desarrollo analisis de marcha

Memorias II Congreso Latinoamericano de Ingeniería Biomédica, Habana 2001, Mayo 23 al 25, 2001, La Habana, Cuba

DESARROLLO DE SISTEMA DE VIDEOGRAFÍA DIGITAL PARA
ANÁLISIS DE LA MARCHA
A. Braidot, L. Cian, A. Cherniz, D. Gallardo y J. Spinetto
Cátedra de Biomecánica, Facultad de Ingeniería,
Universidad Nacional de Entre Ríos (U.N.E.R.)
Ruta 11 Km. 10 Oro Verde Entre Ríos. TE y Fax+54-343-4975100/1
Email: braiari@ceride.gov.ar

RESUMEN
Este trabajo se realiza para completar el desarrollo de un
laboratorio de marcha con fines de investigación en la
Cátedra Biomecánica de la carrera Bioingeniería de la
Facultad de Ingeniería de la UNER. La aplicación de
técnicas de videografía digital se ha convertido en una
importante herramienta para el análisis cinemático del
movimientopara fines tanto clínicos como deportivos. La
técnica se basa en filmar una persona con marcas
reflectivas sobre las articulaciones que se desean estudiar,
posteriormente se digitaliza la película obtenida y
finalmente se detectan las posiciones de las distintas
marcas a lo largo del tiempo, para obtener las curvas
cinemáticas de interés. Los equipos comerciales que
implementan esta técnicatienen costos muy elevados, por
lo que este tipo de prácticas no está al alcance de los
profesionales de nuestro país. Teniendo en cuenta este
problema y centrando la atención en el estudio de la
marcha, se desarrolló un sistema de bajo costo, basado en
una cámara analógica estándar, una reproductora de video
y una PC. El sistema propuesto incluye un programa para
detectar en formaautomática las marcas reflectivas en
cada cuadro del video digitalizado, obteniendo como
resultado las curvas que caracterizan la cinemática de la
marcha humana. Como aplicación se realiza el análisis de
la marcha de individuos sanos y se compara con los
resultados propuestos por distintos autores.
Palabras Claves: Biomecánica, Cinemática, Marcha,
Movimiento Humano, Videografía.

1. INTRODUCCIÓNTodo movimiento voluntario, incluyendo la marcha,
carrera y otros gestos deportivos es el producto de un
complejo proceso que incluye al cerebro, a la médula
espinal, nervios periféricos, músculos, huesos y
articulaciones. La comprensión del movimiento requiere
de conocimientos de anatomía, fisiología y biomecánica
[2, 15, 16, 17].
En particular el análisis cinemático de la marcha es ladescripción de los detalles del movimiento humano sin
tener en cuenta las fuerzas internas o externas que lo
causan. Esta cuantificación constituye una importante
herramienta para la obtención de patrones normales y
patológicos de la locomoción, además se ha demostrado
que es útil en la prescripción de tratamientos como así
también en la evaluación de resultados terapéuticos
[16,17].
Latécnica de medición de variables cinemáticas que se
utiliza en este trabajo es un sistema de filmación y

posterior reconstrucción de las posiciones de marcadores
ubicados sobre el sujeto a ser medido. Esta técnica es muy
difundida y sólo a título de ejemplo se puede mencionar
que se ha utilizado para medir la cinemática del brazo [7],
los movimientos en la marcha y la carrera [2, 10, 12, 13,14]. Además, muchos trabajos se han realizado para
valorar la calidad de las mediciones en sistemas
videográficos, comparando sistemas 2-D y 3-D [4],
analizando errores en sistemas estereofotogramétricos en
general [5].
Es muy importante el número de trabajos que se ha
realizado para evaluar patologías del movimiento, por
ejemplo para prótesis del miembro inferior [8], para
hemipléjicos[11], y analizar el movimiento luego de la
reconstrucción del ligamento cruzado anterior [6]. Se
requiere de técnicas de suavizado para lograr curvas
adecuadas a partir de las coordenadas obtenidas desde la
filmación con un sistema de video. En la literatura se
puede encontrar una revisión de las diferentes técnicas de
filtrado aplicadas en la obtención de variables cinemáticas
en la...