sistemas de medición y,

probablemente hoy en día, el mayor contribuyente

individual a la variabilidad de los resultados en el

análisis de la marcha [8].

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El objetivo principal de este estudio es mostrar

explícitamente los efectos de una mala colocación

de algunos marcadores del miembro inferior en la

evaluación de sus principales articulaciones durante

la marcha normal al utilizar el modelo convencional

de marcha. La información obtenida en este estudio

servirá de ayuda para la correcta realización de

estudios del análisis del movimiento en los que se

necesite evaluar con precisión dichos movimientos

articulares.

Métodos

Para llevar a cabo este estudio se empleó un

sistema VICON 460 (Vicon Motion Systems,

Oxford, United Kingdom) dotado de seis cámaras

infrarrojas, con el que se analizó la cinemática de

miembro inferior de 5 sujetos adultos sanos (2

mujeres, 3 varones). Para evaluar los movimientos

articulares se empleó el modelo convencional de

marcha (Conventional Gait Model) [8, 9], que

requiere la colocación de 15 marcadores en puntos

anatómicos específicos de la cadera y miembros

inferiores; en este caso se emplearon marcadores

de 15 mm de diámetro. Dicha colocación la llevaron

a cabo dos fisioterapeutas titulados, siguiendo el

protocolo diseñado en el Laboratorio de

Biomecánica del Instituto de Investigación en

Ingeniería de Aragón (I3A), de la Universidad de

Zaragoza.

Una vez determinada la posición correcta de

los marcadores en cada sujeto, se procedió a la

variación por separado de los marcadores de la

rodilla, el muslo y la pierna (Figura 1), moviendo

cada marcador 15 mm anterior y posteriormente

con relación a la posición inicial. En cada uno de

los casos, se pidió a los sujetos caminar a lo largo

de un pasillo de marcha, a la velocidad normal para

cada uno. Su marcha fue registrada por el sistema

a una frecuencia de muestreo de 100 Hz,

reconstruyéndose un ciclo de marcha

completo.

Para observar el efecto del cambio de posición

de los marcadores se calcularon, mediante el

módulo Plug-in-Gait del sistema Vicon [10], los

ángulos de flexo-extensión, abducción-adducción

y rotación de la cadera, rodilla y tobillo, a lo largo

del ciclo de marcha.

Figura 1. Vista frontal y lateral de un sujeto con los marcadores reflectantes. Aparecen señalados los

marcadores cuya posición fue modificada

Muslo (MM)

Rodilla (MR)

Pierna (MP)

Muslo (MM)

Rodilla (MR)

Pierna (MP)

44

Resultados

En las figuras 2, 3 y 4 se muestran, a modo de

ejemplo, las gráficas de las variables cinemáticas

del miembro inferior del sujeto 2, incluyendo las

variaciones debidas al cambio de

...

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