TFG-G 1112
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1. ZX 0 2 0 2 Marker Choose marker 08 08 06 06 Pause 04 04 XY zione dl 2 0 2 Imagen 27 Interfaz gr fica Lo primero que vamos a comentar es el bot n m s importante que es el bot n Open File que se puede apreciar en la imagen 28 Open File Imagen 28 Bot n Open File Dicho bot n es el m s importante puesto que lo primero que tenemos que hacer en nuestro programa es cargar un fichero a partir del cual obtendremos las gr ficas Es clave puesto que si no cargamos ning n fichero de datos el programa no va a funcionar y provocar errores en su ejecuci n Una vez pulsamos el bot n lo primero que nos encontraremos es una opci n de selecci n de fichero como la que aparece en la imagen 29 en la que seleccionaremos el fichero del que queremos obtener las gr ficas Importante destacar que este programa sirve para cargar ficheros del tipo DPM_1_aXXXbMEDc txt definidos anteriormente es decir ficheros del tipo a los obtenidos en el laboratorio SATI de Valencia 32 Organizar v Nueva carpeta Nombre Fecha de modifica Favoritos ie Descargas di excel 21 11 2014 16 51 3 Dropbox de muestras hombres 21 11 2014 20 34 Escritorio di muestras mujeres 24 11 2014 13 15 SE Sitios recientes DPM_1_f001AMEDc 02 10 2014 9 13 DPM_1_f001BMEDc 02 10 2014 9 13 No hay Bibliotecas DPM_12. Matlab a partir del fichero de muestras de un paciente en este caso mujer En la imagen 13 se puede observar el movimiento de los marcadores de un sujeto en tres dimensiones en la imagen 14 se puede observar el movimiento en el eje X Y en la 15 en el eje Z Y y en la 16 en el eje X Z Todos los ejes se encuentran en centimetros a ve oe Aa we AA AAA AA A A 5 5 Imagen 63 Movimiento descrito por los marcadores de la columna en la paciente femenina 001 XY 50 45 40 35 30 25 20 15 7 777707 10 inni E E WIEC WET BE Imagen 14 Movimiento descrito por los marcadores de la columna en la paciente femenina 001 19 5 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 Imagen 15 Movimiento descrito por los marcadores de la columna en la paciente femenina 001 Imagen 16 Movimiento descrito por los marcadores de la columna en la paciente femenina 001 Con el fin de poder observar las diferencias se han a adido una serie de gr ficas en las cuales se observan los mismos resultados pero en el caso de un paciente masculino Por tanto en la imagen 17 se puede observar el movimiento de los marcadores del sujeto en 20 tres dimensiones en la imagen 18 se puede observar el movimiento en el eje X Y en la 19 el eje Z Y yen la 20 el eje X Z Todos los ejes se encuentran en centimetros Imagen 77 Movimiento descrito por los marcadores de la columna en el pacient
3. Universidad deValladolid ESCUELA T CNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACION ANALISIS DEL MOVIMIENTO DE LA COLUMNA GRADO EN TECNOLOGIAS DE TELECOMUNICACION TRABAJO FIN DE GRADO Autor Miguel Fadrique de Pablo Tutor Jacek Dusza Varsovia febrero 2015 Indice RESUME SUME lai 1 ght gor 0 e Nr W NC 2 A irlanda 5 WA EE PNA A ao iodo 7 Temas de rela 8 Metodolog a del ECO 11 Ellroy 23 Comparativa hombres y MUJeres persia 28 Conclisioliet E aa 30 E EEA ao RI R POR OE REI 31 Mandaci Ustao ssd 31 Biblical dalia ei 35 Resumen Este estudio surge en el mbito de la investigaci n del movimiento de ciertos sujetos voluntarios al andar Para profundizar en ello en este estudio se ha realizado el an lisis del movimiento de los marcadores colocados en la columna de los pacientes con el fin de observar la posici n de los marcadores el movimiento que describen al moverse y posteriormente seg n una serie de par metros definidos clasificar a los sujetos en diferentes categor as El an lisis ha sido llevado a cabo gracias a los datos obtenidos en el laboratorio SATI de la universidad de Valencia partiendo de la idea de doble paso medio o DPM a partir del cual se calcularon las muestras que han sido analizadas El an lisis se ha llevado a cabo utilizando la herramienta de c lculo matem tico Matlab tanto para la obtenc
4. Proceedings of SPIE Photonics Applications in Astronomy Communications Research and High Energy Physics Experiments vol 6159 2006 61593J 1 61593J 6 Dusza Jacek Mugarra Gonzalez Fernando Carrilero Lopez Vicente Metoda modelowania chodu cz owieka za pomoc oblicze redniego podw jnego kroku w Elektronika konstrukcje technologie zastosowania vol 8 2009 ss 223 227 36
5. concreto Para ello tenemos los botones que aparecen en la imagen 31 Marker Choose marker Play 3D Pause X Y X Z Imagen 31 Men elecci n de marcador Lo primero que tenemos que hacer es cargar el fichero que queramos y una vez cargado introducimos el n mero del marcador en particular que queremos observar en nuestro caso al ser marcadores de la columna vertebral son los marcadores entre el 12 y el 18 Una vez seleccionado el marcador los botones realizan la misma funci n descrita para los previamente explicados solo que en este caso solo veremos el movimiento de un marcador en concreto en lugar de todos los marcadores situados en la columna vertebral del paciente En la esquina superior izquierda de la interfaz gr fica encontramos los botones que se pueden ver en la imagen 32 Estos botones sirven para acercar o alejar las gr ficas y poder ver los puntos con m s detalle 34 4 Imagen 32 Opci n de ampliaci n Bibliografia Jacquelin Perry 1992 Gait Analysis Normal Pathological Function Thorofare New Jersey SLACK Incorporated ISBN 978 1 55642 192 1 Stawska Katarzyna 2006 Parametryzacja tr jwymiarowej trajektorii punktu na podstawie danych rzeczywistych uzyskanych metodami stereowizyjnymi Tesis Varsovia Politecnika Warszawska Dunajewski Adam Dusza Jacek Rosado Munoz Alfredo Symmetrical Gait Descriptions w Proceedings of SPIE Photonics Applic
6. la f rmula Este c lculo lo realizamos tambi n para el eje Y y para el eje Z En la imagen 11 se puede apreciar gr ficamente la obtenci n de los puntos Xmin Xmax y de Como se puede ver el movimiento se encuentra en el eje X entre 3 1 cm y 1 55 cm Estos dos extremos es lo que llamar amos X min Y Xmax respectivamente para este ejemplo X Y 28 27 95 27 9 27 85 27 8 27 15 1 4 Imagen 11 Movimiento descrito por el marcador 15 en la paciente femenina 001 17 En la imagen 12 se ve el mismo ejemplo pero en una gr fica en tres dimensiones donde se puede ver gr ficamente el c lculo de la amplitud maxima para cada dimensi n Imagen 12 Movimiento en tres dimensiones descrito por el marcador 15 en la paciente femenina 001 El mismo ejemplo se ha realizado para los casos del eje Y y del eje Z Posteriormente obtenemos la diagonal mediante la f6rmula Donde es b es AY y es AZ Esta diagonal es lo que a partir de ahora llamaremos rango Ha sido importante tambi n la observaci n del movimiento de los marcadores para poder ver en ciertos sujetos el movimiento que realizan al andar Esto se ha podido observar mediante unos ficheros de Matlab en los cuales la gr fica se actualizaba din micamente y pod a observarse de manera m s clara el movimiento que describen los pacientes al avanzar 18 A continuaci n se muestran una serie de graficas obtenidas mediante
7. las muestras vayan de 0 a 60 independientemente de la altura de la columna o separaci n de las v rtebras En la imagen 9 puede verse el ejemplo que hemos visto anteriormente pero con los pasos anteriormente explicados aplicados con lo que tenemos una gr fica en la que el marcador m s bajo se encuentra en el punto 0 0 mientras que el punto m s alto en el eje Y se encuentra en 60 cent metros Una vez aplicados estos pasos se obtienen unas gr ficas comparables en el eje Y proporcionalmente 14 Imagen 9 Posici n normalizada de los marcadores de la columna de la paciente femenina 001 15 Imagen 50 Posici n normalizada de los marcadores de la columna del paciente masculino 015 Con las matrices de posiciones de los marcadores hemos obtenido la media muestral de cada marcador seg n la f rmula En la que n es el n mero de muestras en nuestro caso 100 y X son las posiciones de los marcadores en cada eje Para obtener la clasificaci n posterior se ha requerido del c lculo de la desviaci n est ndar obtenida seg n la f rmula 16 Donde X son las muestras de los marcadores en cada eje es la media muestral y n el numero de muestras Como criterio principal de clasificaci n se ha obtenido el rango que en nuestro caso consiste en el c lculo de la diagonal del poliedro entre el punto 0 0 0 y el punto X Y Z Para ello calculamos primero la distancia maxima entre dos puntos del mismo marcador seg n
8. pacientes Estas gr ficas se pueden observar en las im genes 24 y 25 que corresponden a muestras de mujeres y hombres respectivamente donde el eje X representa los puntos del 12 al 18 que corresponden entre el 1 y el 7 y el eje Y corresponde al rango Imagen 24 Rangos de todas las voluntarias femeninas simult neamente 28 Imagen 25 Rangos de todos los voluntarios masculinos simult neamente Tal como se puede observar aunque la mayor a de los pacientes se encuentran dentro de un rango de valores tenemos algunos fuera de ese rango Estos pacientes son los menos comunes y los que nos pueden servir para obtener resultados m s amplios Otra comparativa obtenida entre hombres y mujeres es la que se puede observar en la imagen 26 en la cual aparecen los rangos promedio de pacientes masculinos en color azul ordenados de menor a mayor mientras que en color rojo tenemos los rangos promedio de pacientes femeninos Se puede observar que los rangos promedio de los hombres tienden a ser m s grandes que los rango promedio de las mujeres Esto es debido a que los hombres al tener mayor envergadura tienden a tener un rango mayor de movimiento al andar En la gr fica hay que destacar que en las dos primeras muestras correspondie
9. _f003AMEDc 02 10 2014 9 13 ninguna vista previa 2 Documentos DPM_1 f003BMEDc 30 09 2014 13 11 disponible Im genes _ Matriz_normalizada_DPM_1_f001AMEDc 20 12 2014 12 55 ad M sica amp Matriz_normalizada_DPM_1_f001BMEDc 13 11 2014 11 58 Videos Matriz_normalizada_DPM_1_f003AMEDc 20 12 2014 12 57 _ Matriz_normalizada_ DPM_1_m017AMEDc 20 12 2014 12 57 2 Grupo el hogar Matriz_salida_DPM_1_f001AMEDc 20 12 2014 12 55 4 mW Nombre Imagen 29 Men de selecci n de fichero Una vez cargado el fichero procederemos a elegir una de las opciones de los botones situados en la parte izquierda que se pueden apreciar en la imagen 30 2 BEE DE Imagen 30 Botones de obtenci n de graficas Tal y como indican los botones el primero nos sacar una animaci n de una gr fica en tres dimensiones de todos los puntos simult neamente a una velocidad de 20 milisegundos por 3 w punto de movimiento El bot n de Pause nos servir para detener la animaci n una vez esta haya comenzado Los siguientes tres botones nos mostrar n en la pantalla la gr fica de todos los marcadores situados en la columna de la muestra seleccionada en los ejes X Y Z Y y X Z seg n la opci n que seleccionemos El programa tambi n nos permite visualizar solo uno de los marcadores de la columna por separado y poder observar las mismas gr ficas descritas anteriormente pero de ese marcador en
10. aci n grafica de los cuatro tipos definidos en la segunda clasificaci6n para el caso de las mujeres y de los hombres respectivamente Tipo IV Imagen 92 Cuatro tipos de clasificaci n en el caso de las mujeres Rango en el eje X Desviaci n tipica en el eje Y 26 Tipo III Imagen 23 Cuatro tipos de clasificaci n en el caso de los hombres Rango el eje X Desviaci n t pica en el eje Y Tabla 6 Clasificaci n II Hombres Mujeres Tipo I F007A Tipo II 016 M029A M041B FOO1A F001B F014A M042A M043A M053A FO18A F024A F039B M058A M059A M065A F040A F048A M074B M084B M104B Tipo II M015B M017A M021A F003A F003B F004B M033B M034B M052A F026C F036A F038A 052 081 M082B F045B M083A M104A Tipo IV M023A M028A M033A F010B FOI9A F020A M056A M057A M068A F022A F026B F027A M073A M085B FOGIA F035A 086 F044A F046A F047A F047B 27 Para observar todo esto se han empleado una serie de ficheros en MATLAB en los cuales se han obtenido gr ficas que permiten observar los diferentes tipos de clasificaci n asf como otros ficheros que nos permiten observar el rango de movimiento de cada punto por separado o de todos los de la columna a la vez Comparativa hombres y mujeres Con la finalidad de comparar se han obtenido unas gr ficas a partir de las cuales se puede ver la comparaci n de las medias muestrales de los rangos para ver las diferencias entre los diferentes
11. ations in Astronomy Communications Industry and High Energy Physics Experiments Romaniuk Ryszard red vol 9290 2014 ISBN 9781628413694 92901U 1 92901U 8 DOI 10 1117 12 2075171 Dusza Jacek Wawrzyniak Zbigniew M Prado Martinez David del Simplification of the Kinematic Model of Human Movement w Photonics Applications in Astronomy Communications Industry and High Energy Physics Experiments Romaniuk Ryszard red vol 8903 2013 ISBN 9780819485823 89031D 1 89031D 8 DOI 10 1117 12 2035448 Dusza Jacek Wawrzyniak Zbigniew M Gonzales C F M Simplified Model of Mean Double Step MDS in Human Body Movement w Proceedings of SPIE Photonics Applications in Astronomy Communications Industry and High Energy Physics Experiments 2012 Romaniuk Ryszard red Proceedings of SPIE Photonics Applications in Astronomy Communications Industry and High Energy Physics Experiments vol 8454 2012 SPIE ISBN 9780819491718 84541N 1 84541N 13 DOI 10 1117 12 2000058 35 Pellicer Costa Juan Jos Dusza Jacek Influence of Unilateral Weight on Bilateral Cyclograms w Proceedings of SPIE Photonics Applications in Astronomy Communications Industry and High Energy Physics Experiments Romaniuk Ryszard red vol 9290 2014 ISBN 9781628413694 92901T 1 92901T 10 DOI 10 1117 12 2075167 Gonzalez C Fernando Mugarra Dusza Jacek Grabowski Pawe i in Stereovision for dynamic analysis of human body movement w
12. do en todos los ejes proporcionalmente Para la obtenci n de los datos se han creado una serie de ficheros en Matlab a partir de los cuales se han obtenido e Unas tablas de muestras normalizadas en el eje vertical e Un fichero para la obtenci n del rango de las muestras e Unas gr ficas para el an lisis de la trayectoria del movimiento e Una gr fica para analizar los datos normalizados de los marcadores en el eje vertical e Una gr fica para comparar los rangos 13 El esquema de procesamiento de datos siguiente nos permite ver de manera clara el planteamiento seguido para la obtenci n de los datos y c mo se han ido obteniendo resultados a partir de los cuales se ha llegado a las conclusiones finales Datos de Punto de Modelo entrada referencia normalizado Punto 18 en 0 0 0 En el esquema se ve el tratamiento de los datos de entrada los cuales en primer lugar son trasladados de tal manera que el punto 18 quede en el eje de coordenadas Una vez realizado este paso lo que se hace es pasar al modelo normalizado consistente en conseguir un modelo de datos que pueda ser comparable para todos los pacientes independientemente de su fisico y que nos permita la obtenci n de datos de los que conseguir resultados concluyentes Para obtener este modelo normalizado lo que se ha hecho ha sido un cambio en el eje Y de tal manera que el punto mas bajo corresponda al dato 0 y el punto mas alto al dato 60 Con esto conseguimos que todas
13. e masculino 015 X Y 60 eee 50 w 40 30 ccc 20 OC RR a a se a W nn 10 lt A 0 45 A 3 5 3 2 5 2 1 5 Imagen 18 Movimiento descrito por los marcadores de la columna en el paciente masculino 015 21 Imagen 19 Movimiento descrito por los marcadores de la columna en el paciente masculino 015 X Z 45 r 35 3 25 2 15 Imagen 20 Movimiento descrito por los marcadores de la columna en el paciente masculino 015 En las imagenes se pueden apreciar unos puntos rojos que son el valor medio de cada marcador En todos los ejes se observa que la trayectoria del movimiento de los marcadores sigue una trayectoria en forma de ocho tumbado aproximadamente 22 Resultados Con los resultados obtenidos y mediante la observaci n de gr ficas y de los datos obtenidos se ha clasificado a las personas siguiendo dos criterios El primer criterio serfa dependiendo de su rango de movimiento clasificado en tres tipos diferentes tipo A tipo y tipo cuyos par metros se pueden observar en la tabla 3 El tipo A corresponderfa a gente que anda sin apenas mover la columna vertebral algo similar a un paso militar El tipo B corresponde a gente que mueve la columna al andar ligeramente sin movimientos bruscos Este tipo corresponde al modelo observado mas usual ya que el mayor numero de pacientes se encuentra en este tipo El tipo corresponde a gente que se contonea mientras anda provocando un mo
14. en 3 Con estos datos se llevo a cabo una reconstrucci n en tres dimensiones mediante software La obtenci n de datos se realiz observando a los sujetos mientras avanzaban y realizando el c lculo del modelo peri dico de Doble Paso Medio anteriormente definido Imagen 3 Cinta andadora desde la que se tomaron muestras De cada paciente se obtuvo m s de una muestra y a partir de unos c lculos se obtuvieron las muestras que se consideraron v lidas que son aquellas de las que se obtuvo que ten an al menos un 95 de precisi n El n mero de muestras obtenidas y empleadas en este estudio corresponde a 29 muestras para el caso de las mujeres entre las cuales tenemos cinco mujeres de las que se tienen dos ficheros de muestras diferentes y a 32 de hombres de los que se repiten muestras en dos pacientes El movimiento de los marcadores de los pacientes se registr con el uso de cuatro c maras de infrarrojos que capturaban im genes en dos dimensiones para a partir de las im genes obtenidas conseguir una reconstrucci n en tres dimensiones de la trayectoria de los marcadores En la imagen 4 puede observarse la colocaci n de las c maras infrarrojas enfrente de la cinta andadora Imagen 4 Colocaci n de las c maras durante la toma de muestras Una vez realizados todo este proceso se obtuvo un fichero por cada paciente en el cual se encuentra almacenada la matriz obtenida a partir del c lculo del DPM con las posicione
15. enza cuando el pie apoya el tal n hasta que despega del suelo mientras que swing se da cuando el pie se encuentra en el aire sin apoyo Imagen 1 Etapas del avance Perry 1992 En un an lisis estad stico realizado por Jacquelin Perry sobre el porcentaje de tiempo de contacto con el suelo se obtuvo la tabla 1 donde se puede observar los periodos de contacto con el suelo Cabe destacar que la etapa de stance se encuentra mayor porcentaje de tiempo de contacto con el suelo que en la etapa de swing Table 1 1 Floor Contact Periods Stance Initial Double Stance Single Limb Support Terminal Double Stance Swing Tabla 1 Periodos de contacto con el suelo Perry 1992 En nuestro caso de estudio se analiza el avance completo tal y como se describe en la imagen 2 tanto con el pie izquierdo como con el pie derecho En l se puede observar la fase de stance y la fase de swing anteriormente definidas Para la obtenci6n de datos en nuestro caso de estudio se han tomado muestras de los voluntarios andando por la cinta andadora durante 30 segundos tomando 15 muestras por segundo durante los cuales cada sujeto ha realizado el avance Una vez obtenidas las muestras se ha calculado el Doble Paso Medio o DPM Para el calculo del DPM como el paso derecho difiere del paso izquierdo en todas las personas lo primero que se hace es separar las muestras tomadas en el momento de avance del pie derecho de las m
16. gfas como para la cura de estas Cuando el cuerpo avanza una pierna sirve como mientras que la otra es la que se utiliza para avanzar hacia adelante hasta alcanzar un nuevo apoyo A continuaci n las piernas intercambian sus papeles En el momento de transferencia del peso de una pierna a la otra ambos pies se encuentran en contacto con el suelo Esta serie de eventos se repite con sincronizacion reciproca hasta que la persona alcanza su destino Una unica secuencia llevada a cabo por una pierna es lo que se conoce como ciclo de paso gait cicle Como el momento el que ambos pies tienen contacto con el suelo es el m s definido esta acci n suele considerarse el inicio del ciclo de paso Cada ciclo de paso se divide en dos periodos stance y swing Estos son conocidos com nmente como fases del paso Stance es el t rmino utilizado para designar el periodo en el que el pie se encuentra en el suelo Este comienza con el contacto inicial en el suelo El t rmino swing se aplica para el tiempo en el que el pie est en el aire en el momento de avance Esta fase comienza cuando el pie es levantado del suelo Perry 1992 Esto se puede observar en la imagen 1 en la cual aparecen las divisiones del ciclo de un paso donde la barra blanca simboliza la duraci n de la etapa stance mientras que la barra oscura simboliza la duraci n de swing Como se observa claramente stance comi
17. i n de gr ficas como para el an lisis matem tico y la clasificaci n de los resultados Summary This study had come within the ambit of analysis of different types of movements of people when they are walking In this study the position of the markers situated on the backbone has been observed with the intention of observing the position and the movements of the markers Apart from that some parameters have been defined in order to classify the patients in different categories This analysis has been gotten thanks to the samples obtained on SATI laboratory in Universidad de Valencia using the idea of Middle Double Step to obtain the whole samples This analysis has been taken using the mathematical tool Matlab for getting the graphs as for classifying the results obtained Introducci n Este proyecto comenz con una idea la idea de que una persona con problemas en la espalda tiene que tener una manera diferente de andar A partir de esto se cabo un estudio basado en la toma de muestras en diferentes voluntarios para obtener conclusiones Por lo tanto la finalidad de este proyecto es la de obtener un m todo alternativo de detecci n de enfermedades que no tenga efectos secundarios para la salud como ocurre con las radiograffas El an lisis de la marcha y la forma de andar permiten obtener una clasificaci n de las personas que puede ser empleado con fines m dicos tanto para la prevenci n de patolo
18. l software empleado para la obtenci n de datos con los que luego se han obtenido las conclusiones es Matlab R2013a 8 1 0 604 Empleando el uso de la interfaz gr fica GUIDE para la obtenci n de las gr ficas de manera m s clara Temas de investigaci n La colocaci n de los marcadores tuvo lugar en la columna vertebral de los voluntarios situ ndolos en las mismas v rtebras en cada sujeto tal y como se observa en la imagen 5 Los puntos analizados en este estudio corresponden a los puntos C4 C7 4 8 T12 13 y L5 de dicha imagen Como se ha comprobado normalizando la posici n de los marcadores en todos los sujetos se puede observar que la m xima diferencia de colocaci n en el caso de las mujeres es de unos 5 8 cent metros y en el caso de los hombres de unos 5 5 cent metros CONTA COW QEFL A OCIFOCJO 4 F WASTE SES 2 ENCONDILOS w 2 ESPANAS I 2 7OBCANTE MAYOR LA ers Imagen 5 Puntos de colocaci n de los marcadores los voluntarios La trayectoria del movimiento ha sido observada de frente de perfil y en vista cenital Se puede comprobar que en todos los casos la trayectoria del movimiento de los marcadores sigue una forma de ocho tumbado siendo mas pronunciada esta el caso de vista frontal Los marcadores colocados corresponden a los puntos que aparecen en la tabla 2 Tabla 2 Nume
19. mos buscado el realizar una clasificaci n que hasta este momento no se hab a llevado a cabo con el fin de que los resultados puedan ser tiles para posibles aplicaciones m dicas ya sea para detecci n de patolog as como para ayudar en la cura de otras L neas futuras Este estudio abre la v a al uso de estos resultados para conseguir una clasificaci n de la gente seg n su manera de andar El estudio del movimiento de la columna vertebral puede ser utilizado como base para la detecci n de patolog as tanto en la columna vertebral como en cualquier otra parte del cuerpo as como para evitar el uso de m todos m s agresivos para el cuerpo humano utilizados actualmente para la detecci n Manual de usuario La creaci n de la interfaz gr fica de usuario movimientoColumna fig y movimientoColumna m ha sido pensada con la finalidad de obtener un programa sencillo e intuitivo que pueda ser usado por cualquier usuario sin necesidad de tener conocimientos avanzados de programaci n ni de ordenadores Tal y como se puede apreciar en la imagen 27 la interfaz gr fica del programa consta de una serie de botones situados en la parte lateral izquierda mientras que en la parte derecha tenemos una serie de marcos en blanco que ser n los lugares en los cuales aparecer n las gr ficas cuando corresponda cada una en su eje correspondiente 31 a 5 gt Open File ost ost 0 6 06 oat
20. ntes a pacientes femeninos tienen valor cero puesto que se han a adido para tener dos gr ficas equivalentes ya que tenemos 31 muestras de pacientes masculinos mientras que solo tenemos 29 muestras en el caso de pacientes femeninos 29 0 5 10 15 20 25 30 35 Imagen 26 Comparativa de valores de rangos en hombres y mujeres Conclusiones La principal conclusi n obtenida es la clasificaci n de los individuos seg n su forma de andar teniendo dos tipos diferentes de clasificaci n seg n nos fijemos en unos par metros u otros En ambos tipos de clasificaci n tenemos alg n tipo en el que el n mero de pacientes es inferior a los otros tipos Estos pueden considerarse como ejemplos nicos que difieren de la media y nos permiten unos resultados m s amplios y por tanto poder tener resultados para tipos de gente m s heterog neos Respecto al segundo tipo de clasificaci n vemos que realmente aunque lo hemos dividido en 4 subtipos se queda en 3 tipos puesto que no tenemos ning n solo individuo entre los hombres cuyo rango est por debajo de la media y que su desviaci n t pica est por debajo de 0 5 cent metros y solo un ejemplo en el caso de las mujeres 30 Por otro lado se observa que salvo un sujeto en el caso de las mujeres y un par de sujetos en el caso de los hombres tanto el rango como la posici6n normalizada del punto Y no difieren demasiado siendo la diferencia de unos 3 centimetros Con este proyecto he
21. orresponden desde el punto m s alto de la columna punto 12 al punto m s bajo de la columna punto 18 En la imagen 7 podemos ver un ejemplo de colocaci n de marcadores para el caso de una voluntaria femenina En la imagen se puede apreciar que los marcadores no se encuentran situados en l nea recta tal y como cabr a esperar al estar colocados en la columna Esto puede ser debido tanto a desviaciones en la columna del paciente como a una mala colocaci n de los marcadores A pesar de esto podemos ver que la m xima diferencia entre 11 dos puntos en el eje de abscisas es de algo m s de un cent metro por lo que se puede considerar pr cticamente una l nea recta teniendo en cuenta el tama o de la espalda en una persona adulta El mismo ejemplo pero para un caso masculino se encuentra en la imagen 8 0 5 0 0 5 1 1 5 Imagen 7 Posici n de marcadores de la columna de la paciente femenina 001 12 Imagen 8 Posici n de los marcadores del paciente masculino 015 Como se puede apreciar en este punto surge un problema ya que la comparaci n directa no es posible puesto que los marcadores en la columna de la voluntaria femenina van desde el origen 0 0 hasta 41 centfmetros aproximadamente mientras que los marcadores de la columna del voluntario masculino se encuentran situados entre el origen 0 0 hasta 55 centfmetros aproximadamente Para solucionar este problema lo que se ha hecho es una normalizaci n en el eje Y movien
22. res el rango medio corresponde a 2 7770 centimetros con 12 muestras de 31 por encima de la media y 19 menores Respecto a los tipos en la clasificaci6n II el tipo I corresponde a modelos con rango alto y baja desviaci n estandar el tipo II corresponde a rango alto y desviaci n alta el tipo HI corresponde a rango bajo y baja desviaci n estandar y el tipo IX corresponde a rango bajo y alta desviaci n estandar A efectos de movimiento el tipo I corresponde a gente con movimientos pronunciados al andar pero que anda con la espalda erguida el tipo II corresponde a gente que se mueve mucho al andar y mueve mucho la columna vertebral el tipo III corresponde a gente que no se mueve mucho al andar y andan con espalda erguida y el tipo IV corresponde a gente que no se mueve mucho al andar pero tienen movimientos pronunciados de columna Tabla 5 Clasificaci n II Hombres Mujeres Tipo I Rango mayor de la Rango mayor de la media Desviaci n por media Desviaci n por debajo de 0 5 debajo de 0 5 Tipo II Rango mayor de la Rango mayor de la media Desviaci n por media Desviaci n por encima de 0 5 encima de 0 5 Tipo II Rango menor de la Rango menor de la media Desviaci n por media Desviaci n por debajo de 0 5 debajo de 0 5 Tipo IV Rango menor de la Rango menor de la media Desviaci n por media Desviaci n por encima de 0 5 encima de 0 5 25 En las imagenes 22 23 se puede observar la separ
23. ro de punto Nombre 1 Acromion 2 106 3 Espina iliaca anterior superior 4 Trocanter mayor 3 Condilo femoral externo 6 Cabeza del peron 7 Maleolo peroneo 8 Quinto metatarsiano 9 Mastoideo 10 Occipucio 11 Mastoideo 12 C4 13 C7 14 T4 15 8 16 T12 17 L3 18 LS 19 Acromion 20 Epicondilos 21 Espina anterior superior 22 Trocanter mayor 23 Condilo femoral externo 24 Cabeza del peron 25 Maleolo peroneo 26 Quinto metatarsiano 10 Una vez tomadas las muestras se utiliz el software VCA Vertebral Column Analysis desarrollado por Katarzyna Stawska en la realizaci6n de su proyecto de fin de carrera para la obtenci n de una reconstrucci n en tres dimensiones y poder observarlo mas facilmente Se obtuvo la representaci6n que podemos ver en la imagen 6 que nos permite observar de manera facil la obtenci n a nivel de software de la situaci n de los marcadores z a Imagen 6 Reconstrucci n 3D de la posici n de los marcadores en un voluntario Metodologia del trabajo La informaci n de los movimientos de los marcadores viene proporcionada por ficheros de texto en los cuales hay almacenada una matriz de tama o 100x79 correspondiente a 100 imagenes del movimiento y los 79 correspondientes a los ejes X Y y Z de cada uno de los 26 puntos de los que se tomaron datos m s un vector de muestras del tiempo En este estudio solo se ha trabajado con los puntos del 12 al 18 que c
24. s de los marcadores Hay que destacar que las posiciones de los marcadores no se encuentran en funci n del tiempo sino normalizadas en funci n del Doble Paso Medio de tal manera que en cada fichero est contenido un ciclo del movimiento Los ficheros obtenidos son archivos de la extensi n txt los cuales se encuentra la matriz almacenada de tama o 100x79 en los cuales tenemos 100 datos de cada marcador y cada marcador tiene su coordenada X su coordenada Y y su coordenada Z Los diferentes puntos se clasifican seg n sus posiciones en cada eje teniendo 26x3 78 m s una columna de escala de tiempos En la tabla 1 se puede apreciar de manera m s clara lo anteriormente comentado Tabla 1 Marcador 2 na Marcador 26 Escala de t Las ficheros txt obtenidos a partir de las muestras tienen como nombre DPM_1_aXXXbMEDc donde a corresponde a la letra o a la letra seg n el paciente sea masculino o femenino respectivamente las XXX corresponden al n mero de paciente y la b corresponde a una A una B o una C seg n sea la primera muestra tomada de ese paciente la segunda o la tercera Objetivos El principal objetivo de este proyecto es la clasificaci n de las personas en distintos grupos seg n el tipo de movimiento que realizan al andar y la manera en que lo hacen En este proyecto vamos a centrarnos en el an lisis del movimiento de la columna vertebral pero uno de los objetivos es englobar lo
25. s resultados obtenidos para que puedan servir para todas las partes del cuerpo La columna vertebral es una de las partes m s importantes y sensibles de nuestro cuerpo puesto que es la encargada del soporte de nuestro tren superior Por ello es muy importante el an lisis y el estudio de esta ya que puede servir para descubrir patolog as tanto en s misma como en otras partes del cuerpo En este proyecto tambi n se ha observado la posici n de los marcadores en est tico con el fin de determinar si hay alguna desviaci n en la columna de los pacientes o en la colocaci n de los marcadores debido a que esto puede derivar en una alteraci n de los resultados Otro de los objetivos de este proyecto es el obtener un m todo alternativo poder detectar enfermedades sin necesidad de la utilizaci n de radiograffas puesto que no son saludables para el ser humano y gracias a esto obtener un procedimiento diferente para la detecci n de patologfas que no dafie la salud de los pacientes Los datos obtenidos varfan mucho en funci n de los pacientes ya que los voluntarios difieren en altura peso manera de andar etc Para solucionar este problema e intentar generalizar y obtener una serie de datos que nos sirvan para tener unos resultados comparables se ha realizado una normalizaci n en el sentido de la altura de tal manera que los datos en ese eje se encuentran dentro de un mismo rango independientemente de la altura del paciente E
26. uestras en el momento de avance del pie izquierdo Una vez tenemos las muestras separadas y puesto que a su vez no todos los pasos dados con el mismo pie son iguales y se quiere unos resultados promedio se realiza la media aritm tica de todos los pasos dados con el pie derecho y la media aritm tica de todos los pasos realizados con el pie izquierdo Con todo esto al final se obtiene una matriz que contiene dos pasos uno realizado con cada pie producto de la media de todos los pasos analizados GE CZ DYA Y 22 DA Stance Swing Right 2 DR Right 9 ZAN Ns 272 CAE ZLY Swing SS Stance WER Lett Left ASAS 1 NIST AZ DINI 27 Initial Single Limb Terminal Swing Double Limb Double Limb Stance Double Limb Stance Stance Stance Imagen 2 Etapas de movimientos de pies al andar Perry 1992 Los m todos de investigaci n en este documento consisten en el an lisis de posiciones de los marcadores colocados en la columna vertebral de los sujetos y el andlisis del movimiento de estos a partir de los datos obtenidos mediante el c lculo del Doble Paso Medio Antecedentes La recogida de los datos empleados para el an lisis del movimiento de la columna a la hora de andar tuvo lugar en el laboratorio SATI de la Universidad de Valencia colocando marcadores a diferentes hombres y mujeres voluntarios mientras caminaban sobre una cinta andadora como la que se puede ver en la imag
27. vimiento grande de la columna Tabla 3 Clasificaci n I Hombres Mujeres Tipo A Rango inferior de 2 cm Rango inferior a 1 5 cm Tipo B Rango entre 2 y 3 cm Rango entre 1 5 y 2 5 cm Tipo C Rango superior a 3 cm Rango superior a 2 5 cm Estos resultados se pueden observar mejor en la imagen 21 en la que se diferencian visualmente los tipos A B y C en el caso de las mujeres 23 Imagen 81 Clasificaci n I En la tabla 4 se puede observar los pacientes que se encuentran en cada uno de los tipos previamente definidos Tabla 4 Clasificaci n I Hombres Mujeres Tipo A 052 M081B 082 F003B F026B F026C 085 F038A F046A Tipo B M015B 017 21 FOO1A FOOIB F003A M023A M028A M033A F004B FO10B F014A M033B M034A M052A FO1I9A F020A F022A M056A M057A M065A F024A F027A FO31A M068A M073A M083A F031B F035A F040A M104B F044B F045B F047A F047B Tipo C M016A M029A M041B F007A F018A F036A M042A M043A M053A F039B F048A 058 M059A M074B M084B 8 24 El segundo criterio se determina definiendo un rango medio y a partir de este se reparten las muestras en rango alto y bajo para dentro de esta division realizar otra observando la desviaci n est ndar para determinar el tipo de movimiento En el caso de las mujeres el rango medio corresponde 2 0774 centimetros teniendo 10 muestras de 29 por encima de la media y 19 por debajo y en el caso de los homb
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