Anatomía funcional del cuerpo estriado y la corteza cerebral : Su relación con el movimiento

El objetivo de la siguiente ponencia es revalorizar y reconocer aquellos aspectos anatómicos y funcionales de algunos elementos del sistema nervioso imprescindibles para el correcto funcionamiento del cuerpo humano, tanto en los movimientos deportivos, como en la variedad infinita de los actos motores resumidos en las contracciones musculares. Ante los diferentes rangos articulares posibles y las determinadas acciones musculares específicas, la corteza cerebral y el cuerpo estriado participan activamente en la ejecución de cada movimiento, ya que ambos permiten que ese gesto se produzca de una forma determinada, ya sea sumamente preciso o totalmente ineficaz y descoordinado, pero ambos se activan de distinta forma y en momentos diferentes, posibilitando acciones musculares diferentes. Es importante entender cómo participan la corteza motora y los ganglios basales en el inicio del movimiento, en relación a la posición del tronco y el raquis, y al accionar de las extremidades. La armonía del funcionamiento del sistema nervioso central, tanto en sus funciones específicas como en las funciones de sus tractos nerviosos ascendentes y descendentes, permiten corroborar, por un lado, una estrecha relación entre el movimiento, la locomoción y los gestos técnicos deportivos, y por otro, la importancia de las fases estáticas y estabilizaciones constantes del cuerpo humano, destacando el papel que desarrollan los músculos de sostén tanto en las estructuras articulares de la columna vertebral, como también en la elaboración de patrones de movimientos donde participan las extremidades

Historias de vida de deportistas paralímpicas argentinas : Redes de Relaciones

El creciente interés por los estudios de género manifiesta un vacío respecto de las mujeres con discapacidad que han desarrollado trayectorias exitosas en algún campo. Este trabajo, forma parte de dos investigaciones junto a mujeres deportistas con discapacidad motora que han alcanzado el más alto símbolo deportivo: la medalla paralímpica. Con el objetivo de develar sus Trayectorias Biográficas se diseñó un estudio flexible y multivocal, con un enfoque no estándar (cualitativo) centrado en el método biográfico. Se recolectaron trece relatos de vida con entrevistas en profundidad analizadas con el método Comparativo Constante de la Teoría Fundamentada de los Datos.
Las Trayectorias Biográficas constituyen los "grandes ámbitos de la experiencia social" que aportan testimonios de vivencias individuales dentro de un mismo objeto social (Bertaux, 2005: 41). Pero debido a las características del diseño, emergió una categoría imprevista: las redes de relaciones, constituidas por las influencias mutuas de las interacciones entre las personas, motivo de esta presentación. Lo interesante fue que estas redes no solo no respondían al rol de dependencia atribuido a las personas con discapacidad, sino que se halló un nuevo tipo y cuatro sub-categorías: compulsivas, electivas, omitidas e ignoradas. Principalmente en las redes electivas fue donde las entrevistadas manifestaron hallar nichos, en los que expresaron (descubrieron) roles y funciones (simultáneas y cambiantes) complementarias y cooperativas con otras personas, manteniendo al mismo tiempo, cierto grado de independencia interna (límites). El peso de las redes (importancia atribuida) fue variable tanto sincrónica como diacrónicamente, permitiendo que algunas deportistas se destacaran en más de una red en distintos momentos temporales

El estado del peso corporal en sujetos con retraso mental en un centro de día

La investigación del peso corporal en sujetos con retraso mental (RM) ha sido emparentada con la obesidad y, en menor medida, con el bajo peso. Con el motivo de determinar el estado del peso corporal y establecer si existen desviaciones respecto al peso normal, es que se realizó un estudio con diseño descriptivo transversal teniendo en cuenta las diferentes variables que afectan a sujetos con retraso mental, tomando como indicadores de evaluación el Índice de Masa Corporal y el IMC para la Edad, recolectándose los datos en concurrentes a un Centro de Día. Según este trabajo, el estado de peso corporal en sujetos con RM varía entre el peso normal y el exceso de peso en forma de sobrepeso y de obesidad, en menor medida el bajo peso. Los grupos de mujeres, individuos mayores de edad, sujetos con capacidad ambulatoria, discapacidad mental, menor grado de retraso mental, poseen mayor riesgo de sobrepeso y obesidad según los porcentuales obtenidos; mientras que los conjuntos de sujetos menores de 20 años, discapacidad motora, mayor grado de retraso mental, parálisis cerebral, individuos cuyo desplazamiento ambulatorio es nulo o casi nulo, y en menor medida varones y personas con discapacidad visual, presentaron tendencia al peso normal y el bajo peso como grupo. En los sujetos que recibían medicación su peso corporal se distribuía en valores proporcionales entre los diferentes estados. Nuevas investigaciones que muestren preocupación por las personas con discapacidad intelectual favorecerán la calidad de vida y el desenvolvimiento de este conjunto en la sociedad

Teorías implícitas y metas de logro en Educación Física escolar en niños y niñas de diferentes estratos sociales

El estudio es parte de un proyecto mas global que pretende integrar los avances efectuados en la ultima década en tres proyectos de investigación anteriores centrados en estudios sobre las relaciones entre conducta motriz, habilidad motriz y los sistemas de representaciones que los niños tienen acerca de su habilidad motriz. De este modo aspira a construir una genealogía centrada en dichas relaciones, exhibiendo el estado del arte en conceptos tales como motricidad, aprendizaje motor, habilidad motriz, competencia motriz percibida, metas de logro en educación física En este caso presentamos los resultados de estudio descriptivo y correlacional que procura indagar en la estructura de las representaciones infantiles sobre la habilidad motora en la infancia y como estas representaciones se distribuyen en grupos naturales de niño/as de 8 años, conformando tipicidades representacionales. Estas tipicidades otorgan base empirica para programar intervenciones didácticas orientadas al cambio conceptual en educación física

Las complicadas relaciones entre la Didáctica y las Didácticas : La construcción metodológica en la enseñanza de la gimnasia

En el presente trabajo relatamos la labor de indagación que desde hace tres años venimos realizando un equipo de profesores (un profesor de Educación Física y dos profesoras de Ciencias de la Educación) del instituto de Educación Superior Tandil. A partir de la necesidad de articular interdisciplinariamente empezamos a estudiar las relaciones entre la Didáctica General y las Didácticas de las Prácticas Gimnásticas. Asumimos que los vínculos entre estas disciplinas están basados en una cooperación constructiva, pero a medida que fuimos avanzando en el análisis de posibles articulaciones surgieron algunas tensiones, problematizaciones y sobre todo la necesidad de producir nuevos conocimientos. Tal es el caso del tema que nos ocupa en la actualidad y que se refiere específicamente a la categoría de construcción metodológica. Focalizando su estudio puntualmente en el caso de la enseñanza de gimnasia, surgieron como interrogantes y líneas de problematización las siguientes cuestiones. Si pensamos que en la gimnasia - en tanto deporte cerrado y no como práctica pedagógica - existe una ejecución motora con una técnica única ¿Implica esto asumir su enseñanza por medio de un único método? o ¿Es posible pensar en una construcción metodológica? De existir una construcción metodológica: ¿Sobre cuál de sus componentes habría que poner mayor énfasis? Sobre algunas de las respuestas a estos lineamientos trata el presente trabajo

Anatomía funcional del cuerpo estriado y la corteza cerebral : Su relación con el movimiento

El objetivo de la siguiente ponencia es revalorizar y reconocer aquellos aspectos anatómicos y funcionales de algunos elementos del sistema nervioso imprescindibles para el correcto funcionamiento del cuerpo humano, tanto en los movimientos deportivos, como en la variedad infinita de los actos motores resumidos en las contracciones musculares. Ante los diferentes rangos articulares posibles y las determinadas acciones musculares específicas, la corteza cerebral y el cuerpo estriado participan activamente en la ejecución de cada movimiento, ya que ambos permiten que ese gesto se produzca de una forma determinada, ya sea sumamente preciso o totalmente ineficaz y descoordinado, pero ambos se activan de distinta forma y en momentos diferentes, posibilitando acciones musculares diferentes. Es importante entender cómo participan la corteza motora y los ganglios basales en el inicio del movimiento, en relación a la posición del tronco y el raquis, y al accionar de las extremidades. La armonía del funcionamiento del sistema nervioso central, tanto en sus funciones específicas como en las funciones de sus tractos nerviosos ascendentes y descendentes, permiten corroborar, por un lado, una estrecha relación entre el movimiento, la locomoción y los gestos técnicos deportivos, y por otro, la importancia de las fases estáticas y estabilizaciones constantes del cuerpo humano, destacando el papel que desarrollan los músculos de sostén tanto en las estructuras articulares de la columna vertebral, como también en la elaboración de patrones de movimientos donde participan las extremidades

Comparación del movimiento de alcance entre sujetos Sanos y Patológicos en Neurorrehabilitación Funcional de Extremidad Superior

El presente trabajo de investigación tiene como propósito principal realizar una comparación del movimiento de alcance entre sujetos aquejados de Daño Cerebral Adquirido y el correspondiente patrón de normalidad. La finalidad de esta comparación es detectar los déficits motores que permitan posteriormente emitir una valoración funcional del movimiento como parte de un método de evaluación objetiva de la función motora. La comparación del movimiento se basa en las medidas de parámetros espaciales y de similitud. En este trabajo se han utilizado modelos de movimiento de sujetos sanos en ejecuciones de Actividades de Vida Diaria (e.g. 'servir agua de una jarra'), como punto de referencia para encontrar diferencias relevantes con respecto a los datos de movimiento de cuatro pacientes bajo un proceso de Neurorrehabilitación Funcional de Extremidad Superio

Metodologías de modelado, monitorización y asistencia robótica en neurorrehabilitación funcional de extremidad superior

La Organización Mundial de la Salud (OMS) prevé que para el año 2020, el Daño Cerebral Adquirido (DCA) estará entre las 10 causas más comunes de discapacidad. Estas lesiones, dadas sus consecuencias físicas, sensoriales, cognitivas, emocionales y socioeconómicas, cambian dramáticamente la vida de los pacientes y sus familias. Las nuevas técnicas de intervención precoz y el desarrollo de la medicina intensiva en la atención al DCA han mejorado notablemente la probabilidad de supervivencia. Sin embargo, hoy por hoy, las lesiones cerebrales no tienen ningún tratamiento quirúrgico que tenga por objetivo restablecer la funcionalidad perdida, sino que las terapias rehabilitadoras se dirigen hacia la compensación de los déficits producidos. Uno de los objetivos principales de la neurorrehabilitación es, por tanto, dotar al paciente de la capacidad necesaria para ejecutar las Actividades de Vida Diaria (AVDs) necesarias para desarrollar una vida independiente, siendo fundamentales aquellas en las que la Extremidad Superior (ES) está directamente implicada, dada su gran importancia a la hora de la manipulación de objetos. Con la incorporación de nuevas soluciones tecnológicas al proceso de neurorrehabilitación se pretende alcanzar un nuevo paradigma centrado en ofrecer una práctica personalizada, monitorizada y ubicua con una valoración continua de la eficacia y de la eficiencia de los procedimientos y con capacidad de generar conocimientos que impulsen la ruptura del paradigma de actual. Los nuevos objetivos consistirán en minimizar el impacto de las enfermedades que afectan a la capacidad funcional de las personas, disminuir el tiempo de incapacidad y permitir una gestión más eficiente de los recursos. Estos objetivos clínicos, de gran impacto socio-económico, sólo pueden alcanzarse desde una apuesta decidida en nuevas tecnologías, metodologías y algoritmos capaces de ocasionar la ruptura tecnológica necesaria que permita superar las barreras que hasta el momento han impedido la penetración tecnológica en el campo de la rehabilitación de manera universal. De esta forma, los trabajos y resultados alcanzados en la Tesis son los siguientes: 1. Modelado de AVDs: como paso previo a la incorporación de ayudas tecnológicas al proceso rehabilitador, se hace necesaria una primera fase de modelado y formalización del conocimiento asociado a la ejecución de las actividades que se realizan como parte de la terapia. En particular, las tareas más complejas y a su vez con mayor repercusión terapéutica son las AVDs, cuya formalización permitirá disponer de modelos de movimiento sanos que actuarán de referencia para futuros desarrollos tecnológicos dirigidos a personas con DCA. Siguiendo una metodología basada en diagramas de estados UML se han modelado las AVDs 'servir agua de una jarra' y 'coger un botella' 2. Monitorización ubícua del movimiento de la ES: se ha diseñado, desarrollado y validado un sistema de adquisición de movimiento basado en tecnología inercial que mejora las limitaciones de los dispositivos comerciales actuales (coste muy elevado e incapacidad para trabajar en entornos no controlados); los altos coeficientes de correlación y los bajos niveles de error obtenidos en los corregistros llevados a cabo con el sistema comercial BTS SMART-D demuestran la alta precisión del sistema. También se ha realizado un trabajo de investigación exploratorio de un sistema de captura de movimiento de coste muy reducido basado en visión estereoscópica, habiéndose detectado los puntos clave donde se hace necesario incidir desde un punto de vista tecnológico para su incorporación en un entorno real 3. Resolución del Problema Cinemático Inverso (PCI): se ha diseñado, desarrollado y validado una solución al PCI cuando el manipulador se corresponde con una ES humana estudiándose 2 posibles alternativas, una basada en la utilización de un Perceptrón Multicapa (PMC) y otra basada en sistemas Artificial Neuro-Fuzzy Inference Systems (ANFIS). La validación, llevada a cabo utilizando información relativa a los modelos disponibles de AVDs, indica que una solución basada en un PMC con 3 neuronas en la capa de entrada, una capa oculta también de 3 neuronas y una capa de salida con tantas neuronas como Grados de Libertad (GdLs) tenga el modelo de la ES, proporciona resultados, tanto de precisión como de tiempo de cálculo, que la hacen idónea para trabajar en sistemas con requisitos de tiempo real 4. Control inteligente assisted-as-needed: se ha diseñado, desarrollado y validado un algoritmo de control assisted-as-needed para una ortesis robótica con capacidades de actuación anticipatoria de la que existe un prototipo implementado en la actualidad. Los resultados obtenidos demuestran cómo el sistema es capaz de adaptarse al perfil disfuncional del paciente activando la ayuda en instantes anteriores a la ocurrencia de movimientos incorrectos. Esta estrategia implica un aumento en la participación del paciente y, por tanto, en su actividad muscular, fomentándose los procesos la plasticidad cerebral responsables del reaprendizaje o readaptación motora 5. Simuladores robóticos para planificación: se propone la utilización de un simulador robótico assisted-as-needed como herramienta de planificación de sesiones de rehabilitación personalizadas y con un objetivo clínico marcado en las que interviene una ortesis robotizada. Los resultados obtenidos evidencian como, tras la ejecución de ciertos algoritmos sencillos, es posible seleccionar automáticamente una configuración para el algoritmo de control assisted-as-needed que consigue que la ortesis se adapte a los criterios establecidos desde un punto de vista clínico en función del paciente estudiado. Estos resultados invitan a profundizar en el desarrollo de algoritmos más avanzados de selección de parámetros a partir de baterías de simulaciones Estos trabajos han servido para corroborar las hipótesis de investigación planteadas al inicio de la misma, permitiendo, asimismo, la apertura de nuevas líneas de investigación. Summary The World Health Organization (WHO) predicts that by the year 2020, Acquired Brain Injury (ABI) will be among the ten most common ailments. These injuries dramatically change the life of the patients and their families due to their physical, sensory, cognitive, emotional and socio-economic consequences. New techniques of early intervention and the development of intensive ABI care have noticeably improved the survival rate. However, in spite of these advances, brain injuries still have no surgical or pharmacological treatment to re-establish the lost functions. Neurorehabilitation therapies address this problem by restoring, minimizing or compensating the functional alterations in a person disabled because of a nervous system injury. One of the main objectives of Neurorehabilitation is to provide patients with the capacity to perform specific Activities of the Daily Life (ADL) required for an independent life, especially those in which the Upper Limb (UL) is directly involved due to its great importance in manipulating objects within the patients' environment. The incorporation of new technological aids to the neurorehabilitation process tries to reach a new paradigm focused on offering a personalized, monitored and ubiquitous practise with continuous assessment of both the efficacy and the efficiency of the procedures and with the capacity of generating new knowledge. New targets will be to minimize the impact of the sicknesses affecting the functional capabilitiies of the subjects, to decrease the time of the physical handicap and to allow a more efficient resources handling. These targets, of a great socio-economic impact, can only be achieved by means of new technologies and algorithms able to provoke the technological break needed to beat the barriers that are stopping the universal penetration of the technology in the field of rehabilitation. In this way, this PhD Thesis has achieved the following results: 1. ADL Modeling: as a previous step to the incorporation of technological aids to the neurorehabilitation process, it is necessary a first modelling and formalization phase of the knowledge associated to the execution of the activities that are performed as a part of the therapy. In particular, the most complex and therapeutically relevant tasks are the ADLs, whose formalization will produce healthy motion models to be used as a reference for future technological developments. Following a methodology based on UML state-chart diagrams, the ADLs 'serving water from a jar' and 'picking up a bottle' have been modelled 2. Ubiquitous monitoring of the UL movement: it has been designed, developed and validated a motion acquisition system based on inertial technology that improves the limitations of the current devices (high monetary cost and inability of working within uncontrolled environments); the high correlation coefficients and the low error levels obtained throughout several co-registration sessions with the commercial sys- tem BTS SMART-D show the high precision of the system. Besides an exploration of a very low cost stereoscopic vision-based motion capture system has been carried out and the key points where it is necessary to insist from a technological point of view have been detected 3. Inverse Kinematics (IK) problem solving: a solution to the IK problem has been proposed for a manipulator that corresponds to a human UL. This solution has been faced by means of two different alternatives, one based on a Mulilayer Perceptron (MLP) and another based on Artificial Neuro-Fuzzy Inference Systems (ANFIS). The validation of these solutions, carried out using the information regarding the previously generated motion models, indicate that a MLP-based solution, with an architecture consisting in 3 neurons in the input layer, one hidden layer of 3 neurons and an output layer with as many neurons as the number of Degrees of Freedom (DoFs) that the UL model has, is the one that provides the best results both in terms of precission and in terms of processing time, making in idoneous to be integrated within a system with real time restrictions 4. Assisted-as-needed intelligent control: an assisted-as-needed control algorithm with anticipatory actuation capabilities has been designed, developed and validated for a robotic orthosis of which there is an already implemented prototype. Obtained results demonstrate that the control system is able to adapt to the dysfunctional profile of the patient by triggering the assistance right before an incorrect movement is going to take place. This strategy implies an increase in the participation of the patients and in his or her muscle activity, encouraging the neural plasticity processes in charge of the motor learning 5. Planification with a robotic simulator: in this work a robotic simulator is proposed as a planification tool for personalized rehabilitation sessions under a certain clinical criterium. Obtained results indicate that, after the execution of simple parameter selection algorithms, it is possible to automatically choose a specific configuration that makes the assisted-as-needed control algorithm to adapt both to the clinical criteria and to the patient. These results invite researchers to work in the development of more complex parameter selection algorithms departing from simulation batteries Obtained results have been useful to corroborate the hypotheses set out at the beginning of this PhD Thesis. Besides, they have allowed the creation of new research lines in all the studied application fields.

Interacción con juguetes para usuarios con discapacidad usando equipos con S.O. Android

El proyecto realizado, trata de una aplicación desarrollada en la plataforma Android, orientada a personas con algún tipo de discapacidad sensorial o psíquica. Dicha aplicación fomenta el uso y la integración de dispositivos móviles en este tipo de sector de población. Está pensada, para que, un usuario con discapacidad, pueda interactuar con ella y de forma transparente a él, se ha creado un sistema mediante el cual, se registra todo el comportamiento que ese usuario ha tenido durante el tiempo de uso de la aplicación, con el fin de llevar un seguimiento del mismo; evaluar si existen cambios en él; determinar si son necesarios algunos cambios en la aplicación que favorezcan una mejoría en cuanto al uso y consecución de resultados en el paciente, etc. Se ha combinado el uso de una aplicación instalada sobre un sistema operativo de libre distribución, concretamente Android, con un juguete de código abierto, como es Sphero. Eso ha permito el desarrollo de una aplicación perfectamente ajustada a los requisitos funcionales definidos, con una robustez y eficiencia similar a una aplicación de sistemas operativos móviles cerrados. Es importarte remarcar, que la primera finalidad de este proyecto es ofrecer la posibilidad de usar un juguete, como Sphero, que está orientado a un sector de población sin discapacidad, haciendo uso de cualquier dispositivo móvil, a personas con diferentes grados de discapacidad sensorial, motora y psíquica. Siempre clarificando, que no existe la posibilidad de usar esta aplicación para cualquier tipo y grado de discapacidad, ya que, ello supondría, un proyecto de una envergadura enorme. El hecho de usar un dispositivo móvil, es un derecho, que todos tenemos. Y por ello, se espera que tras la lectura y comprensión de este proyecto, se motive a los lectores a seguir desarrollando aplicaciones para que cualquier usuario, con discapacidad o no, tenga las mismas oportunidades de interactuación con dispositivos móviles. The carried out project, is an application developed on the Android platform , aimed at people with some kind of sensory or mental disability . This application encourages the use and integration of mobile devices in this type of population sector. It is designed to be interacted by a disable person and transparently to that user, it has been created a system by which all behavior, that user has had during the time of use of the application, is recorded, that’s to keep track of it ; assess whether there are changes in it, determine if changes are needed in the application that favor an improvement in the use and achieving patient outcomes , etc. . It has combined the use of an application installed on an open source operating system, namely Android, an open source toy , as is Sphero . That has made it possible to develop an application perfectly adjusted to the functional requirements defined with a robustness and efficiency similar to a mobile OS application closed. It is important to note, that the first aim of this project is to offer the possibility of using a toy, like Sphero , which is geared to a sector of the population without disabilities , using any mobile device , for people with different degrees of sensory impairment , motor and mental . Always clarifying that there is no possibility to use this application for any type and degree of disability, because the magnitude of the project would have been infinitely greater. The fact of using a mobile device, is a right we all have. And so, it is expected that upon reading and understanding of this project, motivate readers to continue developing applications for any user , disabled or not, have the same opportunities for interaction with mobile devices .

Towards an Active Design. An Approach on the Body Interaction with the Built Environment.

El impacto de la tecnología en el ambiente construido y en las actividades en él desarrolladas, es una de las causas de la progresiva sedentarización de la especie humana. Desde un enfoque que analiza la interacción del cuerpo con la arquitectura, a través de distintas referencias en escalas diversas, esta investigación intenta establecer la relación entre la evolución del ambiente pasivo y la sedentarización, proponiendo frente a un espacio mecanizado y digitalizado que disminuye la actividad física humana, la búsqueda de nuevos tipos de espacios arquitectónicos que promuevan el movimiento repercutiendo en el bienestar y la salud. Esta tesis estudia por tanto el impacto de la tecnología en el espacio, intentando aproximarse a estrategias que disminuyan el efecto pasivo y estimulen la actividad motora. Estas propuestas abarcan tanto la ciudad, como la edificación y el propio espacio doméstico afectando a los sistemas de circulación, a la configuración espacial y sobre todo a la incorporación de ”espacios activos”, en donde se contempla la posibilidad de un uso alternativo de la tecnología como un elemento positivo.

Propuesta de valoración de la condición biológica en jugadoras Sub-13 de la Comunidad de Madrid

En el presente trabajo, las jugadoras de fútbol de la categoría Sub-13 fueron sometidas a diferentes pruebas de valoración a lo largo de la temporada 2013/2014 con el objetivo de determinar su condición biológica y además, conocer la evolución de su rendimiento deportivo y de su salud. Para dar cumplimiento a estos objetivos, se plantearon una serie de pruebas que permitiesen valorar la condición motora y fisiológica. Siguiendo ese orden, fueron medidas utilizando el Yo-Yo Intermittent Recovery Test 1 (resistencia), Counter Movement Jump (fuerza explosiva), test de velocidad de 30 metros lanzados, Zig-Zag Run Test (agilidad) y goniometría de cadera (flexibilidad). La muestra estuvo conformada por 11 niñas que practican fútbol durante 1 hora 2 días a la semana y con rangos de edad entre 12 y 13 años.

Desarrollo del teclado virtual “Mokey” basado en gestos para personas con movilidad reducida: capa de sistema

La Realidad Aumentada forma parte de múltiples proyectos de investigación desde hace varios años. La unión de la información del mundo real y la información digital ofrece un sinfín de posibilidades. Las más conocidas van orientadas a los juegos pero, gracias a ello, también se pueden implementar Interfaces Naturales. En otras palabras, conseguir que el usuario maneje un dispositivo electrónico con sus propias acciones: movimiento corporal, expresiones faciales, etc. El presente proyecto muestra el desarrollo de la capa de sistema de una Interfaz Natural, Mokey, que permite la simulación de un teclado mediante movimientos corporales del usuario. Con esto, se consigue que cualquier aplicación de un ordenador que requiera el uso de un teclado, pueda ser usada con movimientos corporales, aunque en el momento de su creación no fuese diseñada para ello. La capa de usuario de Mokey es tratada en el proyecto realizado por Carlos Lázaro Basanta. El principal objetivo de Mokey es facilitar el acceso de una tecnología tan presente en la vida de las personas como es el ordenador a los sectores de la población que tienen alguna discapacidad motora o movilidad reducida. Ya que vivimos en una sociedad tan informatizada, es esencial que, si se quiere hablar de inclusión social, se permita el acceso de la actual tecnología a esta parte de la población y no crear nuevas herramientas exclusivas para ellos, que generarían una situación de discriminación, aunque esta no sea intencionada. Debido a esto, es esencial que el diseño de Mokey sea simple e intuitivo, y al mismo tiempo que esté dotado de la suficiente versatilidad, para que el mayor número de personas discapacitadas puedan encontrar una configuración óptima para ellos. En el presente documento, tras exponer las motivaciones de este proyecto, se va a hacer un análisis detallado del estado del arte, tanto de la tecnología directamente implicada, como de otros proyectos similares. Se va prestar especial atención a la cámara Microsoft Kinect, ya que es el hardware que permite a Mokey detectar la captación de movimiento. Tras esto, se va a proceder a una explicación detallada de la Interfaz Natural desarrollada. Se va a prestar especial atención a todos aquellos algoritmos que han sido implementados para la detección del movimiento, así como para la simulación del teclado. Finalmente, se va realizar un análisis exhaustivo del funcionamiento de Mokey con otras aplicaciones. Se va a someter a una batería de pruebas muy amplia que permita determinar su rendimiento en las situaciones más comunes. Del mismo modo, se someterá a otra batería de pruebas destinada a definir su compatibilidad con los diferentes tipos de programas existentes en el mercado. Para una mayor precisión a la hora de analizar los datos, se va a proceder a comparar Mokey con otra herramienta similar, FAAST, pudiendo observar de esta forma las ventajas que tiene una aplicación especialmente pensada para gente discapacitada sobre otra que no tenía este fin. ABSTRACT. During the last few years, Augmented Reality has been an important part of several research projects, as the combination of the real world and the digital information offers a whole new set of possibilities. Among them, one of the most well-known possibilities are related to games by implementing Natural Interfaces, which main objective is to enable the user to handle an electronic device with their own actions, such as corporal movements, facial expressions… The present project shows the development of Mokey, a Natural Interface that simulates a keyboard by user’s corporal movements. Hence, any application that requires the use of a keyboard can be handled with this Natural Interface, even if the application was not designed in that way at the beginning. The main objective of Mokey is to simplify the use of the computer for those people that are handicapped or have some kind of reduced mobility. As our society has been almost completely digitalized, this kind of interfaces are essential to avoid social exclusion and discrimination, even when it is not intentional. Thus, some of the most important requirements of Mokey are its simplicity to use, as well as its versatility. In that way, the number of people that can find an optimal configuration for their particular condition will grow exponentially. After stating the motivations of this project, the present document will provide a detailed state of the art of both the technologies applied and other similar projects, highlighting the Microsoft Kinect camera, as this hardware allows Mokey to detect movements. After that, the document will describe the Natural Interface that has been developed, paying special attention to the algorithms that have been implemented to detect movements and synchronize the keyboard. Finally, the document will provide an exhaustive analysis of Mokey’s functioning with other applications by checking its behavior with a wide set of tests, so as to determine its performance in the most common situations. Likewise, the interface will be checked against another set of tests that will define its compatibility with different softwares that already exist on the market. In order to have better accuracy while analyzing the data, Mokey’s interface will be compared with a similar tool, FAAST, so as to highlight the advantages of designing an application that is specially thought for disabled people.

Análisis de la marcha: evaluación de un exoesqueleto aplicado a la marcha asistida

La marcha humana es el mecanismo de locomoción por el cual el cuerpo humano se traslada en línea recta gracias a una serie de movimientos coordinados de la pelvis y de las articulaciones del miembro inferior. Frecuentemente se encuentra influenciada por factores biomecánicos, anatómicos o patologías del sistema neuromusculoesquelético que modifican la forma de caminar de cada individuo. La lesión de médula espinal es una de las patologías que afectan el desarrollo normal de los patrones de la marcha por alteración de la movilidad, de la sensibilidad o del sistema nervioso autónomo. Aunque la lesión medular afecta otras funciones, además de la pérdida de función motora y sensorial, la recuperación de la capacidad de caminar es la mayor prioridad identificada por los pacientes durante la rehabilitación. Por ello, el desarrollo de dispositivos que faciliten la rehabilitación o compensación de la marcha es uno de los principales objetivos de diferentes grupos de investigación y empresas. En el contexto del proyecto Hybrid Technological Platform for Rehabilitation, Functional Compensation and Training of Gait in Spinal Cord Injury Patients se ha desarrollado un dispositivo que combina una órtesis activa (exoesqueleto) y un andador motorizado. Este sistema, como otros dispositivos, tiene el movimiento humano como estándar de referencia, no obstante no se evalúa de manera habitual, cómo es el patrón de la marcha reproducido y su similitud o diferencias con la marcha humana, o las modificaciones o adaptaciones en la interacción con el cuerpo del paciente. El presente estudio trata de examinar las características de la marcha normal en diversos grupos de población, y las diferencias con el patrón de marcha lenta. Finalmente, se pretende evaluar qué modificaciones y adaptaciones sufre el patrón de marcha lenta teórico al ser reproducido por el exoesqueleto. La presente investigación consiste en un estudio cuantitativo transversal desarrollado en dos etapas: estudio 1 y estudio 2. En el estudio 1 se analizó el patrón de la marcha a velocidad libremente seleccionada (normal) y el patrón de la marcha a velocidad lenta (0.25m/s) en 62 sujetos distribuidos en grupos considerando el sexo y los percentiles 25, 50 y 75 de estatura de la población española. Durante el estudio 2 se analizó el patrón de la marcha lenta reproducido por el dispositivo Hybrid a diferentes porcentajes de peso corporal (30%, 50% y 70%) en diez sujetos seleccionados aleatoriamente de la muestra del estudio 1. En ambos estudios se obtuvieron variables espacio-temporales y cinemáticas mediante un sistema de captura de movimiento con 6 cámaras distribuidas a lo largo de un pasillo de marcha. Se calcularon las medias, las desviaciones estándar y el 95% de intervalo de confianza, y el nivel alfa de significación se estableció en α=0.05 para todas las pruebas estadísticas. Las principales diferencias en el patrón normal de la marcha se encontraron en los parámetros cinemáticos de hombres y mujeres, aunque también se presentaron diferencias entre los grupos en función de la estatura. Las mujeres mostraron mayor flexión de cadera y rodilla, y mayor extensión de tobillo que los hombres durante el ciclo normal, aunque la basculación lateral de la pelvis, mayor en las mujeres, y el desplazamiento lateral del centro de gravedad, mayor en los hombres, fueron los parámetros identificados como principales discriminantes entre sexos. La disminución de la velocidad de la marcha mostró similares adaptaciones y modificaciones en hombres y en mujeres, presentándose un aumento de la fase de apoyo y una disminución de la fase de oscilación, un retraso de los máximos y mínimos de flexoextensión de cadera, rodilla y tobillo, y una disminución del rango articular en las tres articulaciones. Asimismo, la basculación lateral de la pelvis y el movimiento vertical del centro de gravedad disminuyeron, mientras que el movimiento lateral del centro de gravedad y el ancho de paso aumentaron. Durante la evaluación del patrón de la marcha reproducido por el exoesqueleto se observó que las tres articulaciones del miembro inferior disminuían el rango de movimiento por la falta de fuerza de los motores para contrarrestar el peso corporal, incluso con un 70% de descarga de peso. Además, la transferencia de peso se encontró limitada por la falta de movimiento de la pelvis en el plano frontal y se sustituyó por un aumento de la inclinación del tronco y, por tanto, del movimiento lateral del centro de gravedad. Este hecho, junto al aumento del desplazamiento vertical del centro de gravedad, hizo del patrón de la marcha reproducido por el exoesqueleto un movimiento poco eficiente. En conclusión, se establecen patrones de marcha normal diferenciados por sexos, siendo la basculación lateral de la pelvis y el movimiento lateral del centro de gravedad los parámetros discriminantes más característicos entre sexos. Comparando la marcha a velocidad libremente seleccionada y la velocidad lenta, se concluye que ambos sexos utilizan estrategias similares para adaptar el patrón de la marcha a una velocidad lenta y se mantienen las características diferenciadoras entre hombres y mujeres. En relación a la evaluación del dispositivo Hybrid, se deduce que la falta de movimiento lateral de la pelvis condiciona la transferencia de peso y el aumento del rango de movimiento del centro de gravedad y, en consecuencia, tiene como resultado un patrón de la marcha poco eficiente. Este patrón no resultaría indicado para los procesos de rehabilitación o recuperación de la marcha, aunque podría considerarse adecuado para la compensación funcional de la bipedestación y la locomoción. ABSTRACT The human walking is a means of moving body forward using a repetitious and coordinated sequence of pelvis and lower limb motions. It is frequently influenced by biomechanical and anatomical factors or by musculoskeletal pathologies which modify the way of walking. The spinal injury is one of those pathologies which affect the normal pattern of walking, due to the alteration of the mobility, the sensory or the autonomic nervous system. Although the spinal injury affects many other body functions, apart from the motor and sensory ones, the main priority for patients is to recover the ability of walking. Consequently, the main objective of many research groups and private companies is the development of rehabilitation and compensation devices for walking. In this context, the Hybrid Technological Platform for Rehabilitation, Functional Compensation and Training of Gait in Spinal Cord Injury Patients project has developed a device which integrates an exoskeleton and a motorized smart walker. This system, as other similar devices, has the human movement as standard reference. Nevertheless, these devices are not usually evaluated on the way they reproduce the normal human pattern or on the modifications and in the interactions with the patient’s body. The aim of the present study is to examine the normal walking characteristics, to analyze the differences between self-selected and low speed walking patterns, and to evaluate the modifications and adaptations of walking pattern when it is reproduced by the exoskeleton. The present research is a quantitative cross-sectional study carried out in two phases: study 1 and study 2. During the study 1, the self-selected and the low speed (0.25m/s) walking patterns were analyzed in sixty-two people distributed in groups, according to sex and 25th, 50th and 75th percentiles of height for Spanish population. The study 2 analyzed the low speed walking pattern reproduced by the Hybrid system in three conditions: 30%, 50% and 70% of body weight support. To do this, ten subjects were randomly selected and analyzed from the people of study 1. An optoelectronic system with six cameras was used to obtain spatial, temporal and kinematic parameters in both studies. Means, standard deviations and 95% confidence intervals of the study were calculated. The alpha level of significance was set at α=0.05 for all statistical tests. The main differences in normal gait pattern were found in kinematic parameters between men and women. The hip and the knee were more flexed and the ankle plantar flexion was higher in women than in men during normal gait cycle. Although the greater pelvic obliquity of women and the higher lateral movement of center of gravity of men were the most relevant discriminators between male and female gait patterns. Comparing self-selected and low speed walking patterns, both sexes showed similar adaptations and modifications. At low speed walking, men and women increased the stance phase ratio and decreased the swing phase ratio. The maximum and minimum peak flexion of hip, knee and ankle appeared after and the range of motion of them decreased during low speed walking. Furthermore, the pelvic obliquity and the vertical movement of the center of gravity decreased, whereas the lateral movement of center of gravity and step width increased. Evaluating the gait pattern reproduced by the exoskeleton, a decrease of lower limb range of motion was observed. This was probably due to the lack of strength of the engines, which were not able to control the body weight, even with the 70% supported. Moreover, the weight transfer from one limb to the contralateral side was restricted due to the lack of pelvis obliquity. This movement deficiency was replaced by the lateral torso sway and, consequently, the increase of lateral movement of the center of gravity. This fact, as well as the increase of the vertical displacement of the center of gravity, made inefficient the gait pattern reproduced by the exoskeleton. In conclusion, different gait patterns of both sexes have been determined, being pelvis obliquity and lateral movement of center of gravity the most relevant discriminators between male and female gait patterns. Comparing self-selected and low speed walking patterns, it was concluded that both sexes use similar strategies for adapting the gait pattern to a low speed, and therefore, the differentiating characteristics of normal gait are maintained. Regarding the Hybrid system evaluation, it was determined that the gait pattern reproduced by the exoskeleton is inefficient. This was due to the lack of pelvis obliquity and the increase of the center of gravity displacement. Consequently, whereas the walking pattern reproduced by the exoskeleton would not be appropriated for the rehabilitation process, it could be considered suitable for functional compensation of walking and standing.

USO DO BRINQUEDO NO ATENDIMENTO FISIOTERAPÊUTICO DE CRIANÇAS COM PARALISIA CEREBRAL

A paralisia cerebral, doença não progressiva, compromete movimentos e postura. A fisioterapia atual volta-se para um tratamento holístico. Brincar proporciona desenvolvimento neuropsicomotor. O presente estudo tem como objetivos investigar a opinião de fisioterapeutas que atuam em neuropediatria sobre a utilização do brinquedo em sua prática clínica e verificar sua possível utilização em intervenções junto a crianças com paralisia cerebral. Utiliza-se inicialmente de questionário de opinião junto a 50 fisioterapeutas das diversas clínicas da Associação de Apoio a Criança com Deficiência, AACD - SP, verificando a utilização de brinquedos face aos diversos objetivos fisioterapeuticos; a seguir, realiza observação de 60 atendimentos, em fisioterapia aquática e de solo, de crianças com paralisia cerebral, identificando a utilização de cada categoria de brinquedo relativo ao objetivo terapêutico. Os dados obtidos no questionário revelaram em ordem decrescente utilização de: brinquedos sensório-motores 57,4%, para ganho de equilíbrio (E); 22,2% para coordenação motora (CM); 18,5% para aquisições posturais (AP) e 2% para relaxamento muscular (RM). Em relação aos jogos de faz-de-conta: 37% (E); 39% (AP) e 24% (CM).Para os jogos de regras: 54% (E); 35% (CM); 11% (AP). Com os jogos de montagem: 52% (CM); 24% (E); 24% (AP). Os dados da observação revelaram que os principais objetivos terapêuticos visados com utilização de brinquedos foram: alongamento, primeiro 10 ; fortalecimento muscular, equilíbrio e treino de marcha de 10 a 40 . Quanto à modalidade de brinquedo observada houve predomínio do faz de conta no início e no fim da sessão e das demais categorias no meio, de forma intercalada. Os dados da observação coincidiram com os do questionário revelando utilização sistemática de brinquedos com objetivos fisioterapeuticos.(AU)

USO DO BRINQUEDO NO ATENDIMENTO FISIOTERAPÊUTICO DE CRIANÇAS COM PARALISIA CEREBRAL

A paralisia cerebral, doença não progressiva, compromete movimentos e postura. A fisioterapia atual volta-se para um tratamento holístico. Brincar proporciona desenvolvimento neuropsicomotor. O presente estudo tem como objetivos investigar a opinião de fisioterapeutas que atuam em neuropediatria sobre a utilização do brinquedo em sua prática clínica e verificar sua possível utilização em intervenções junto a crianças com paralisia cerebral. Utiliza-se inicialmente de questionário de opinião junto a 50 fisioterapeutas das diversas clínicas da Associação de Apoio a Criança com Deficiência, AACD - SP, verificando a utilização de brinquedos face aos diversos objetivos fisioterapeuticos; a seguir, realiza observação de 60 atendimentos, em fisioterapia aquática e de solo, de crianças com paralisia cerebral, identificando a utilização de cada categoria de brinquedo relativo ao objetivo terapêutico. Os dados obtidos no questionário revelaram em ordem decrescente utilização de: brinquedos sensório-motores 57,4%, para ganho de equilíbrio (E); 22,2% para coordenação motora (CM); 18,5% para aquisições posturais (AP) e 2% para relaxamento muscular (RM). Em relação aos jogos de faz-de-conta: 37% (E); 39% (AP) e 24% (CM).Para os jogos de regras: 54% (E); 35% (CM); 11% (AP). Com os jogos de montagem: 52% (CM); 24% (E); 24% (AP). Os dados da observação revelaram que os principais objetivos terapêuticos visados com utilização de brinquedos foram: alongamento, primeiro 10 ; fortalecimento muscular, equilíbrio e treino de marcha de 10 a 40 . Quanto à modalidade de brinquedo observada houve predomínio do faz de conta no início e no fim da sessão e das demais categorias no meio, de forma intercalada. Os dados da observação coincidiram com os do questionário revelando utilização sistemática de brinquedos com objetivos fisioterapeuticos.(AU)