Desarrollo de un sistema de visualización de información antropométrica para la identificación de parámetros de la marcha antes y después de la realización de la prueba de extensión en bípedo de los isquiotibiales (PEBI)
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2021
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Resumen
Se ha demostrado desde el punto de vista clínico, que la prueba de extensión en bípedo de los isquiotibiales (PEBI) permite realizar un diagnóstico diferencial del dolor lumbar inespecífico mecánico (DLIM). Sin embargo, esta no cuenta con una validación objetiva cuantificable que permita establecer la retracción de los isquiotibiales como el origen del DLIM. Por ello, el grupo de investigación Osiris-Bioaxis, en conjunto con el grupo de Ortopedia de la Universidad El Bosque realiza un estudio electrofisiológico y biomecánico para validar objetivamente del signo de la PEBI.
El fin del presente proyecto es desarrollar una herramienta de visualización para apoyar el análisis del comportamiento cinemático de la marcha en pacientes con PEBI positiva antes y después de la prueba. Se diseñó un protocolo experimental para el registro de la información de los participantes con un sistema de captura de movimiento basado en unidades de medida inercial (IMU) de la compañía Xsens. Este fue diseñado en concordancia con el protocolo clínico para el desarrollo de la PEBI y los requerimientos del usuario. El protocolo experimental propuesto fue implementado exitosamente con cinco sujetos sanos.
La herramienta de visualización fue desarrollada en MATLAB y permite registrar la información base del participante solicitada por el Ministerio de Salud para la realización de procedimientos médicos; instruir al usuario en el desarrollo del protocolo experimental; visualizar la reconstrucción 3D del movimiento del participante registrado desde el software MNV Analyze de Xsens, las gráficas y los parámetros espaciotemporales de la
marcha antes y después de la PEBI, de forma automática. Adicionalmente, el sistema permite adquirir los datos de seis unidades inerciales en tiempo real directamente desde MATLAB y exportar toda la información registrada para su posterior visualización, procesamiento y análisis.
La evaluación del sistema de visualización de información demostró que se cumplió con el objetivo propuesto y con los estándares de calidad definidos por la ISO 25000 aplicables a la herramienta. Adicionalmente, su diseño se puede considerar como un primer paso hacia la creación de sistemas personalizados para aplicaciones en el campo
de la medicina y la ingeniería que requieran de análisis biomecánica.
Descripción
Abstract
It has been demonstrated from the clinical point of view that the PEBI (in Spanish prueba de extensión en bípedo de los isquiotibiales) allows a differential diagnosis of mechanical non-specific low back pain (DLIM). However, this does not have a quantifiable objective validation that allows to establish the retraction of the hamstrings as the origin of the DLIM. Therefore, the Osiris-Bioaxis research group, together with the Orthopedics group of Universidad El Bosque, carries out an electrophysiological and biomechanical study to objectively validate the sign of PEBI.The purpose of this project is to develop a visualization tool to support the analysis of kinematic gait behavior in patients with positive PEBI before and after the test. An experimental protocol was designed for the recording of participant information with a motion capture system based on inertial measurement units (IMUs) of the Xsens company. This was designed in accordance with the clinical protocol for the development of PEBI and user requirements. The proposed experimental protocol was successfully implemented with five healthy subjects.The visualization tool was developed in MATLAB and allows to record the basic information of the participant requested by the Ministry of Health for the performance of medical procedures; instruct the user in the development of the experimental protocol; visualize the 3D reconstruction of the participant's movement recorded from Xsens' MNV Analyze software, graphs and space-time parameters of themarches before and after the PEBI, automatically. Additionally, the system allows you to acquire data from six inertial units in real time directly from MATLAB and export all the recorded information for later visualization, processing and analysis.The evaluation of the information visualization system demonstrated that the proposed objective and the quality standards defined by ISO 25000 applicable to the tool were met. Additionally, its design can be considered as a first step towards the creation of customized systems for applications in the field.of medicine and engineering that require biomechanical analysis.
Palabras clave
Dolor lumbar inespecífico mecánico, Herramienta de visualización, Prueba de extensión en bípedo de los isquiotibiales, Unidades de medida inercial
Keywords
Mechanical nonspecific low back pain, Visualization tool, PEBI, inertial measurement unit (IMU)