Caracterización cinemática tridimensional de una tarea de recogida de objetos usando captura de movimiento

En este estudio, nuestro objetivo es descifrar la tarea de recoger un objeto utilizando captura de movimiento, y proporcionar una descripción detallada de sus elementos cinemáticos. Los métodos existentes carecen de una comprensión clara del desempeño rápido en condiciones normales, y este protocolo establece un desempeño de referencia, mejorando así la interpretación y la aplicabilidad clínica. Para comenzar, solicite al participante que use una camiseta sin mangas y pantalones cortos ligeros.

Asegúrese de que el participante esté descalzo. Indique al participante que camine una distancia corta alejándose del examinador a un ritmo cómodo y elegido por sí mismo. Luego, pídale al participante que gire y regrese hacia el examinador al mismo ritmo.

Indique al participante que extienda el cuello mirando hacia arriba, flexione el cuello mirando hacia abajo, gire la cabeza hacia la izquierda y la derecha, e incline la cabeza hacia ambos lados. Instruya al participante a doblar el cuerpo hacia adelante y hacia atrás, girar el cuerpo hacia la izquierda y la derecha, y realizar inclinaciones laterales hacia ambos lados.

Una vez que todos los movimientos se hayan completado de forma cómoda y segura, indique al participante que permanezca de pie para la colocación posterior de los marcadores. Asegúrese de que el participante esté de pie en una postura relajada y erguida, con los brazos reposando naturalmente a los lados. Palpe los puntos de referencia anatómicos posteriores y coloque secuencialmente las bases magnéticas sobre las apófisis espinosas de T4, T8 y T10, y sobre las espinas ilíacas posterosuperiores izquierda y derecha.

A continuación, coloque una base magnética sobre la superficie posterior de la cresta ilíaca, aproximadamente de dos a tres pulgadas superolateral al espinoso ilíaco posterosuperior. Una vez colocadas las bases magnéticas posteriores, fíjelas con cinta adhesiva. Luego, pida al participante que gire y enfrente al examinador mientras permanece de pie.

Palpe las espinas ilíacas anterosuperiores izquierda y derecha y coloque una base magnética sobre este punto de referencia. Localice el proceso xifoides y coloque una base magnética sobre él. A continuación, sujete las bases magnéticas anteriores con cinta.

Pida al participante que vuelva a colocar la tapa y regrese a una postura erecta de pie. Palpe las bases magnéticas previamente colocadas a través de la ropa y fije marcadores reflectantes sobre las bases magnéticas secuencialmente. Indique al participante que se gire alejándose del examinador y flexione el cuello hacia adelante.

Luego, localice la séptima vértebra cervical y coloque un marcador reflectante sobre este punto de referencia. Pida al participante que regrese a una posición neutral de la cabeza y que gire para enfrentar al examinador. Identifique el esternón y fije un marcador reflectante sobre él.

A continuación, palpe los procesos acromiales izquierdo y derecho y coloque un marcador reflectante sobre el punto anatómico identificado. Instruya al participante para que se siente cómodamente y coloque la palma derecha sobre la rodilla izquierda. Localice los epicóndilos medial y lateral del húmero derecho y coloque un marcador reflectante sobre ellos.

A continuación, repita el procedimiento para el codo izquierdo. Luego, pida al participante que coloque ambas manos cómodamente sobre los muslos. Identifique las apófisis estiloides radial y cubital y coloque un marcador reflectante sobre este punto de referencia.

De manera similar, repita el procedimiento para la muñeca opuesta. Luego, palpe el hueso capitato en una mano, coloque un marcador reflectante sobre él y repita en la otra mano. Coloque un marcador reflectante en la uña y otro marcador reflectante en el dedo medio de cada mano.

Con el participante sentado cómodamente, palpe los cóndilos femorales medial y lateral de la rodilla derecha y coloque un marcador reflectante sobre este punto anatómico. Repita el procedimiento para la rodilla izquierda. A continuación, localice los maléolos medial y lateral del tobillo derecho y coloque un marcador reflectante.

A continuación, identifique el cuneiforme medio y las cabezas del primer, segundo y quinto metatarsianos del pie derecho, y coloque un marcador reflectante sobre cada punto de referencia. Luego, palpe la tuberosidad calcánea del pie derecho. Fije un marcador reflectante sobre este punto de referencia y repita la colocación de marcadores para el pie izquierdo.

Sujete grupos de marcadores al antebrazo, la mano, el brazo superior, el muslo y los segmentos de la pantorrilla bilateralmente. Asegure firmemente cada grupo utilizando correas o cinta adhesiva. Luego, coloque marcadores reflectantes bilateralmente sobre el hueso frontal justo por encima de las cejas, seguido de su colocación sobre los huesos temporales.

Utilizando un marcador cutáneo lavable, delinee todos los marcadores y agrupaciones colocados sobre la piel para garantizar una reposición consistente si es necesario. Verifique la presencia de marcadores sueltos, movimiento de las agrupaciones y oclusión durante la postura de pie. Corrija cualquier error de colocación según sea necesario y asegure todas las fijaciones inestables.

Si no se identifican problemas, continúe con la tarea de recogida del objeto. Coloque las cámaras de captura de movimiento alrededor del volumen de captura para garantizar la visibilidad completa del cuerpo durante la inclinación hacia adelante, la interacción con el objeto y el regreso a la posición de pie. Defina un volumen de captura lo suficientemente grande como para acomodar todo el movimiento de recogida sin oclusión.

Calibre el sistema de captura de movimiento según las instrucciones del fabricante para establecer el sistema de coordenadas global. Verifique que todas las cámaras detecten claramente los marcadores reflectantes y asegúrese de que no haya objetos reflectantes no deseados en el área de captura. Inicie la grabación de la captura de movimiento antes de indicarle al participante que comience el movimiento.

Deje de grabar solo después de que el participante haya completado la tarea. Revise la grabación para asegurarse de que todos los marcadores estén presentes antes de pasar a la siguiente grabación. Asegúrese de que el participante se mantenga de pie dentro del volumen de captura.

Indique al participante que abduzca ambos brazos aproximadamente 45 grados respecto al cuerpo, con los codos completamente extendidos y las palmas hacia adelante. Pida al participante que permanezca inmóvil durante dos segundos mientras cuenta en voz alta: 1000, 2000. Indique al participante que continúe abduciendo ambos brazos hasta aproximadamente 90 grados respecto al cuerpo, con los codos extendidos y las palmas hacia abajo.

Pida al participante que permanezca quieto durante dos segundos y cuente en voz alta: 1000, 2000. Instruya al participante a bajar ambos brazos hacia los costados y permanecer de pie en una postura relajada y neutra. Coloque un objeto estandarizado en el suelo en una ubicación predeterminada dentro del volumen de captura.

Pida al participante que se ponga de pie en una postura cómoda y elegida por sí mismo, enfrentando el objeto. Indique al participante que levante el objeto del suelo a un ritmo cómodo, regrese a la posición de pie y lo entregue. Mantenga una posición cómoda sentado o arrodillado en el suelo mientras recoge y reposiciona el objeto entre los ensayos para asegurar una colocación consistente.

Indicar al participante que realice tres intentos utilizando una mano. Luego, repetir la tarea en tres intentos utilizando la otra mano. Los participantes se dividieron en tres grupos según la estrategia de movimiento: dominante en sentadilla, dominante en articulación y mixto.

No hubo diferencias significativas en la edad, la distribución por sexo, la altura ni el peso entre los grupos. Los ángulos de flexión de la rodilla difirieron significativamente entre los grupos tanto en las condiciones de la mano dominante como de la no dominante, con tamaños del efecto grandes. La cinemática de la articulación del tobillo mostró diferencias significativas entre los grupos en las condiciones de la mano dominante y no dominante, con tamaños del efecto grandes.

La flexión del tronco difirió significativamente entre los grupos tanto en las condiciones de la mano dominante como de la no dominante, con tamaños del efecto moderados. La cinemática de la articulación de la cadera no mostró diferencias significativas entre los grupos, ni en la condición de la mano dominante ni en la de la no dominante. Se observó una mayor flexión en el tobillo izquierdo y en la rodilla izquierda durante la recogida de objetos con la mano no dominante, en comparación con la recogida con la mano dominante, con tamaños del efecto grandes.

Se observaron diferencias significativas también en el tobillo derecho y la cadera izquierda entre las condiciones de mano dominante y no dominante, con tamaños del efecto grandes. No se observaron diferencias significativas en la rodilla derecha, la cadera derecha ni el tronco entre las condiciones de mano dominante y no dominante. Este protocolo permite a los investigadores cuantificar y caracterizar estrategias de movimiento distintas utilizadas durante una tarea de recogida de objetos, incluyendo patrones dominantes de cuclillas, dominantes de bisagra y patrones híbridos.

Los análisis adicionales que pueden realizarse tras este procedimiento incluyen las velocidades articulares, la dinámica del centro de masa y las fuerzas de reacción del suelo, lo que proporciona una comprensión más completa del desempeño de la tarea. Las investigaciones futuras pueden ampliar nuestro protocolo de captura de movimiento para examinar los mecanismos compensatorios, particularmente en condiciones relacionadas con enfermedades musculoesqueléticas.