Tecnologías de Captura de Movimiento y entornos de ... · Caracterización del Movimiento ....
Transcript of Tecnologías de Captura de Movimiento y entornos de ... · Caracterización del Movimiento ....
Tecnologías de Captura de Movimiento y
entornos de Realidad Virtual
Ámbito Laboral, biomédico o deportivo
28-11-2013
Javier Marin
Foro Tecnológico y Empresarial
Biomecánica y Calidad de Vida
Contacto: J. Javier Marín.
976 761978
Grupo Consolidado con 18 Miembros Efectivos:
8 Ingenieros Industriales (5 Dr.) 3 Educación Física y Deporte (2 Dr.)
6 Médicos Forenses (4 Dr.) 1 Bellas Artes (1 Dr.)
Desarrollo de tecnologías en el ámbito de la salud:
Captura de Movimiento y
Modelos Humanos Digitales para
Análisis Ergonómico a nivel de:
Producto, Laboral y Sanitario.
En campo
Músculo-Esquelético
Laboratorio
Simulación 3D Modelos humanos
MoCap
Análisis biomecánico
Análisis Ergonómico
Entorno Operativo …
MoveHuman Sensors
Captura de Movimiento y
Análisis Biomecánico
Aplicación del Sistema en distintos ámbitos…
Sensores
Inerciales…
Salud Laboral
Diseño Productos Biomédico
y Forense Deportivo
Biosanitario
Evaluación de Riesgos de Tareas Repetitivas
basado en Simulación Dinámica de Esfuerzos
con Modelos Humanos.
Febrero 2013 [email protected]
Sistema MH-FORCES:
No se producen como consecuencia de traumatismos sino por sobrecarga
mecánica en determinadas zonas que por la acción de microtraumatismos
repetitivos dan lugar a lesiones Acumulativas.
Son tareas no lesivas en si, pero que pueden derivar en lesiones al acumularse
su efecto negativo a lo largo del tiempo.
TRASTORNOS MUSCULOESQUELÉTICOS (TME) Microtraumatismos Repetitivos (MTR)
Son trastornos
acumulativos
TME…
Factores de Riesgo:
- Fuerza.
- Postura.
- Tiempo.
- Repetitividad.
- Recuperación.
(Forzada o malos hábitos)
-Otros … (frío, calor, vibraciones …)
Evaluación de Riesgos de Tareas Repetitivas.
Basado en cálculo de esfuerzos en las
articulaciones y en los cambios de rotación
que soportan las articulaciones durante cada
ciclo de fabricación.
Move-HUMAN Forces
Método predictivo de riesgo musculesquelético
Sistema Move-Human FORCES
Fundamentado en:
- Cambios de sentido de giro en articulaciones
- Posturas estáticas (mantenidas en exceso)
- Cambios de Fuerzas/Momentos en manos
Detectar y contabilizar los INSTANTES DE RIESGO …
En cada articulación y ángulo
Estima el riesgo evaluando ciertos factores
Y en esos instantes …
¿Cómo se detecta un Instante de Riesgo?
(Análisis variación de cada ángulo a lo largo del tiempo)
Cambio del sentido de giro
Posición estática
Tiempo
Angulo
Condiciones para considerar un Instante de Riesgo …
Cambio del sentido de giro
Posición estática
Tiempo
Angulo Tiempo > 4 seg.
Pendiente, antes de parada , importante
NO
SI
Rango búsqueda
Parámetros: Int.Max_seg = 1 seg (Rango búsqueda. Intervalo para calcular Max/Min locales)
VAmin = 10 [º/seg]
Static_seg = 4
Int.Med_seg = 0.5 (Intervalo para calcular valores medios. Fuerzas Inercia)
Se distinguen por VA=0
MH - FORCES
Base del método …
Detectar Instantes de Riesgo A lo largo del
tiempo de ciclo
En cada ARTICULACIÓN
y en cada ANGULO
Muñecas
Codos
Hombros
Cervical
Lumbar
Flexión–Ext. / Radial-Cubital
Flexión / Prono–Supinación
Flexión–Ext. / Abducción / Rot.
Flexión–Ext. / Lateral / Rotación
- Magnitud del ángulo de rotación – y otros ángulos implicados.
- Arco de giro recorrido desde el último cambio.
(a mayor arco -> menor riesgo)
- Velocidad angular (poco antes o poco después de la parada).
Grado de aceleración / deceleración sufrida.
- Fuerzas axiales y de corte.
- Momentos flectores y torsión.
- Para la mano – tipo de agarre.
¿Qué factores de riesgo tiene en cuenta?
En cada INSTANTE DE RIESGO …
Ri
Vector Pelvis
Y
Rp
Vector Espalda
X (caderas)
Rs
Rl Rs = Rot. Sagital (Rx)
Rl = Rot. Lateral (Rz)
Rp = Giro Propio
Sistema Ref. Body
(girado Ry Pelvis)
Ybody (┴ suelo)
Zbody (┴ caderas)
Rs
Rf
Rp
Sistema Ref. Tórax
Brazo Dch. Ri = Inclinación
(v.brazo. - v. tórax)
Ra = Giro adelante-atrás
Rp = Giro Propio
Z
X
Y
Ri
Ra
Factor de Riesgo asociado a la Magnitud del Angulo
Hombros
Re Ra
0 -45 -20 -5 5 45 90 120 135
0 1 1 1 1 1 1 1 1
5 1 1 1 1 1 1 1 1
20 1.4 1.4 1.1 1.1 1.1 1.1 1.3 1.3
45 1.7 1.7 1.4 1.4 1.3 1.2 1.4 1.4
90 2 2 1.8 1.8 1.6 1.5 2 2
135 2 2 2 2 1.9 1.9 2 2
180 2 2 2 2 2 2 2 2
Abduc. Pura Flex.Pura
Re – Elevación
Ra – Adelante-Atrás
0
5
20
45
90
135
180
-45-20
-55
4590
120135
Riesgo (Elevación - Adelante.Atrás)
Elev. Adel. Atrás
X
Z
X
Z
Y
X
Z
Y X
Z
Y X
Z
Y
Sistema de Referencia de
las Articulaciones
Lumbar -> S.R. Pelvis
Hombro -> S.R. Torax
Cervical -> S.R. Torax
Codo -> S.R. Brazo
Carpo -> S.R. AnteBrazo
Articulación -> Segmento “Padre” (Sist.Ref)
X (Eje Axial)
Z
Plano YZ
Fuerza Tracción (+)
Fuerza sobre una Articulación.
Axial – Corte.
Sistema de Referencia solidario al Hueso “Padre”
Punto Giro
Articulación
Fuerza Corte (sobre plano YZ)
Fuerza sobre
Art. hombro
MH-FORCES
Impacto de las fuerzas externas
sobre las manos …
Vector Fuerza [Kg]
Vector Momento [Kg x m]
Guante con sensores “Data Glove”:
The Grip system measures and records the dynamic pressures and forces
hands and fingers apply while grasping, gripping, holding, moving, lifting, and
using objects.
C2
B2
A2
Se puede observar que los controles
principales están dentro del alcance
máximo, pero el resto de controles se
encuentran más alejados.
Dimensiones Datos UNE
14738
OK
A2 730 p
B2 1700 1170 Mayor
C2 500 415 Mayor
Elipse de alcance máximo recomendado.
ANALISIS DIMENSIONAL.
Campo Visual
120˚ Visión binocular
60˚ Discriminación cromática
30˚ Reconoce símbolos
20˚ Reconoce escritura
Grados de
Amplitud
Sistema Move&Reach para la
Evaluación de la Capacidad Funcional
Ambito clínico y forense.
Ambito Biomédico
Dr. Juan Antonio Cobo
Dr. José Manuel Arredondo
Dra. Mª Dolores Ramón
Dr. Salvador Baena
Dr. Paulino Querol
Dra. Isabel Mª Moreno
Prof. J. Javier Marín
Prof. José Manuel Auría
Prof. José Luis Huertas
Prof. Belén Sánchez
Prof. Ana Serrano
Ing. Carlos Gil
Ing. Isabel García
Dr. Ing. José Manuel Álvarez
Dra. Rosa Hueso
Dra. Mar Pardos
Ing. Javier Ipas
Sistema Move&Reach
Dispositivo y Método para la Evaluación de la Capacidad Funcional
Patente de la UZ
Sistema de Aparatos de Ejercicios de Control Motor para pacientes con
Necesidades Especiales
Ambito Biosanitario
Ubicación Sensores EMG
Bíceps
Tríceps
Deltoides
Cuádriceps
Paravertebrales
Isquios
Gemelos
Abdominales
Máquina SC-101 (Percentil 50 Hombre)
HOMBRO DERECHO HOMBRO IZQUIERDO
Análisis Biomecánico
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103109115121127133139145151157163169
1 - Brazo.D.Rs 1 Marcado 129.91 129.91 -42.81
2 - Brazo.D.Rf 1 68.24 81.45 31.34
3 - Biceps Dch 1 35.12 100.00 0.00
4 - Triceps Dch 1 23.32 88.42 0.00
5 - Deltoides Dch 1 28.76 93.22 0.00
-50
0
50
100
150
200
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103109115121127133139145151157163169
1 - Brazo.I.Rs 1 Marcado 147.62 149.54 -34.64
2 - Brazo.I.Rf 1 69.63 75.19 31.87
3 - Biceps Izq 1 13.39 87.83 0.00
4 - Triceps Izq 1 25.04 96.01 0.00
5 - Deltoides Izq 1 13.72 100.00 0.00
CODO DERECHO CODO IZQUIERDO
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103109115121127133139145151157163169
1 - AnteBr.D.Rs 1 97.23 151.45 9.03
2 - AnteBr.D.Rp 1 33.56 59.93 -9.09
3 - Biceps Dch 1 Marcado 100.00 100.00 0.00
4 - Triceps Dch 1 26.32 88.42 0.00
5 - Deltoides Dch 1 9.21 93.22 0.00
0
20
40
60
80
100
120
140
160
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103109115121127133139145151157163169
1 - AnteBr.I.Rs 1 Marcado 103.21 138.79 5.71
2 - AnteBr.I.Rp 1 16.35 78.44 0.5
3 – Biceps iz 1 7.96 87.83 0.00
4 - Triceps Izq 1 31.49 96.01 0.00
5 - Deltoides Izq 1 37.69 100.00 0.00
Ir P05 Ir P95
Máquina SC-101 (Percentil 50 Hombre)
CADERA DERECHA
Análisis Biomecánico
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103109115121127133139145151157163169
1 - Muslo.D.Rs 1 Marcado 71.38 72.21 65.15
2 - Muslo.D.Rf 1 1.74 4.63 0.74
-50
0
50
100
150
200
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103109115121127133139145151157163169
1 - Muslo.I.Rs 1 Marcado 76.02 76.53 69.94
2 - Muslo.I.Rf 1 14.70 16.96 13.24
ESPALDA
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101105109113117121125129133137141145149153157161165169
1 - Espalda.Rp 1 Marcado 9.44 9.44 -5.99
2 - Paravertebral Izq 1 22.86 38.43 0
3 - Abdominal Izq 1 19.03 25.43 0.00
CADERA IZQUIERDA
Ir P05 Ir P95
Cojín de Gel
Presión capilar = 60 mmHg Punto de corte a partir del cual aumenta
el riesgo de UPP, pero existen otros
factores (tiempo exposición, humedad,
estado físico, nutrición…)
Según Shapcott & Levy, 1999:
< 80 mmHg no necesitan intervención
80-120 mmHg reajuste sillón
Valores recomendados:
MoveHuman Sensors
Captura de Movimiento y
Análisis Biomecánico