Diseño de una aplicación móvil como apoyo al diagnostico de pacientes con espasticidad en el tren inferior

BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA Contenido BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA Ilustración 1. Silla de ruedas para la monitorización postural de ViSens ________________________________________ 9 Ilustración 2. Espasticidad en miembros inferiores y superiores [3] ____________________________________________ 10 Ilustración 3. Imagen de la marcha de un cuerpo hemipléjico [6] ______________________________________________ 10 Ilustración 4. Patrón flexor del miembro superior espástico [8] ________________________________________________ 11 Ilustración 5. Patrones de la marcha hemipléjica [13] __________________________________________________________ 11 Ilustración 6.Escala de Ashworth y Escala de Tardieu [15] _____________________________________________________ 12 Ilustración 7. Ortesis para pie espástico [17] ____________________________________________________________________ 13 Ilustración 8. ODS de este proyecto _______________________________________________________________________________ 17 Ilustración 9. Sistema OptiTrack que utiliza marcadores y cámaras infrarrojas [22] _________________________ 19 Ilustración 10. Dispositivo médico portable de Shimmer Research [24] ________________________________________ 20 Ilustración 11. Esquema general del proceso de detección de OpenPose [26] __________________________________ 21 Ilustración 12. Representación esquemática del flujo de evaluación [28] ______________________________________ 22 Ilustración 13. Representación esquemática del paso [28] ______________________________________________________ 23 Ilustración 14. Smartphone situado en la parte trasera de la cabeza para toma de datos [29] ______________ 23 Ilustración 15. Equipamiento y ángulo de visión de la herramienta mVEGAS [30] ___________________________ 24 Ilustración 16. Interfaz de la aplicación RehabTrac [32] ________________________________________________________ 25 Ilustración 17. Resultados de los ángulos de la rodilla izquierda obtenidos con FlexiGait en un ciclo [33]. __ 26 Ilustración 18. Interfaz con AR de GaitKeeper [34] ______________________________________________________________ 27 Ilustración 19. Smartphone Google Pixel 8 utilizado para el desarrollo [35] __________________________________ 28 Ilustración 20. Diagrama de flujo de la aplicación Android _____________________________________________________ 29 Ilustración 21. Proceso de detección de puntos de los modelos Top-Down y Bottom-Up respectivamente ___ 31 Ilustración 22. Posiciones de los puntos que recoge el modelo de detección de pose BlazePose [37] _________ 32 Ilustración 23. A la izquierda, puntos detectados por el modelo. A la derecha, máscara de segmentación [38] _____________________________________________________________________________________________________________________ 34 Ilustración 24. Código para la asociación de índices con las partes anatómicas _______________________________ 35 Ilustración 25, Código para la asociación entre distintas partes anatómicas __________________________________ 36 Ilustración 26. A la derecha modelo original. A la izquierda modelo con modificaciones _____________________ 36 Ilustración 27. Detección de marcadores desde el plano lateral _______________________________________________ 37 Ilustración 28. Cálculo de sentido y obtención del vector de apoyo _____________________________________________ 39 Ilustración 29. Obtención del ángulo de cadera en el plano sagital_____________________________________________ 40 Ilustración 30. Obtención del ángulo de rodilla en el plano sagital _____________________________________________ 40 Ilustración 31. Obtención del ángulo de tobillo en el plano sagital _____________________________________________ 41 Ilustración 32. Obtención del ángulo de inclinación en el eje x__________________________________________________ 42 Ilustración 33. Obtención del ángulo de rotación, positivo y negativo, en el eje y ______________________________ 42 Ilustración 34. Obtención del ángulo de rotación del pie en el eje y ____________________________________________ 43 Ilustración 35. Posición estimada del centro de gravedad (CoG) _______________________________________________ 44 Ilustración 36. Retardo en la detección de marcadores _________________________________________________________ 47 Ilustración 37. Imprecisión en la detección, intercambio de piernas ___________________________________________ 48 Ilustración 38. Diagrama del algoritmo de detección y corrección de errores ________________________________ 48 Ilustración 39. Señal original normalizada. El eje de abscisas muestra el número de frame y el eje de ordenadas muestra el valor de la curva normalizado ente 0 y 1. En amarillo se marcan las regiones planas de la señal 49 Ilustración 40. Segmento de la señal donde se calcula el residuo a partir de la diferencia entre la señal original y la sigmoide _______________________________________________________________________________________________________ 50 Ilustración 41. Superposición de los nuevos marcadores obtenidos (marcadores rojos y verdes) tras volver a procesar el frame marcado con errores __________________________________________________________________________ 50 Ilustración 43. Inicio de la vista de cámara ______________________________________________________________________ 52 Ilustración 44. Proceso de recogida de datos en la vista de cámara ___________________________________________ 53 Ilustración 45. Diálogo de guardado de la vista de cámara _____________________________________________________ 53 Ilustración 46. Selección de una imagen en la vista de galería __________________________________________________ 54 Ilustración 47. Vista de resultados ________________________________________________________________________________ 56 Ilustración 48. Anotación de ángulos articulares mediante el uso de Kinovea [43] ____________________________ 57 Ilustración 49. Análisis de los miembros inferiores en la vista frontal __________________________________________ 58 Ilustración 50. Análisis con Kinovea de los miembros inferiores en la vista frontal ____________________________ 59 BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA Ilustración 51. Análisis de los miembros inferiores en la vista sagital __________________________________________ 60 Ilustración 52. Análisis con Kinovea de los miembros inferiores en la vista sagital ____________________________ 60 Ilustración 53. Diseño preliminar de la aplicación realizado en Figma ________________________________________ 62 Ilustración 54. Diagrama Gantt del proyecto ____________________________________________________________________ 65 BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA Tabla 1. Comparación entre los distintos modelos proporcionado por Google AI ........................................................ 32 Tabla 2. Relación entre puntos y partes del cuerpo de nuestro modelo ........................................................................... 33 Tabla 3. Ejemplo de los valores obtenidos por el modelo para la cadera derecha en un instante determinado ........................................................................................................................................................................................................................ 33 Tabla 4. Relación entre nombres y abreviaturas ....................................................................................................................... 35 Tabla 5. Relación entre ángulos descritos y ángulos exportados ........................................................................................ 43 Tabla 6. Comparativa de resultados de la vista frontal entre la aplicación y Kinovea ............................................... 59 Tabla 7. Comparativa de resultados de la vista sagital entre la app y Kinovea ............................................................ 60 Tabla 8. Desglose del coste horario del proyecto ....................................................................................................................... 66 Tabla 9. Desglose de las amortizaciones del proyecto ............................................................................................................. 66 Tabla 10. Desglose de los gastos del proyecto ............................................................................................................................. 67 Tabla 11. Desglose de todos los gatos del proyecto ................................................................................................................... 67 BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA • BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA • BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA 𝑢· 𝑣= ‖𝑢‖ ‖𝑣‖cos𝜃 → 𝜃=𝑎𝑟𝑐𝑐𝑜𝑠( 𝑢·𝑣 ‖𝑢‖ ‖𝑣‖) 𝑢· 𝑣= 𝑢𝑥𝑣𝑥+ 𝑢𝑦𝑣𝑦+ 𝑢𝑧𝑣𝑧 , ‖𝑢‖= √𝑢𝑥 2+𝑢𝑦 2+ 𝑢𝑧 2 2  BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA 𝑃𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛= 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑛𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑐𝑎𝑑𝑒𝑟𝑎𝑠 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑢𝑒𝑟𝑝𝑜 • BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA PA = 𝑅𝐻𝑥 ± 10, 𝑅𝐻𝑦,𝑅𝐻𝑧 BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA • BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA • • 𝑖𝑧𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟𝑑𝑎 →𝑃𝐴=(𝐿𝐻𝑥+10,𝐿𝐻𝑦,𝐿𝐻𝑧 ) 𝑑𝑒𝑟𝑒𝑐ℎ𝑎 →𝑃𝐴=(𝑅𝐻𝑥−10,𝑅𝐻𝑦,𝑅𝐻𝑧 ) BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA Inicializar Coordenadas ¿I ndices Nuevos? Interpolación lineal Actualizar Coordenadas Deteccio n Anomalí as BlazePose Fin BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA 𝑓(𝑥)= 𝐿 (1 + exp (−𝑘∗ (𝑥− 𝑥𝜃))  BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA enero febrero marzo marzo abril abril mayo junio junio julio 24 25 26 27 28 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1234567 Descripción del hito Inicio Días v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l m m j v s d l Aprendizaje y Uso de herramientas 24/01/2025 20 Reunión con el grupo de inve stigación, inicio del proyecto 24/01/2025 1 Aprender a programar en Android Studio 30/01/2025 6 Aprender sobre algortimos de de tección 05/02/2025 5 Reunión con Itziar, para definir la estructura 12/02/2025 1 Diseño provisional de la aplicación y modificación 17/02/2025 16 Diseño de la aplicación en Fi gma 17/02/2025 3 Reunión con Itziar para validar diseño 24/02/2025 1 Análisis diseño ViSens 25/02/2025 1 Arreglo problemas incompatib ilidades 26/02/2025 5 Modificaciones para la adaptación de la aplicación a nuestras necesidade s 03/03/2025 2 Obtención de marcadores y cálculo de ángulos 05/03/2025 15 Obtención de marcadores 05/03/2025 3 Cálculo de ángulos 08/03/2025 8 Reunión verif icación ángulos 17/03/2025 1 Revisión cálculo ángul os 19/03/2025 1 Validación de resultados 20/03/2025 16 Validación con Optitrack 20/03/2025 4 Análisis ángulos en el tiempo 25/03/2025 2 Reunión segui miento 31/03/2025 1 Nuevo telé fono y comprobaciones 01/04/2025 1 Validación con Kinove a 02/04/2025 3 Diseño de la app e implementación de funcionalidades 07/04/2025 26 Dialogo de guardado y logotipado 07/04/2025 1 Reunión segui miento 08/04/2025 1 Introducir la vista de galeria, de resul tados, en directo y cáluclo de indicadores 21/04/2025 6 Reunión revis ión y nuevas funcionalidades 02/05/2025 1 Correción de indicadores 05/05/2025 1 Implementación algortimo de detección y corrección de errores 06/05/2025 36 Reunión John Parks 06/05/2025 1 Implementació n del algoritmo 07/05/2025 29 Reunión para discutir los problemas de la implementación 09/05/2025 1 Reunión revis ión y nuevas funcionalidades 02/05/2025 1 Correción de errores 09/06/2025 1 Reunión segui miento 10/06/2025 1 Presentación de resultados y mejoras en la aplicación 16/06/2025 22 Diseño de la presen tación ante el grupo 16/06/2025 7 Presentación y discusió n de resultados 24/06/2025 1 Mejoras en la lógica y diseño 26/06/2025 12 DIAGRAMA GANTT DEL PROYECTO BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA