Orientador: Ricardo Machado Leite de Barros / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação Fisica / Made available in DSpace on 2018-07-29T04:43:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paterniani_PauloErnestoStip_M.pdf: 3135177 bytes, checksum: cd3eeae9891a43db79b919f8d2d5ccf8 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de uma metodologia para reconstrução tridimensional e análise de superfícies do corpo humano. Este tipo de metodologia tem aplicações em análises posturais, estudos do movimento respiratório, entre outras. A reconstrução tridimensional de superfícies do corpo é elaborada a partir da projeção estruturada de luz sobre a superfície a ser reconstruída, de modo a permitir a obtenção de um grande número de pontos de luz sobre a mesma. É efetuado o registro videográfico e estereoscópico da superfície sob esta projeção, digitalizando-se as imagens. Utilizando-se um software dedicado, faz-se a medição e a reconstrução tridimensional dos pontos sobre a superfície. É obtido então um plano de projeção conveniente sobre o qual os pontos reconstruídos são projetados ortogonalmente. Neste plano são obtidos o envoltório convexo e a triangulação dos pontos projetados. Para cada triângulo formado é determinado o triângulo correspondente no espaço tridimensional. Através da análise exploratória das medidas de área e perímetro deste último conjunto de triângulos, são identificadas as regiões entre o envoltório convexo e o contorno da superfície projetada. É então elaborada uma representação analítica da superfície na forma de uma função w=f(u, v) avaliada apenas para pontos (u, v) localizados no interior do contorno da superfície projetada. Esta representação permite formas de análise da superfície tais como: a) estimativa de áreas, perímetros e distâncias sobre a superfície; b) obtenção de curvas de nível sobre a superfície; c) orientação da superfície pela determinação de vetores normais à mesma, entre outras. Foram efetuadas três aplicações-teste da metodologia: 1) Foi reconstruída a superfície externa de um objeto cilíndrico. Os resultados desta aplicação indicaram uma acurácia satisfatória da metodologia na estimativa da área da superfície (erro percentual < 2%). 2) Foram reconstruídas as superfícies anterior e posterior de um modelo do tronco humano. A comparação das representações gráficas destas superfícies reconstruídas com o modelo indicou a potencialidade da metodologia na análise topológica e na orientação de superfícies do corpo humano. 3) Foi reconstruída a superfície posterior do tronco de um sujeito como uma avaliação da aplicação da metodologia em seres humanos. Utilizando-se as mesmas formas de análise da aplicação 2, foi confirmada a potencialidade da metodologia em análises posturais.Conclui-se que a metodologia desenvolvida fornece uma representação fiel e detalhada de superfícies do corpo humano, possibilitando a obtenção de informações anatômicas e biomecânicas de interesse em estudos e análises do corpo humano / Abstract: The aim of this work was to develop a methodology for a three-dimensional reconstruction and an analysis of human body surfaces. This kind of methodology has application in studies of postural analyses and respiratory movements, among others. A structured slide is projected onto the body surface. The surface under this projection is registered stereoscopically by video-cameras and this image is converted into an AVI (Audio / Visuallnterleaved) file for computational processing. By using a dedicated software, the three-dimensional coordinates of a light points set on the surface are reconstructed. This set of points is then projected onto a convenient plane of projection. On this plane, the convex hull and the triangulation of the projected points are obtained. For each triangle formed on the plane, the corresponding triangle is determined on the three-dimensional space. Through an exploratory analysis of the area and the perimeter measures of this last set of triangles, the regions between the convex hull and the contour of the projected surface are identified. An analytical representation of the surface is prepared as a function w=f(u, v), which is assessed just for the points (u, v) located in the contou r of the projected surface. This representation allows kinds of surface analysis such as: a) an estimate of areas, perimeters and diameters on the surface; b) attainment of levei curves on the surface; c) orientation of the surface by determining normal vectors at it. Three application-tests of the methodology were conducted: 1) The external surface of a cylindrical object was reconstructed. The results of this application have indicated a satisfactory accuracy of the methodology in estimating the surface area « 2% error). 2) Anterior and posterior surfaces of a human trunk model have been reconstructed. Matching the graphic representations of these reconstructed surfaces with the model has indicated the potentiality of this methodology in the topological analysis and orientation of human body suriaces. 3) The posterior suriace of a subject's trunk was reconstructed as an application assesment of this methodology in human beings. By using the same kinds of analysis as no. 2 application, the potentiality of this methodology in postural analysis was confirmed. The results of this study show that the developed methodology provides a reliable and detailed representation of human body suriaces, enabling the obtainment of anatomical and biomechanical information for studies and analyses of the human body / Mestrado / Mestre em Educação Física

Orientador : Ricardo Machado Leite de Barros / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação Fisica / Made available in DSpace on 2018-08-02T06:47:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_LucianaMeneghesso_M.pdf: 3023849 bytes, checksum: 64106feed11ff4af860f60a49a646104 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A marcha humana é um movimento complexo e sua análise requer um modelo de representação do corpo humano a partir de um sistema de corpos rígidos articulados com muitos graus de liberdade. Diante da dificuldade de obtenção das variáveis cinemáticas e antropométricas necessárias à análise, é freqüente na literatura a utilização de um modelo de representação apenas dos membros inferiores do corpo e da pelve. Porém, o corpo humano é um sistema articulado, de maneira que qualquer movimento alterado em uma de suas partes afetará o resultado global da marcha. A análise de todo o corpo humano durante tal ciclo de movimento seria de grande importância para a compreensão de eventuais distúrbios do movimento durante a marcha. O objetivo deste trabalho é a proposição de um protocolo experimental para análise de marcha com orientação para cabeça, tronco, pelve, membros superiores e inferiores a partir de variáveis cinemáticas e antropométricas. Este protocolo foi implementado para o sistema Dvideow. O modelo de representação e orientação dos segmentos corporais proposto neste trabalho apresenta seis graus de liberdade para cada um dos segmentos, fator importante para uma completa análise de marcha, pois os segmentos do corpo todo podem ser analisados simultaneamente, conservando seus seis graus de liberdade. A qualidade dos resultados obtidos foi avaliada a partir de testes de acurácia, em variáveis cinemáticas e antropométricas, e comparando-se os ângulos articulares obtidos segundo o protocolo proposto com dados da literatura. A concordância na segmentação do modelo proposto para análise cinemática com a do modelo antropométrico permitiu a aquisição de medidas antropométricas concomitantemente, reduzindo o tempo para a coleta e flexibilizando as condições impostas para a medição direta. A integração dos dois tipos de análise, cinemática e antropométrica, com inclusão de segmentos como cabeça e membros superiores, facilita a interpretação de distúrbios do movimento. Portanto, este trabalho desenvolveu um protocolo para análise de marcha que integra a aquisição de parâmetros cinemáticos e antropométricos do corpo todo do indivíduo apresentando resultados compatíveis com a literatura e empregando um sistema de análise de movimento de baixo custo, o que viabiliza o emprego desta metodologia no estudo mais específico dos movimentos normais ou patológicos durante a marcha / Abstract: The human gait is a complex movement and its analysis requires a model of the human body based on a system of articulated rigid bodies with several degrees of freedom. Because of the difficulty in obtaining the anthropometric and kinematics variables needed for analysis, it is common in the biomechanics field to use a representative model only involving the inferior limbs of the body and the pelvis. However, the human body is an articulated system, and any alterated movement in one of its parts will affect the global result ofthe gait. The analysis ofthe whole human body during such a movement cycle would be of great importance for the understanding of eventual disturbances of the movement during the gait. The aim of this paper is to propose an experimental protocol for gait analysis with orientation of head, trunk, pelvis, superior and inferior members from kinematics and anthropometric variables. This protocol was implemented for the Dvideow system. The orientation and representation model of the corporal segments proposed in this work presents six degrees of freedom for each one of the segments, an important factor for a complete gait analysis, because ali the body segments can be analyzed simultaneously, preserving its six degrees of freedom during gait. The quality of the results obtained was evaluated by accuracy tests, kinematics and anthropometric variables, and comparing the joint angles obtained according to protocols proposed in the literature. The agreement in the segmentation of the proposed model for kinematics analysis and the anthropometric model allowed the acquisition of anthropometrics measures concomitantly, reducing the time for the collection of reliable data and easing the imposed conditions for direct measurement. The integration these two types of analysis, kinematics and anthropometric, including the segments like head and superior members, facilitates the interpretation of the movement disturbances. In conclusion, this study developed a protocol to analyze the human gait that integrates the acquisition of kinematics and anthropometric parameters of the whole body, results presented are compatible to findings in the literature, and represents a movement analysis system of low cost. What makes feasible the use of this methodology is a more accurate analysis 'of normal pathological movements during gait / Mestrado / Mestre em Educação Física