DESENVOLVIMENTO E VALIDAÇÃO CONCORRENTE DE UM SISTEMA DE ANÁLISE DE MOVIMENTOS EM TRÊS DIMENSÕES BASEADOS EM CÂMERAS RGB

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Liliane Pinho de Almeida
Orientador(a): Thomaz Nogueira Burke
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/5118
Resumo: The prescription of therapeutic exercises to be performed at home is a common practice adopted by physical therapists. However, adherence to this type of exercise is, in general, low, which may restrain patients’ evolution. New technologies based on virtual reality and augmented reality offer promising perspectives in an attempt to increase adherence to home rehabilitation programs through the analysis of movement and its comparison with the normal prescribed treatement. However, most of the solutions, such as Vicon 3D (Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, UK) and Qualisys Track Manager (QTM), are expensive and not portable. Therefore, restricted to specialized centers. RGB cameras are accessible and available on various devices, such as cell phones and webcams and can become a good alternative for data collection, as long as the data processing allows the prediction of 3D variables from 2D information. Therefore, the objective of this work is to (1) develop and (2) concurrently validate a 3D motion capture (MOVA3D) and 3D motion analysis system from 2D RGB cameras. (1) For the development of this analysis, Intel RealSense cameras (Intel 435i with the depth function disabled) were used to capture the data, and a proprietary software capable of automatically inferring the joint centers in 3D and performing the angular kinematic calculations of interest was developed for such analysis. (2) For concurrent validation, 10 subjects aged, between 22 and 50 years, performed squatting, hip flexion and abduction activities, with the aim of measurement the variables hip abduction/adduction angle and hip flexion/extension. Knee flexion/extension angle was also captured simultaneously by the MOVA3De systems as well as by the QTM (gold standard). The mean error of each variable and its degree of association were calculated using Pearson's Correlation Index. Keywords: Telerehabilitation; Motion Analysis; Capture System; QualisysTrack Manager.
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RGB cameras are accessible and available on various devices, such as cell phones and webcams and can become a good alternative for data collection, as long as the data processing allows the prediction of 3D variables from 2D information. Therefore, the objective of this work is to (1) develop and (2) concurrently validate a 3D motion capture (MOVA3D) and 3D motion analysis system from 2D RGB cameras. (1) For the development of this analysis, Intel RealSense cameras (Intel 435i with the depth function disabled) were used to capture the data, and a proprietary software capable of automatically inferring the joint centers in 3D and performing the angular kinematic calculations of interest was developed for such analysis. (2) For concurrent validation, 10 subjects aged, between 22 and 50 years, performed squatting, hip flexion and abduction activities, with the aim of measurement the variables hip abduction/adduction angle and hip flexion/extension. Knee flexion/extension angle was also captured simultaneously by the MOVA3De systems as well as by the QTM (gold standard). The mean error of each variable and its degree of association were calculated using Pearson's Correlation Index. Keywords: Telerehabilitation; Motion Analysis; Capture System; QualisysTrack Manager.A prescrição de exercícios terapêuticos para serem realizados em casa é uma prática comum adotada pelos fisioterapeutas. Entretanto, a aderência a este tipo de prática é, de maneira geral, baixa, podendo comprometer a evolução dos pacientes. Novas tecnologias baseadas em realidade virtual e realidade aumentada oferecem perspectivas promissoras na tentativa de aumentar a aderência aos programas de reabilitação domiciliares, por meio da análise do movimento e sua comparação com o prescrito. Porém, a maior parte das soluções, como o Vicon 3D (Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, UK) e Qualisys Track Manager (QTM), são de alto custo e não portáteis, estando, por isso, restrito a centros especializados. Câmeras RGB são acessíveis e disponíveis em diversos dispositivos, como celulares e webcams, e podem se tornar boa alternativa para a coleta de informações, desde que o tratamento dos dados permita a predição de variáveis 3D a partir de informações 2D. O objetivo deste trabalho é (1) desenvolver e (2) validar concorrentemente um sistema de captura (MOVA3D) e análise de movimento 3D, a partir de câmeras RGB 2D: (1) para o desenvolvimento desta pesquisa foram utilizadas câmeras Intel RealSense (Intel 435i com a função de profundidade desabilitada) para a captura dos dados, bem como desenvolvido um software próprio, capaz de inferir automaticamente e em 3D os centros articulares e realizar os cálculos cinemáticos angulares de interesse; (2) para a validação concorrente, 10 indivíduos, com idade entre 22 e 50 anos, realizaram atividades de agachamento, flexão de quadril e abdução de quadril, com propósito de aferir as variáveis ângulo de abdução/adução e flexão/extensão de quadril; o ângulo de flexão/extensão de joelho foi capturado, simultaneamente, pelos sistemas MOVA3De pelo QTM (padrão-ouro). Foram calculados o erro médio de cada variável, assim como seu grau de associação por meio do Índice de Correlação de Pearson.Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do SulUFMSBrasilTelereabilitaçãoAnálise de MovimentoSistema de CapturaQualisysTrackManager.DESENVOLVIMENTO E VALIDAÇÃO CONCORRENTE DE UM SISTEMA DE ANÁLISE DE MOVIMENTOS EM TRÊS DIMENSÕES BASEADOS EM CÂMERAS RGBinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisThomaz Nogueira BurkeLiliane Pinho de Almeidainfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMSinstname:Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS)instacron:UFMSORIGINALDissertação - Liliane Pinho de Almeida.pdfDissertação - Liliane Pinho de Almeida.pdfapplication/pdf1717815https://repositorio.ufms.br/bitstream/123456789/5118/-1/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20-%20Liliane%20Pinho%20de%20Almeida.pdf4d88118bbbe74d535b56c7087fbcf7feMD5-1123456789/51182022-09-23 13:29:35.591oai:repositorio.ufms.br:123456789/5118Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufms.br/oai/requestri.prograd@ufms.bropendoar:21242022-09-23T17:29:35Repositório Institucional da UFMS - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS)false
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