Medición de variables dinámicas en una extremidad superior humana a través de información de video monocular

Abstract

En este trabajo se introduce un sistema de seguimiento sin la utilización de marcadores anatómicos, cuya finalidad es analizar la ejecución del movimiento de flexoextensión en una extremidad superior humana. El sistema utiliza para la captura una cámara web de 1,3 Mpx de resolución. Cada cuadro de video adquirido es segmentado y se extrae la curvatura del contorno de la extremidad. El seguimiento del contorno cuadro a cuadro en el video se realiza por medio del Alineamiento Dinámico Temporal de la curvatura del contorno del cuadro anterior con la del presente. Se detectan dos puntos claves que marcan la articulación del codo y que sirven para dividir la extremidad superior en brazo y antebrazo. A cada segmento, brazo y antebrazo, se le extrae el eje medial. El ángulo entre los ejes mediales será el ángulo de flexo-extensión de la extremidad. Luego de este proceso, se dispone de una curva de ángulos cuya información es utilizada para hacer los cálculos respectivos del rango de movimiento de la extremidad y las velocidades medias con las que se ejecutan los movimientos de flexión y extensión de la extremidad. Se realizaron mediciones de variables dinámicas en pacientes sanos y pacientes enfermos. Estos últimos diferían en enfermedad, edad, género y evolución de la enfermedad. Los resultados experimentales demuestran que nuestro sistema puede seguir (en el espacio bidimencional) el movimiento de flexo-extensión de una extremidad superior humana con un comportamiento similar al realizado por un experto en fisiatría con la ayuda de un software semiasistido.