VER EN LABORATORIOS Y GABINETES.
Manizales-Colombia: Áreas relacionadas con la fisioterapia, la ortopedia, la fisiatría, el entrenamiento físico, entre otras, tendrán una nueva herramienta computacional que permitirá mejorar los diagnósticos médicos.
Cuando se habla de motricidad en los humanos se hace referencia a la capacidad de caminar, mantener el equilibrio, coordinar los movimientos e interactuar con el entorno de forma efectiva. Sin embargo, algunas personas presentan dificultades para desarrollar estas acciones.
Interesados en detectar las fallas que impiden el desarrollo normal de los movimientos, un grupo de investigadores ideó una herramienta computacional que estudia, analiza y cuantifica los movimientos de las articulaciones del ser humano al momento de caminar, correr, lanzar y saltar. Es útil, especialmente, para hallar a tiempo problemas en niños y corregir posturas en deportistas.
“El proyecto apoya el análisis de los patrones básicos de movimiento en niños entre los cuatro y diez años. Estos datos son proporcionados por especialistas en educación física y expertos en motricidad de la Universidad de Caldas”, indica Santiago Molina, estudiante de la Maestría en Ingeniería – Línea Automática de la Sede Manizales.
Con la información obtenida, diseñaron un software capaz de determinar si la motricidad de un niño es la correcta, si tiene algún problema actual o podría tenerlo en el futuro.
Simulación en 3D
El programa utiliza un sistema de captura de imágenes en tercera dimensión (3D) que con ocho cámaras infrarrojas de alta velocidad captura los movimientos.
El sistema observa con detalle cada desplazamiento. Por ejemplo, cómo se inicia el ciclo de marcha, qué pasa al detenerse, qué implica para el cuerpo correr, saltar, etc. Estos datos le permiten al software entregar un reporte sobre las fallas que tiene cada persona al realizar estas acciones.
“A futuro podría servir para detectar talentos, ya que permite analizar los movimientos de los niños y conocer en qué deporte podrían destacarse”, asegura Andrés Marino Álvarez, investigador del proyecto y estudiante del doctorado en Ingeniería – Línea Automática de la U.N. en Manizales.
Los resultados que entrega el programa se convierten en un apoyo para el diagnóstico que hacen los médicos especialistas en motricidad, pues, muchas veces esta clase de exámenes son realizados a ‘simple ojo’, lo que dificulta el diagnóstico específico. La herramienta computacional logra ser más precisa y acertada, ya que define cuadro a cuadro y ángulo a ángulo la acción de determinada articulación.
El proyecto se llevó a cabo en dos fases: el análisis biomecánico de los patrones básicos de movimiento y la aplicación de técnicas de reconocimiento de patrones, orientadas a la identificación de información relevante para la captura 3D.
“En la primera se pudo evidenciar cómo la herramienta facilita la interpretación de los datos. Cabe resaltar que, en muchos casos, los niños presentaron deficiencias con respecto a los patrones de motricidad ideales, lo cual se verificó tanto por el diagnóstico brindado a través del software como por la revisión de los especialistas”, afirma el investigador.
Según el experto, en la segunda se emplearon y mejoraron algunas técnicas no lineales de reducción de dimensión, basadas en el análisis por variedades. Esto significa que el sistema tuvo la capacidad de reconocer patrones y extraer la información más relevante para el problema de estudio, lo que mejora las tareas de visualización y clasificación de los movimientos.
En resumen, esta tecnología agiliza el análisis y síntesis de datos en sistemas de visión por computador. Gracias, también, a que se incorporaron algunos esquemas que permiten agrupar paquetes de información, según los diversos patrones de motricidad de las personas (métodos multi-kernel).
De niños a deportistas
Luego del análisis en menores de edad, la investigación se enfocó en la aplicación del software en deportistas, específicamente en tenistas de Manizales. Para ello, se realizaron pruebas con los jugadores de la institución Tenis Club.
“En Colombia hay deportistas muy destacados, pero el acompañamiento que les dan las instituciones oficiales no es suficiente para situarlos en grupos de élite. La idea es que puedan conocer detalladamente sus condiciones fisiológicas y de constitución, en aspectos como la saturación de oxígeno, la frecuencia cardíaca y la electromiografía (intensidad o energía que produce un músculo). Esto con el fin de tener en cuenta mediciones más efectivas y exactas que les permita potenciar su entrenamiento”, explica Álvarez Mesa.
De esta forma, tanto deportistas como entrenadores podrán sacar mayores ventajas a la hora de tomar decisiones referentes a cómo comportarse en la cancha y establecer pautas de mejoramiento.
“El sistema es modular y se puede ajustar a situaciones específicas de cada deporte, siempre y cuando exista un acompañamiento de los entrenadores y educadores físicos, ya que cada disciplina es diferente y son ellos quienes nos pueden indicar esas particularidades. De esta forma, podremos ofrecer un diagnóstico más acertado, determinar una medida estándar de exigencia o corroborar en qué condiciones se está a la hora de practicar un deporte determinado.
Como valor agregado, el software de la U.N. no solo se desarrolla a bajos costos sino que también es libre. Esto permite ingresar otras variables y características (como visualización o modificar la interfaz), y programar nuevas mediciones según lo requiera el experto.
El trabajo estuvo a cargo del grupo Control y Procesamiento Digital de Señales de la Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales, con apoyo del grupo Cumanday Actividad Física y Deporte de la Universidad de Caldas y la empresa Sport Lab, adscrita al Parque de Innovación Empresarial de la U.N.