Caracterização cinemática tridimensional de uma tarefa de coleta de objeto usando captura de movimento

Summary

Este protocolo apresenta uma abordagem padronizada de captura de movimento de corpo inteiro para avaliar a tarefa de recolha de objetos, ilustrando como estratégias de movimento distintas e padrões compensatórios podem ser quantificatamente caracterizados durante essa atividade funcional comum.

Abstract

A tarefa de levantar objetos é uma atividade fundamental da vida diária que integra coordenação do tronco, membros inferiores e superiores, equilíbrio e controle visomotor em um único movimento ecologicamente válido. Apesar de sua relevância, protocolos padronizados para avaliação quantitativa das estratégias de captação de objetos usando captura de movimento corporal inteiro continuam limitados. O objetivo desse protocolo é demonstrar um método padronizado para capturar e analisar a tarefa de coleta de objetos usando captura de movimento tridimensional de corpo inteiro e ilustrar como diferentes estratégias de movimento podem ser identificadas e classificadas. O protocolo detalha a preparação dos participantes, a colocação abrangente dos marcadores, a execução da tarefa e as análises cinemáticas representativas. Trinta participantes realizaram a tarefa de recolha de objetos, durante a qual quatorze variáveis cinemáticas foram coletadas. As estratégias de movimento foram classificadas em padrões dominantes de agachamento, dominantes em dobradiças e híbridos, representando abordagens distintas e intermediárias ao longo de um continuum de estratégias de movimento. Resultados representativos demonstram diferenças claras na cinemática articular entre grupos estratégicos, especialmente no joelho e tornozelo, com contribuições adicionais do movimento do torso. As diferenças entre condições da mão dominante e não dominante ilustram ainda mais a sensibilidade da tarefa às adaptações compensatórias do movimento. Esse protocolo fornece uma estrutura prática e reprodutível para avaliar estratégias de recolha de objetos e coordenação do corpo inteiro durante o movimento funcional.

Introduction

A avaliação do movimento humano é central para avaliações clínicas e de pesquisa da saúde musculoesquelética^{e funcional 1}. Tradicionalmente, a avaliação do movimento baseava-se em grande parte na observação visual, que, embora clinicamente valiosa, é inerentemente subjetiva, influenciada pela experiência do avaliador e limitada em sua capacidade de capturar consistentemente padrões sutis de coordenação. Tecnologias de captura de movimento, incluindo sistemas baseados em marcadores e sem marcadores, permitem exames detalhados e quantitativos do movimento do corpo inteiro com acessibilidade^cresc....

Protocol

O estudo (IRB-2018-04-014) foi aprovado pelo conselho de revisão institucional da Universidade Tecnológica de Nanyang, Singapura, e foi conduzido de acordo com os padrões éticos estabelecidos na Declaração de Helsinque de 1964 ou padrões éticos comparáveis. Todos os participantes forneceram consentimento informado por escrito antes da participação.

1. Preparação para Participantes

NOTA: A tarefa envolve os participantes pegando um objeto padronizado do chão em um ritmo confortável, retornando à posição e entregando o objeto, conforme descrito na Seção 7.

....

Results

Trinta participantes realizaram a tarefa de coleta de objetos, durante a qual 14 variáveis cinemáticas foram coletadas. Os participantes foram posteriormente classificados em três grupos estratégicos representando abordagens distintas e intermediárias ao longo de um continuum de estratégias de movimento, interpretadas como dominantes em agachamento (Grupo 1), dominantes em dobradiça (Grupo 2) e estratégias híbridas (Grupo 3). Nenhuma diferença estatisticamente significativa foi observada.......

Discussion

Esse protocolo demonstra uma abordagem padronizada para capturar e analisar uma tarefa de coleta de objetos usando captura de movimento tridimensional de corpo inteiro e ilustra como diferentes estratégias de movimento podem ser quantificativamente caracterizadas. Os participantes foram propositalmente selecionados e agrupados para representar padrões distintos e intermediários de estratégias de movimento observados na amostra. A inspeção visual da cinemática articular indicou que a magn.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Caixa para a tarefa de coleta	N/A	N/A	70mm x 70mm x 70mm (Lx Lx x H) impresso em 3D usando filamento de ácido polilático (PLA) (eSUN; Shenzhen Esun Industrial Co., China).
Marcadores de agrupamento	Qualisys, AB	& middot; 160146 Parte superior do corpo e middot; 160145 Parte inferior do corpo e middot; 160149 SuperWrap para cluster	Os grupos incluíam dois grupos na parte superior do corpo (braços superiores) e quatro na parte inferior do corpo (dois nas coxas e dois nas hastes).
Marcadores de agrupamento (personalizados)	N/A	N/A	Marcadores de cluster projetados sob medida para rastreamento do pulso (RFA, LFA) e da mão (RHMC, LHMC) foram impressos em 3D usando filamento de ácido polilático (PLA) (eSUN; Shenzhen Esun Industrial Co., China).
Estação de trabalho de computador	Genérico	NA	Processador Intel Core i9, 32 GB de RAM, 10 TB de disco rígido, NVIDIA RTX2080
Fita adesiva dupla face para pele	Qualisys, AB	160188 Fita adesiva dupla face	Para fixar a base do marcador na pele
Placa de força	Kistler	Tipo 9260AA6	Duas placas (600 e vezes 500 x 50 mm) embutidas sob o piso, uma para cada pé.
Fita adesiva hipoalergênica para pele	3M	Microporos
Base do marcador	Optitrack	Base do marcador M4
Sistema de captura de movimento	Qualisys, AB	Vídeo Miqus A12	x2, Full HD / 2 MP, Resolução 1920 e horários; 1080 x12, 12 MP 300fps, Resolução 4096 e horários; 3072, FOV 54 e horários; 42 & deg; (motorizado)
Ímãs de Neódimio	Genérico	N/A	Diâmetro 15mm, Espessura 1mm
Gerente de Pista Qualisys (QTM)	Qualisys, AB	Versão 2019	O software é usado para registrar movimentos durante o experimento e realizar pós-processamento de dados.
Marcadores retrorrefletivos	Optitrack	Marcadores M4 de 12,7 mm (1/2)
Visual3D	HAS-Motion	Versão 2021	O software é usado para modelagem biomecânica e produzir os ângulos das juntas relevantes