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Type: TESE
Title: Sistema de análise de movimento para avaliação da postura vertical durante a corrida no teste de esforço máximo incremental
Title Alternative: Movement analysis system for evaluation of the spinal posture during running in the incremental maximum effort test
Author: Campos, Mario Hebling
Advisor: Brenzikofer, René, 1945-
Abstract: Resumo: Introdução: Apesar de ser reconhecida a importância da postura vertebral durante a corrida, pouco se sabe sobre este assunto. Não encontramos um método automático de baixo custo para avaliação detalhada da curvatura vertebral durante a locomoção. O objetivo deste estudo foi desenvolver um sistema automático de análise de movimento para a avaliação da postura vertebral durante a corrida no teste de esforço máximo incremental. Materiais e Métodos: Foi desenvolvido um sistema de rastreamento automático de marcadores retro-refletivos colocados na coluna vertebral, com três câmeras de luz visível de baixo custo. Iluminadores foram construídos com Led de alto brilho para serem acoplados às câmeras. Em Matlab, foi desenvolvido um software para processamento de imagem digital e análise. Foi implementado um algoritmo de rastreamento automático que utiliza pontos de controle para previsão da trajetória dos pontos da coluna vertebral. O DLT foi implementado para a reconstrução 3D. Quinze atletas amadores foram avaliados (10,4 ± 68,6 kg, 1,73 ± 0,09 m, 41,8 ± 12,2 anos). Quatro destes voluntários realizaram um pré-teste, três semanas antes. Foi quantificada a curvatura geométrica 2D da coluna projetada nos planos sagital e frontal de um sistema local instantâneo de coordenadas no tronco, com origem na Junção Tóraco-Lombar Geométrica (GJTL), um ponto de inflexão da coluna exibido no plano sagital, na região de T12. A postura vertebral foi descrita pela Curva Neutra, a postura média apresentada no ciclo da passada. Foi avaliada a variabilidade intra e inter-individual da Curva Neutra no teste de esforço. A reprodutibilidade entre dias desta variável foi estimada e comparada com variáveis angulares. Resultados e Discussão: O rastreamento dos marcadores com os pontos de controle permitiu o rastreamento automático de todo o teste de esforço máximo, mesmo com o ruído presente nas imagens das câmeras de luz visível, oclusão, impacto e a proximidade de 2,3 ± 0,3cm entre os marcadores posicionados ao longo da coluna vertebral. A acurácia do sistema foi avaliada em 0,55mm e 0,81°. A Curva Neutra é estável e apresentou características individuais no teste de esforço. Por outro lado, no plano sagital, houve um aumento progressivo e linear (p <0,05) do pico de curvatura da Curva de Neutra, especialmente na região lombar que apresentou a maior variação. No plano frontal, na fase final do teste de esforço, houve um aumento significativo (p <0,05) do pico de curvatura na parte superior da coluna torácica, sugerindo que a eminência de fadiga provoca um aumento dos desvios laterais nessa região. Os picos de curvatura da Curva Neutra apresentaram maior reprodutibilidade entre dias do que as variáveis angulares e, ao contrário destas, não dependem da identificação exata do processo espinhoso de T12 com palpação. Conclusão: O sistema proposto mostrou-se eficiente e acurado. A Curva Neutra é uma boa descritora da postura vertebral durante a corrida.

Abstract: Introduction: Although it recognized the importance of spinal posture during running, little is known about this subject. We did not find a low cost and automatic method for detailed evaluation of spinal curvature during gait. The purpose of this study was to develop an automatic motion analysis system for evaluation of the spinal posture during running in the incremental maximum effort test. Materials and Methods: We developed a system for automatic tracking of retro-reflective markers placed on the spine, with three low cost cameras of visible light. Were built illuminators with high brightness Led to be attached to the cameras. In Matlab, was developed a software for digital image processing and analysis. Was implemented an algorithm for automatic tracking that uses control points for prediction of the trajectory of the points in the spine. The DLT was implemented for 3D reconstruction. Fifteen amateur athletes were avaluated (10.4 ± 68.6 kg, 1.73 ± 0.09 m, 41.8 ± 12.2 years). Four of these volunteers performed a pretest, three weeks before. Was quantified the 2D geometric curvature of the spine projected in the sagittal and frontal planes of an instantaneous local coordinate system at the trunk with origin at the Geometric Junction Thoraco-Lumbar (GJTL), a inflection point of the column displayed in the sagittal plane, close to T12. The Neutral Curve, the average posture presented in the gait cycle, was adopted as a descriptor of the spinal posture. It was measured the intra and intersubject variability of the Neutral Curve in the effort test. The inter-day repeatability of this variable was estimated and compared with angular variables. Results and Discussion: Tracking markers with control points enabled the automatic tracking throughout the maximum effort test, even with the image noise of the visible light cameras, occlusion, impact and the proximity of 2,3 ± 0,3cm between the markers positioned along the spine. The accuracy of the system was 0,55mm and 0,81°. The Neutral Curve is stable and presented individual caracteristcs in the effort test. On the other hand, in the sagittal plane, there was a progressive and linear increase (p <0.05) of the curvature peak of the Neutral Curve, especially in the lumbar region that showed the greatest variation. In the frontal plane, in the final stages of the effort test, there was a significant increase (p <0,05) of the curvature peak in the upper thoracic spine, suggesting that the eminence of fatigue causes an increase in lateral deviations in that region. The curvature peaks of the Neutral Curve showed higher inter-day reproducibility than angular variables and, unlike these, do not depend on the exact identification of the spinous process of T12 with palpation. Conclusion: The proposed system proved to be efficient and accurate. The Neutral Curve is a good descriptor of the spinal posture during running.
Subject: Coluna vertebral
Corridas
Postura
Teste de esforço
Sistema de análise de movimento
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2010
Appears in Collections:FEF - Dissertação e Tese

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