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Tiempos Modernos:Construir maquinas que generan imagenesque sirvan para apoyar sus diagnosticos yplanificar sus tratamient...
EL PROBLEMA…..Subje8vidad: Que color ven los          puntos?                                 5
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Subje8vidad: que ven?IDENTIFICACION DEL PROBLEMA: SUBJETIVIDAD DEL   ANALISIS OBSERVACIONAL DEL MOVIMIENTOLey 100         ...
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La ingenieria Biomedica ayuda a resolver algunosinconvenientes del analisis visual de la motricidad de un      paciente si...
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IMPORTANCIA EN EL PLANO CLÍNICO : ¿POR QUÉ ES NECESARIO EL ANALISIS DE                             MOVIMIENTO?ANALISIS    ...
Es cuantitativo, se pueden calcular lasNo es posible cuantificarlo!   magnitudes no medibles por el ojo humano.           ...
EJEMPLO DE ANALSIS VISUAL VS. ANALISIS COMPUTARIZADOANALISIS                                 ANALISISVISUAL               ...
VENTAJAS DE UN REPORTE DE ANALISIS DE MARCHA....Posibilidad de captar en un solointento la sinergia entre los             ...
“Cuidar “un deportista para conocer suslimites funcionales.                                          15
24/5/11           ELECTROMIOGRAFIA CONVENCIONALRegistro y estudio de la actividad eléctrica generada por eltejido neuromus...
24/5/11Pequeños estímulos en diferentes nerviosdel cuerpo.Introducción de una pequeña agujadesechable de exploración.Prueb...
24/5/11                                                 Anterior Tibial                              ON           OFF     ...
24/5/11       Comparison of Knee Motion on Earth and in Space: an                              Observational study        ...
24/5/11    The effects of powered ankle foot orthoses on joint kinematics and     muscle activation during walking in indi...
24/5/11 The Effect of Movement Frequency on Interlimb Coupling      During Recumbent SteppingPC Kao, D Ferris; Motor Contr...
24/5/11                   APLICACIONES VARIAS DE LAMCLINICA           BIOMECANICA       DEPORTE   ROBOTICA   MOTION CAPTUR...
24/5/11                           APLICACIONES: FISIOTERAPIASeguimiento al tratamiento derehabilitacion de un paciente.(Mi...
24/5/11APLICACIONES: ANALISIS ELECTROMIOGRAFICO, CINEMATICOY DE CONSUMO DE ENERGIA DE LOS VELISTAS      APLICACIONES: ANIM...
24/5/11        DE DONDE VIENEN LOS CALCULOS …?          EJEMPLO DE ORIENTACION DE DOS HUESOS         ADYACENTES: ARTICULAC...
24/5/11     MOVIMIENTO ABSOLUTO DEL HUESO                     Reconstrucción tridimensional                     de un segm...
24/5/11                         MOVIMENTO INSTANTÁNEO =                           ORIENTACIÓN + POSICIÓN     A dicho cuerp...
24/5/11APLICACIONES EN ERGONOMIA Y DISENO           DE PRODUCTO• Evaluación de la ergonomía Gsica: Evaluación de la cohere...
24/5/11APLICACIONES PROTESICAS APLICACIONES EN ROBOTICA                                26
24/5/11   ALGUNOS LABORATORIOS EN COLOMBIA.....                                    Insituto de Ortopedia Infantil         ...
24/5/11          AGENCIAS ESPACIALES  Italiana (ASI) Europea (ESA)                                  Americana (NASA) Indus...
24/5/11                MUCHAS GRACIAS !!SOCIEDADES DE ANALISIS DE MOVIMIENTO EN EL MUNDO        European Society of Moveme...
24/5/11    BENEFICIOS DE TENER EQUIPOS DE UTIMA TECNOLOGIA                     EN BIOMECANICA 1. EMERGENTE TECNOLOGIA EN L...
24/5/11                 CONCLUSIONES DEL ANALISIS               COMPUTARIZADO DE MOVIMIENTO Registro tridimensional, objet...
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U.D.C.A: Análisis del movimiento. introducción y aplicaciones

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  1. 1. ANALISIS DE MOVIMIENTO 1 INTRODUCCION Y APLICACIONESDesde los tiempos antiguos el hombre siempre haquerido entender el cuerpo humano desde un puntode vista mecanico.... 1
  2. 2. Que es? EL MOVIMIENTO Cada movimiento, desde el más simple al mas difícil, involucra varias articulaciones que interanctúan en modo sinérgico. Que es? EL MOVIMIENTOCada movimientoconstituye la interacciónentre varios sistemas:(nervioso, músculoesquelético y sensorial) 2
  3. 3. EL DESARROLLO DE LA INGENIERIA EN LA REHABILITACION HA PERMITIDO.... Conocimiento de las propiedades mecanicas del cuerpo humanoDesarrollo de dispositivos de ayuda entratamientos ortopedicos y rehabilitacion Diseno y manufactura de instrumentos quirurgicos y rehabilitativos TIEMPOS MODERNOS: Ingenieria Biomedica o BioingenieriaDesarrollo de Tecnologia de punta para ayudar al medico a: Modelar el cuerpo y su comportamiento en condiciones normales y patologias. Construir disposi6vos protesicos y ortesicos 3
  4. 4. Tiempos Modernos:Construir maquinas que generan imagenesque sirvan para apoyar sus diagnosticos yplanificar sus tratamientos RX TAC RMN ANALISIS DE MOVIMIENTO “ Lasnecesidades tecnologicas del medico para mejorar la calidad de sus examenes diagnos8cos y la calidad de vida de sus pacientes son retos del ingeniero”. Por que lo hacemos? No solo un trato con maquinas y computadores Servir y ayudar a la gente con discapacidad o patologias que afecten el sistema musculoesqueletico 4
  5. 5. EL PROBLEMA…..Subje8vidad: Que color ven los puntos? 5
  6. 6. Subje8vidad 6
  7. 7. Subje8vidad: que ven?IDENTIFICACION DEL PROBLEMA: SUBJETIVIDAD DEL ANALISIS OBSERVACIONAL DEL MOVIMIENTOLey 100 7
  8. 8. Los Humanos Tenemos Mala memoria visual En los videos anteriores se fijaron si:¿Los pies van hacia adentro o hacia fuera, con respecto al piso?¿El contacto inicial es con el talón?¿Las rodillas se orientan al frente, hacia dentro o hacia fuera?¿Las caderas extienden por completo? 8
  9. 9. La ingenieria Biomedica ayuda a resolver algunosinconvenientes del analisis visual de la motricidad de un paciente sin ayuda de medios tecnologicos. 9
  10. 10. Subje8vidad al evaluar en postura y movimiento(puede haber varios puntos de vista de cada Objetividad, datos y graficos precisosevaluador) en angulos de flexion y fuerzasmusculares Podemos “ver” las fuerzas sin la ayuda de un computador ? 10
  11. 11. IMPORTANCIA EN EL PLANO CLÍNICO : ¿POR QUÉ ES NECESARIO EL ANALISIS DE MOVIMIENTO?ANALISIS ANALISISVISUAL COMPUTARIZADO Captura del movimiento a 16 Captura de movimiento a 120 Hz. de las Hz. del ojo humano. cámaras infrarojas. EJEMPLO DE ANALSIS VISUAL VS. ANALISIS COMPUTARIZADOANALISIS ANALISISVISUAL COMPUTARIZADO 11
  12. 12. Es cuantitativo, se pueden calcular lasNo es posible cuantificarlo! magnitudes no medibles por el ojo humano. (Cinética y cinemática) 12
  13. 13. EJEMPLO DE ANALSIS VISUAL VS. ANALISIS COMPUTARIZADOANALISIS ANALISISVISUAL COMPUTARIZADO•Análisis subjetivo. • Análisis objetivo.•Visión en un solo plano por vez (2D). •Visión en 3D.•No es suficiente para una evaluacionfisica completa. •Datos precisos. Analisis Cualitativo A.Cuantitativo Bidimensionalidad Tridimensionalidad. Plano frontal Plano Sagital Plano frontal Plano Sagital Plano Transverso 13
  14. 14. VENTAJAS DE UN REPORTE DE ANALISIS DE MARCHA....Posibilidad de captar en un solointento la sinergia entre los MI IZQUIERDOmusculos y las articulaciones MI DERECHOFacilidad para hacer seguimiento PREOPERATORIOdespues del tratamiento POST OPERATORIOPosibilidad de evaluar repetibilidaddel gesto motriz. CON ORTESIS SIN ORTESIS PRIMER ENSAYO SEGUNDO ENSAYO TERCER ENSAYO ETC... PRE BOTOX POS BOTOX APLICACIONES EN MEDICINA DEPORTIVA VALORACION FISICA: •Gimnasio, Squash, Futbol, ciclismo, patinaje, atletismo, swing de golf, servicio de Tennis , salto en Basketball y Volleyball entre otros. Estudio de la eficiencia mecanica para optimizar el rendimiento Prevencion de Lesiones Seguimiento al tipo de entrenamiento 14
  15. 15. “Cuidar “un deportista para conocer suslimites funcionales. 15
  16. 16. 24/5/11 ELECTROMIOGRAFIA CONVENCIONALRegistro y estudio de la actividad eléctrica generada por eltejido neuromuscular. 2 Tipos principales de Electrodiagnostico: a) Electrodiagnóstico de detección: consiste en la detección de la actividad bioeléctrica producida por el individuo, independiente de estimulación externa. b) Electrodiagnóstico de estimulación: Estudio del sistema neuromuscular observando los cambios que se producen en el, debido a diferentes estímulos externos - eléctricos, auditivos y visuales. * Velocidad de conducción nerviosa motora y sensitiva * Estudio de Reflejos - Reflejo H, Reflejo Bulbocavernoso , Reflejo palpebral * Respuesta F * Potencial evocado Somatosensitivo Motor Auditivos y Visuales * Estudios de transmisión neuromuscular 13
  17. 17. 24/5/11Pequeños estímulos en diferentes nerviosdel cuerpo.Introducción de una pequeña agujadesechable de exploración.Prueba Invasiva 14
  18. 18. 24/5/11 Anterior Tibial ON OFF GastrocnemiusDEFINICION: Representacion electrica de la contraccionmuscular.Adquisicion,amplificacion yelaboracion de la senal para elanalisis. ON OFF 15
  19. 19. 24/5/11 Comparison of Knee Motion on Earth and in Space: an Observational study M Pierre, K Genc, M Litow, B Humphreys, A Rice, C Maender, P Cavanaugh; Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation 2006, Custom made Biometrics Ltd electrogoniometers were incorporated into acustom built Lower Extremity Monitoring Suit to monitor knee movement in thesame subjects on earth and then in space aboard the International Space Station. 16
  20. 20. 24/5/11 The effects of powered ankle foot orthoses on joint kinematics and muscle activation during walking in individuals with incomplete spinal cord injury. G Sawicki, A Domingo, D Ferris; Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation2006, 3:3; The goal of this study was to test the effects of robotic assistance in subjectswith incomplete spinal cord injury using pneumatic powered ankle-foot orthoses.Biometrics Ltd electrogoniometers were used to measure bilateral ankle, knee, and hipmovement. Total power output generated during dynamic knee extensor exercise at different contractionR Ferguson,P. Aagaard, D Ball, A Sargeant, J Bangsbo; Journal of Applied Physiology 2000, 89:1912-1918; Biometrics Ltdelectrogoniometers were used to for continuous measurement of knee joint angle andthe angle between the lower limb and the connecting bar attached to the pedal arm ofan ergometer. 17
  21. 21. 24/5/11 The Effect of Movement Frequency on Interlimb Coupling During Recumbent SteppingPC Kao, D Ferris; Motor Control 2005, 9:144-163Six Biometrics Ltd electrogoniometers were used to record hip, knee, andankle joint angles bilaterally. ESQUEMA DE UN LABORATORIO DE ANALISIS DE MOVIMIENTO LAM 18
  22. 22. 24/5/11 APLICACIONES VARIAS DE LAMCLINICA BIOMECANICA DEPORTE ROBOTICA MOTION CAPTURE: CINE, VIDEOJUEGOS, REALIDAD VIRTUAL APLICACIONES: BIOINGENIERIA Investigación en nuevos elementos protésicos Simulación de cirugías basadas en la resonancia magnética y el examen de marcha del paciente. (Transferencias, Artrodesis, Osteotomías etc.) Estudio de nuevos protocolos (p ej. Miembro superior) 19
  23. 23. 24/5/11 APLICACIONES: FISIOTERAPIASeguimiento al tratamiento derehabilitacion de un paciente.(Miembros inferiores y superiores) Alineacion y control de movimiento en el diseño de prótesis convencionales y mioeléctricas. APLICACIONES: MEDICINA DEL DEPORTE Cuantificación del gesto deportivo para: 1. Mejora del rendimiento. CICLISMO 2. Estudio de una practica SEGURA del deporte. (prevención de lesiones.) 3. Valoración de elementos deportivos. SERVICIO DE TENNIS 20
  24. 24. 24/5/11APLICACIONES: ANALISIS ELECTROMIOGRAFICO, CINEMATICOY DE CONSUMO DE ENERGIA DE LOS VELISTAS APLICACIONES: ANIMACION TRIDIMENSIONAL Y RESULTADOS ELECTROMIOGRAFICOS 21
  25. 25. 24/5/11 DE DONDE VIENEN LOS CALCULOS …? EJEMPLO DE ORIENTACION DE DOS HUESOS ADYACENTES: ARTICULACIÓN DE LA CADERA POSICION POSICION INICIAL FINAL yp yd yp yd zd zp xp xd xpzp zd xd 22
  26. 26. 24/5/11 MOVIMIENTO ABSOLUTO DEL HUESO Reconstrucción tridimensional de un segmento óseo Yg XgZg MOVIMIENTO ABSOLUTO DEL HUESO Para describir el movimiento de una morfología compleja, se sustituye con un cuerpo rígido Yg XgZg 23
  27. 27. 24/5/11 MOVIMENTO INSTANTÁNEO = ORIENTACIÓN + POSICIÓN A dicho cuerpo rígido se le Dos vectores, 6 asignan coordenadas escalares en cada locales, tanto de posición yl instante de tiempo como de orientación. medido. Yg xl zl Xg Zg MOVIMIENTO RELATIVO ENTRE DOS SEGMENTOS ADYACENTES vector posición Yg Vector orientación XgZg 24
  28. 28. 24/5/11APLICACIONES EN ERGONOMIA Y DISENO DE PRODUCTO• Evaluación de la ergonomía Gsica: Evaluación de la coherencia hombre-­ maquina en función de las medidas antropométricas, movimiento y fuerzas del cuerpo humano.• Medidas antropométricas• Postura• Movimientos repe66vos• Fa6ga APLICACIONES PROTESICAS 25
  29. 29. 24/5/11APLICACIONES PROTESICAS APLICACIONES EN ROBOTICA 26
  30. 30. 24/5/11 ALGUNOS LABORATORIOS EN COLOMBIA..... Insituto de Ortopedia Infantil Roosevelt, BogotaCentro Integral de Rehabilitacionde Colombia CIRECCentro de Rehabilitacion CLIMAR, Bogota 27
  31. 31. 24/5/11 AGENCIAS ESPACIALES Italiana (ASI) Europea (ESA) Americana (NASA) Industria: Fiat / Ferrari FORMULA 1 ESTUDIO ERGONÓMICO DEL PUESTO DEL PILOTOY DE LOS MOVIMIENTOS Y VIBRACIONES DURANTE EL MANEJO 28
  32. 32. 24/5/11 MUCHAS GRACIAS !!SOCIEDADES DE ANALISIS DE MOVIMIENTO EN EL MUNDO European Society of Movement Analysis for Adults and Children Gait and Clinical Movement Analysis Society Società Italiana di analisi del movimento in clinica 29
  33. 33. 24/5/11 BENEFICIOS DE TENER EQUIPOS DE UTIMA TECNOLOGIA EN BIOMECANICA 1. EMERGENTE TECNOLOGIA EN LATINOAMERICA y EN COLOMBIA (EN EUROPA LLEVA MAS DE 30 Años)2. ACTUALIZACION TECNOLOGIA INMINENTE ENUNIVERSIDADES Y HOSPITALES QUE INVESTIGAN Y TRATANPACIENTES CON PATOLOGIAS QUE AFECTEN EL SISTEMAMUSCULO ESQUELETICO .3. ALTOS ESTANDARES DE CALIDAD EN EQUIPOS DIAGNOSTICO BENEFICIOS DE TENER EQUIPOS DE ULTIMA TECNOLOGIA EN BIOMECANICA4. Ampliación de los temas de inves8gación y , entrenandoprofesionales en este campo nuevo en Colombia. 30
  34. 34. 24/5/11 CONCLUSIONES DEL ANALISIS COMPUTARIZADO DE MOVIMIENTO Registro tridimensional, objetivo y detallado de cualquier gesto del cuerpo humano Área nueva de gran expansión en el mundo.Gran apoyo para el diagnostico de patologías que afectenel sistema músculo esquelético. (planificación de cirugía otratamiento rehabilitador.) Principales campos de aplicación: Ingeneiria, Deportivo, Clínico, Industrial MUCHAS GRACIAS !!Ing. Francesco Paez ME. PhD.Politecnico di Milano, Italia 31

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