Procedimentos de Calibração Sensor-corpo e Definição de Referênciais Anatômicas para Análise de Marcha Baseada em Sensores Inerciais

Nome: Laura Susana Vargas Valencia
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 24/06/2015
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Anselmo Frizera Neto Orientador
Teodiano Freire Bastos Filho Co-orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Anselmo Frizera Neto Orientador
Eduardo Rocon de Lima Examinador Externo
Klaus Fabian Coco Examinador Externo
Teodiano Freire Bastos Filho Coorientador

Resumo: Recentemente, unidades de medição inercial (IMU) são colocadas nos segmentos do corpo humano a fim de estimar a cinemática das articulações. Uma questão fundamental na análise da marcha humana baseado em IMUs é que os sistemas coordenados locais dos sensores estão desalinhados com os sistemas coordenados anatômicos dos segmentos do corpo. Assim, a presente dissertação de Mestrado propõe o desenvolvimento de um procedimento de calibração para resolver o problema de alinhamento do sensor-ao-corpo, a fim de estimar a cinemática angular das articulações durante a marcha livre.
O procedimento de calibração novo, simples e rápido de executar, fornece a cinemática tridimensional do quadril, joelho e tornozelo usando apenas quatro IMUs, sem recorrer a ferramentas adicionais ou movimentos pré-definidos. Um método para a avaliação estática dos IMUS foi conduzido a fim de conhecer o estado inicial do sistema. Os algoritmos para alinhar os sensores aos segmentos corporais, calcular os ângulos de articulações e detectar eventos tais como o contato inicial e retira do pé também são apresentados.
Os experimentos foram realizados com cinco sujeitos sem deficiência da marcha e os resultados foram comparados com estudos semelhantes na literatura. Os resultados apresentaram desvios padrão baixos, o que significa que as medidas estimadas foram consistentes em todos os testes. Os padrões angulares são coerentes e consistentes com aqueles apresentados na literatura.
Este procedimento também apresenta potencial para se tornar uma alternativa dos sistemas baseados em câmera de alto custo, permitindo a possibilidade de realizar a análise da marcha humana em ambientes externos com aplicação clínica no futuro próximo.

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