Comparação das três TICs

Após treinar e testar as três TICs foi necessário comparar os melhores resultados de cada uma para decidir qual a melhor TIC para representar cada um dos géneros.

A Tabela 3.6 e a Tabela 3.7 apresentam os resultados estatísticos de teste de cada uma das três TICs testadas para o género feminino e para o género masculino, respetivamente.

Tabela 3.6 – Resultados estatísticos de teste das TICs femininas selecionadas

TIC MSE teste (graus) ρ teste (%)

RNA 7,99 98,31

ELM 6,58 98,63

MSVR 6,70 98,63

Analisando a Tabela 3.6 verifica-se que das três TICs testadas para o género feminino, a que apresenta melhores resultados estatísticos é a ELM, pois apresenta um menor MSE, de 6,58ᵒ e um ρ elevado de 98,63%.

Tabela 3.7 – Resultados estatísticos de teste das TICs masculinas selecionadas

TIC MSE teste (graus) ρ teste (%)

RNA 5,19 98,94

ELM 6,50 98,74

MSVR 7,67 98,47

Para o género masculino a TIC obtida com melhores resultados estatísticos foi a RNA como se pode ver nos resultados apresentados na Tabela 3.7.

Como já foi referido outro dos pontos importantes a ter em consideração na seleção de uma TIC é a sua capacidade de gerar CAPSJs fiáveis. Na Fig.3.18 encontram-se representadas as CAPSJs geradas para a mulher desconhecida por cada uma das três TICs femininas e a CRL, já apresentadas neste relatório. Analisando as CAPSJs das três TICs femininas verifica-se que todas elas apresentam o perfil das CAPSJs humano.

CAPÍTULO 3 TIC PARA GERAR MARCHA DE REFERÊNCIA

Fig. 3.18 – CAPSJs, para a mulher com características que as TICs desconhecem, geradas: a) pela RNA feminina; b) pela ELM feminina; c) pelo MSVR feminino

Ao contrário da ELM feminina e do MSVR feminino, a RNA feminina não apresenta uma distribuição da primeira onda de flexão em função da velocidade de marcha, ou seja, o máximo desta onda não aumenta com o aumento da velocidade. Portanto a RNA feminina não gera CAPSJs de acordo com as CAPSJs esperadas em indivíduos normais. Todas as CAPSJs geradas para a mulher desconhecida, pela três TICs possuem valores distantes da CRL, que pode resultar do facto da CRL não ter em conta as alterações causadas pelo fator do género. Outro ponto que diferencia as CAPSJs das três TICs é o intervalo de valores, no qual se encaixam os máximos da segunda onda de flexão: na RNA feminina e na ELM feminina a maioria dos máximos da segunda onda de flexão encontram-se distribuídos no intervalo de 45 a 50ᵒ; enquanto no MSVR feminino a maioria destes máximos encontram-se entrados no intervalo de 42 a 45ᵒ. De forma a saber qual dos intervalos é o mais correto comparou-se estes valores com os valores de um dos indivíduos normais femininos que possui seguintes características, idade 21 anos; altura 1,59m; e massa corporal 56kg, que são idênticas às da mulher desconhecida. Uma vez que a maioria das CAPSJs da mulher normal, encontram-se distribuídas do intervalo de ângulos entre 45 e 50ᵒ, conclui-se que os resultados obtidos pela RNA e pela ELM são fiáveis.

Tendo em consideração os resultados estatísticos de teste e a capacidade de geração das TICs femininas concluiu-se que a melhor TIC para gerar as CAPSJs de referência para os joelhos femininos é a ELM. Para além disso a ELM possui um código simples que torna fácil o processo de atualização desta caso se pretenda adicionar mais dados de indivíduos normais para melhorar as capacidades de geração da ELM.

a b)

c) a)

TIC PARA GERAR MARCHA DE REFERÊNCIA CAPÍTULO 3

Fig. 3.19 – CAPSJs, para o homem com características que as TICs desconhecem, geradas: a) pela RNA masculina; b) pela ELM masculina; c) pelo MSVR masculino

A Fig.3.19 apresenta as CAPSJs geradas por cada uma das TICs masculinas selecionadas, para o homem com características desconhecidas, CAPSJs estas que já foram apresentadas anteriormente neste relatório. Como já tinha sido referido as CAPSJs geradas pelo MSVR masculino não apresentam fiabilidade nem significado, pois não apresentam valores de ângulos e o perfil da CAPSJ esperado. Futuramente podem ser realizados novos treinos e testes do MSVR com um maior número de amostras, capazes de representarem um maior leque de valores de características de entrada, para verificar se desta forma os resultados obtidos com o MSVR melhorariam ou não. O MSVR feminino conseguiu gerar as CAPSJs para a mulher desconhecida devido a esta possuir características próximas às conhecidas pela MSVR selecionada. Embora o MSVR masculino não tenha conseguido gerar as CAPSJs do homem desconhecido a RNA masculina e a ELM masculina, utilizando os mesmos dados de treino que o MSVR, conseguiram gerar CAPSJs com o perfil muito próximo do perfil da CRL e com uma distribuição dependente da velocidade de marcha. Este resultado mostra que a RNA e a ELM conseguem fazer melhores gerações para indivíduos com características distantes das conhecidas pela TIC. Sendo que as CAPSJs da ELM possuem um perfil mais próximo da CRL que as CAPSJs geradas pela RNA masculina.

Na Fig.3.19 a) e b) verifica-se que as CAPSJs geradas pela ELM, ao contrário das CAPSJs geradas pela RNA apresentam uma distribuição em função da velocidade de marcha. Uma vez que as CAPSJs geradas pela ELM masculinas apresentam maior fiabilidade que as CAPSJs da RNA masculina e a diferença dos resultados estatísticos entre as duas TICs não é muito significativa, foi selecionada a ELM para gerar as CAPSJs dos indivíduos do género masculino.

Este trabalho tem como objetivo a integração das TICs num software de utilização pós análise do indivíduo no sistema de análise cinemática. Assim sendo qualquer uma das três TICs

a) b)

CAPÍTULO 3 TIC PARA GERAR MARCHA DE REFERÊNCIA

CAPSJs em tempo real teria de se considerar o tempo de teste das TICs como um parâmetro que afetava a escolha da melhor TIC para cada um dos géneros.

Tabela 3.8 – Tempo médio de geração de cada uma das TICs testadas

TIC Tempo de geração (s)

RNA 0,23

ELM 0,01

MSVR _{, ×} −

Esta tabela mostra que o MSVR seguido da ELM são as TICs com tempos de geração mais curtos e portanto as mais indicadas para o caso de se pretender gerar CAPSJs em tempo real. Com este estudo conclui-se que a ELM é a TIC indicada para gerar as CAPSJs de indivíduos do género feminino e do género masculino. Sendo que as CAPSJs geradas são obtidas tendo em conta as características do indivíduo em estudo permitindo obter uma CAPSJ de referência específica para o indivíduo. Esta TIC também é capaz de gerar CAPSJs em função da velocidade de marcha o que permite gerar CAPSJs para indivíduos com limitação de mobilidade, que possuem uma baixa velocidade de marcha quando comparada com a velocidade normal de marcha dos indivíduos normais, que é a velocidade representada pela CRL.

A ELM femininas e a ELM masculina selecionadas serão utilizadas no próximo capítulo deste relatório para gerar as CAPSJs de alguns indivíduos que sofreram uma rutura no ligamento cruzado anterior do joelho, permitindo avaliar a severidade atual da sua lesão.

Todo este estudo descrito ao longo deste capítulo foi utilizado para escrever o artigo científico, presente no Anexo Q; desenvolvido com o objetivo de divulgar as conclusões obtidas sobre estas três TICs na geração do movimento do joelho humano. Parte da informação deste capítulo também foi utilizada para realizar um resumo (Vieira et al, 2015) e um poster que se elaborou para a apresentação de trabalhos científicos realizada no 4º Encontro Nacional de Bioengenharia IEEE 2015.

ANÁLISE CINEMÁTICA DA MARCHA