Clinical 3D Motion Analyser: Análisis biomecánico 3D … · CLÍNICO, VALORACIÓN DEL DAÑO...

Clinical 3D Motion Analyser: Análisis

biomecánico 3D en tiempo real ESTUDIOS CINEMÁTICOS Y DINÁMICOS DE CUERPO COMPLETO PARA ANÁLISIS

CLÍNICO, VALORACIÓN DEL DAÑO CORPORAL, DEPORTES, ESTUDIOS DE ERGONOMÍA

Y OTRAS APLICACOINES

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STT Ingeniería Y Sistemas, S.L. Parque Empresarial Zuatzu, Edif. Easo, 2ª planta – 20018 SAN SEBASTIAN Tel.: + 34 943 31.77.77 - Fax: + 34 943 31.64.31 - www.stt-systems.com

Sociedad Inscrita en el Registro Mercantil de Guipúzcoa en el tomo nº 1.696, folio 60, hoja SS-14.227, inscripción novena - CIF: B-20.626.826

INDICE DE CONTENIDOS

Descripción del sistema CLIMA .................................................................................................. 3

Visión general .......................................................................................................................................... 3

Componentes del sistema ........................................................................................................................ 4

Componentes de hardware ......................................................................................................... 5

Software CLIMA ........................................................................................................................... 6

Caraterísticas principales del software..................................................................................................... 6

Resultados del software ........................................................................................................................... 7

Integración con dispositivos externos....................................................................................... 9

Breve descripción..................................................................................................................................... 9

Instalación y soporte técnico.................................................................................................... 10

Ejemplo de algunos protocolos de CLIMA para la captura y análisis de movimiento ......... 11

Especificaciones técnicas ........................................................................................................ 12

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Descripción del sistema CLIMA

Visión general

CLIMA permite obtener información precisa sobre el movimiento humano a través de la

tecnología denominada captura óptica de movimiento. Y lo hace de manera sencilla y

rápida, en tan sólo unos minutos. Se trata de un sistema con enormes aplicaciones:

medicina, rehabilitación, deportes, fisioterapia, investigación, docencia, etc.

El principal componente son las cámaras infrarrojas de alta velocidad y frecuencia.

Éstas se instalan en la sala elegida, se enfocan y orientan, y permanecen fijadas en

adelante. Tras la instalación se requiere un proceso de “calibración” del sistema, del cual

se encarga STT. Pueden moverse o trasladarse más adelante a otro lugar, siempre y

cuando vuelva a calibrarse el sistema completo.

Se colocan marcadores ópticos sobre determinados puntos anatómicos del cuerpo del

deportista. Estos puntos anatómicos dependen del “modelo ó protocolo biomecánico”

elegido, y vienen indicados en la documentación.

Se precisa un ordenador de sobremesa o portátil en el que se ejecuta el software de

adquisición y análisis, CLIMA. Este software es intuitivo y permite controlar todo el

sistema con comodidad.

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Componentes del sistema

El sistema se compone de:

1. Un conjunto de dispositivos físicos (hardware): cámaras, aparatos de

integración con otros dispositivos de adquisición de datos, cableado, etc.

2. Una serie de paquetes de software y módulos de análisis.

Todos los componentes son suministrados por STT.

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Componentes de hardware SISTEMA ÓPTICO DE CAPTURA DE MOVIMIENTO

Conjunto de cámaras infrarrojas: En este caso se las siguientes cámaras:

o Cámara C-03: frecuencia de adquisición de 100 FPS (100 imágenes por

segundo), resolución VGA, precisión sub-milimétrica, pre-procesamiento de

imagen incorporado (imagen MJPEG en escala de grises, escala de grises de

precisión, segmento, objeto, etc) para aumentar el rendimiento de la CPU, anillo

de LEDs para iluminación infrarroja, interfaz USB 2.0.

Hub USB especialmente construido para control, sincronización y alimentación de

cámaras.

Útiles de calibración: se emplean únicamente en la instalación, o bien si se va a

cambiar la configuración del sistema.

Juego de marcadores: se entrega un kit completo que permite efectuar diversos

análisis. Incluye varios tamaños de marcadores reflectantes, cintas de fijación, etc.

Otros elementos. Cables necesarios, soportes para la pared.

Software con mochila de licencia. Se entrega el programa instalado y totalmente

testeado, y también se hace disponible el software de instalación.

Ordenador de última generación para control del sistema.

Documentación de apoyo, instrucciones para colocación de marcadores, vídeos e

informes de ejemplo, etc.

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Software CLIMA

Caraterísticas principales del software

Modelos biomecánicos: 400 modelos disponibles, de reconocida calidad y

extensamente utilizados. Incluyen por ejemplo: modelos para análisis de la marcha

(Helen-Hayes, Davis, Davis modificado, etc.), modelos de análisis de carrera, modelos

de análisis de diversas articulaciones (rodilla, tobillo, hombro, codo, muñeca, etc.),

modelo de cervicales, modelos de lumbares, modelos específicos para deportes

(ciclismo, carrera…), etc. En esta propuesta se incluye una selección de modelos

representativos.

STT ofrece a sus clientes la posibilidad de diseñar nuevos modelos biomecánicos.

Adaptados a las necesidades concretas.

Base de datos de pacientes. Gestión de capturas, informes, datos personales, etc.

Documentación de ayuda incorporada para colocación de marcadores, uso del

software, etc.

Integración con otros sistemas: plataformas de fuerzas/presiones, etc. Para llevar a

cabo las integraciones consulte a STT.

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Resultados del software

Curvas biomecánicas. Para visualización de parámetros biomecánicos como ángulos

de flexión / extensión, ángulos de abducción / aducción, ángulos de prono-supinación,

ángulos de rotación interna / externa, variables biomecánicas calculadas según los

planos coronal, sagital y transversal, etc. Diálogo específico para estudio de zancada.

Biofeedback. Información en tiempo real de parámetros a elegir. Establecimiento de

condiciones y de señales sonoras y/o visuales. El tiempo de latencia del sistema

completo es de tan sólo 0.004 segundos.

Vistas tridimensionales con movimiento del modelo 3D (cuerpo completo o parte

analizada) en tiempo real, es decir, mientras el sujeto efectúa el movimiento:

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Informes automáticos personalizables en formato a elegir (MS Word, MS Excel,

OpenOffice, HTML, etc). Pueden incluir datos en bruto, tablas y/o gráficas:

Exportación de datos. Soporte de varios formatos: ASCII, CSV, Excel, etc. Importación

directa para Matlab u otras herramientas.

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Integración con dispositivos externos

Breve descripción

Además de llevar a cabo un detallado análisis biomecánico del movimiento humano,

CLIMA puede incorporar los datos obtenidos por otros dispositivos externos.

Algunos ejemplos: plataformas de fuerza (AMTI, Kistler), electromiógrafos

(Biometrics, Delsys, Kine, Noraxon), plataformas de presión (Novel, Medicapteurs,

Tekscan), goniómetros / dinamómetros (Delsys, Hoggan Health), etc. Existe total

flexibilidad para desarrollo de integraciones con nuevos dispositivos.

La integración de un sistema cualquiera con CLIMA implica desarrollar los elementos de

hardware y módulos de software necesarios para:

o Operar el sistema de captura y el dispositivo en cuestión de manera

sincronizada; es decir, en garantizar una sincronización del disparo.

o Comunicar el dispositivo en cuestión con el sistema CLIMA para recepción de

datos.

o Importar datos del dispositivo en cuestión en el sistema CLIMA. Esto permite

comparar gráficas, generar informes combinados, etc.

Cada tipo de dispositivo, fabricante y modelo requiere un desarrollo diferente. En

muchos casos STT ya tiene ese desarrollo.

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Instalación y soporte técnico Instalación: Habitualmente un ingeniero del equipo técnico de STT llevará a cabo la

instalación completa, así como la configuración y testeo de los equipos. Se incluye en la

oferta.

Formación tras la instalación: Asimismo, se proporcionará formación técnica

cualificada sobre todos los sistemas. Para ello se acordará un plan de formación de

acuerdo a la situación específica.

Asistencia técnica: Resolución de dudas o problemas, generalmente de modo remoto.

Máxima disponibilidad, por medio de email, teléfono, videoconferencia o visitas

presenciales, en horario de trabajo de STT. Puede firmarse un contrato de

mantenimiento y soporte para garantizar cobertura inmediata ante incidencias,

sustitución de material, etc.

Documentación de ayuda incluida para uso del software, resolución de dudas más

frecuentes, colocación de sensores, etc.

Modelos biomecánicos: La biblioteca de STT cuenta con abundantes modelos

biomecánicos (configuraciones de marcadores ópticos) de reconocida calidad y

extensamente utilizados. Incluyen por ejemplo: modelos de análisis de diversas

articulaciones (rodilla, tobillo, hombro, codo, muñeca, etc.), modelo de cervicales, cuerpo

completo, etc. Es posible crear nuevos modelos biomecánicos para aumentar los

posibles análisis. Consulte con STT.

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Ejemplo de algunos protocolos de CLIMA

para la captura y análisis de movimiento

Ejemplo de protocolos biomecánicos para el sistema óptico de análisis de movimiento

1. Análisis de la marcha (modelos de Helen Hayes, Davis y otros).

2. Análisis de carrera en cinta.

3. Análisis de ciclismo.

4. Análisis de cervicales: flexión/extensión, flexión lateral, rotación.

5. Análisis de abducción/aducción de hombro.

6. Análisis de flexión/extensión de hombro.

7. Análisis de flexión/extensión de codo.

8. Análisis de rotación de codo (pronación/supinación)

9. Análisis de abducción/aducción de cadera.

10. Análisis de flexión/extensión de cadera.

11. Análisis de flexión/extensión de rodilla.

12. Análisis de flexión/extensión de tobillo.

13. Análisis de lumbares: flexión/extensión, flexión lateral, rotación.

14. Análisis de dorsales.

15. Análisis de flexión/extensión de muñeca.

16. Análisis de basculación pélvica.

17. Análisis de rotación de hombro.

18. Análisis de rotación de cadera.

19. Análisis de pronación/supinación de tobillo.

20. Análisis de abducción/aducción de cadera.

21. (…)

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Especificaciones técnicas

Cámara C-03

Dimensionales

Anchura: 45 mm

Altura: 75 mm

Profundidad: 36 mm

Peso: 100 g

Montura: Rosca 1/4"-20 para trípode

Indicadores de estado

2 LEDs de dígitos numéricos

Anillo de LEDs

26 LEDs

850 nm IR

Brillo ajustable

Iluminación continua o estroboscópica

Desmontable

Lentes y filtro

Campo de visión (FOV): 58º

Lentes de montura M12

Enfoque ajustable con ayuda de resorte

Filtro 800nm IR con conmutador

Sensor de imagen

Resolución: 640 x 480 (VGA)

Imágenes por segundo: 20, 50, 100 FPS

Precisión: Sub-milimétrica

Latencia: 10 ms

Obturador: global

Velocidad de obturador:

Por defecto: 1 ms a 20 µs

Procesamiento de imagen

Escala de grises de precisión

Segmento

Escala de grises MJPEG (hasta 125

FPS)

Escala de grises en bruto

Entradas / Salidas y alimentación

Datos: USB 2.0

Sincronización: USB 2.0

Alimentación: USB 2.0 @ 1 A

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