Após a análise dos sinais, pode-se concluir que a obtenção da frequência através da medição realizada com o Smartphone tem uma boa acurácia. No caso dos sinais gravados mediante o ace- lerômetro, o maior erro relativo foi de 4,00%. Já para o caso do giroscópio, tem-se um erro relativo maior, sendo este de 7,22%.
Focando apenas nos sinais entre 3 e 6 Hz como objetivo, sendo estas as frequências do tremor em repouso produzido pela doença de Parkinson, o maior erro relativo para o caso do acelerômetro foi de 1,66% e para o giroscópio foi de 5,4%.
Em termos da média da amplitude máxima de aceleração, obteve-se alguns erros maiores embora estes não tenham superado os 16,32% para o caso do acelerômetro, tendo sido desconside- rados os sinais onde houve saturação. Para o giroscópio onde foi comparada a média das amplitudes máximas de velocidades angulares o maior erro obtido foi de 14,97%.
Contudo, durante o processo de validação do aparelho obtiveram-se, como descrito anterior- mente, alguns erros relativos tanto nos valores das frequências quanto nas amplitudes das veloci- dades angulares e acelerações lineares registradas por ambos sistemas. Estas discrepâncias entre os sinais gravados pelos diferentes sistemas podem ser devidas a:
◦ Problema de fixação entre o celular e os atuadores, impedindo assim, o registro real através do Smartphone do sinal produzido pelos atuadores.
◦ Limitações dos sensores dependendo das características do sinal como observado em algu- mas análises onde houve saturação.
◦ Trabalho simultâneo de outras máquinas próximas ao experimento, potencialmente influen- ciando assim o sinal medido pelo Smartphone, pois no dia do teste outros estavam sendo feitos utilizando diferentes máquinas no mesmo ambiente.
Pode-se concluir que dentro dessa faixa de frequência analisada, as medições feitas pelos sen- sores embarcados no celular em termos de frequência e amplitudes foram precisas, sendo o maior erro relativo obtido de 16,32%. Considera-se possível usar estes dispositivos como medidores de
aceleração e velocidade angular dentro desta faixa de frequência analisada. Para isso, é importante a utilização dos filtros adequados de acordo com o sinal registrado e o objetivo de uso deste sinal. Concluiu-se que o Smartphone analisado consegue medir o tremor em repouso devido à doença de Parkinson, já que as características do mesmo puderam ser reconhecidas e analisadas neste teste experimental.
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Comparação entre as medições do celular com cinemetria
Para a aquisição dos dados cinemáticos tridimensionais, diferentes sistemas comerciais po- dem ser utilizados. Pode-se considerar duas categorias de sistemas comerciais com a finalidade de análise da movimentação do corpo humano. A primeira destas é baseada na filmagem e visualiza- ção das gravações, através de câmeras, dos segmentos do corpo, e a segunda usa sensores buscando determinar a posição e orientação dos segmentos.
Neste capítulo apresenta-se uma comparação dos dados obtidos com o celular com os dados adquiridos com câmaras de vídeo, que é o procedimento considerado usual.
4.1 Descrição do sistema de cinemetria
Para obter os parâmetros cinemáticos do movimento, isto é, as trajetórias 3D, os deslocamen- tos angulares, as velocidades e as acelerações são necessárias algumas etapas tais como aquisição, calibração, medição das coordenadas e reconstrução, sendo usado o sistema DVideow (Digital Vi- deo for Biomechanics for Windows 32 bits) desenvolvido por Figueroa et al. (2003). O Dvideow foi implementado para reconstrução de coordenadas espaciais a partir de projeções para fins de pesquisa.
Em primeiro lugar, é necessário preparar o ambiente, tendo em conta o espaço no qual será realizado o movimento, assim como o número de câmaras e as características destas para capturar com maior acurácia o movimento.
O sistema de adquisição para este teste consistiu em 5 câmeras Basler (fc602A) com sensor do tipo CMOS e resolução de 656 x 490 pixels, montadas com lentes da marca Tamron. O modelo destas lentes foi 12VM412ASIR de ajuste manual do zoom (f 4-12 mm) para quatro delas e (f 10-40 mm) para a quinta, com abertura de íris (F/1,2 - fechado) e de foco (0,3 m - ∞). Essas câmeras foram protegidas por caixas-estanques especialmente projetadas para as câmeras com lentes de policarbonato de grau zero, e tripés desenvolvidos para suportar as câmeras de vídeo dentro das caixas-estanques. As câmeras foram conectadas por cabos de captura (IEEE 1394 6X6) em um único computador para aquisições on-line dos dados. No suporte das câmeras há um iluminador na mesma direção destas, com a finalidade de reflexão nos marcadores utilizados, para referenciar
alguns pontos anatômicos e conseguir uma maior definição nas filmagens destes marcadores. O posicionamento e distribuição das câmeras para enquadrar o volume de medição são mos- trados na Figura 4.1. E a altura das mesmas é de 1,17 m para as câmeras C e D, de 1,53 m para a câmera B, 1,46 m para a câmera E e de 1,4 m para a câmera A.
O PQ R S Q PT U S O PR V S O PR O S W PT X S Q PV S Q PX S Y Z [ \ ]
Figura 4.1: Posicionamento das câmeras e dimensões do espaço de medição.
Após a preparação do ambiente, o indivíduo é preparado para a filmagem. Para isso, é preciso usar marcadores fixados na pele do indivíduo objetivando identificar referências ósseas. O corpo humano é modelado como um sistema de segmentos corporais articulados entre si. Para conseguir conhecer a posição e orientação de cada segmento no espaço tridimensional, três marcadores no mínimo são fixados em cada segmento para obter as posições tridimensionais deste a partir deste tipo de sistema.
Os marcadores utilizados são esferas de 10 mm de diâmetro de material plástico (nylon- poliamida 6) revestidos com fita adesiva de material retro-refletivo, a fim de refletir a luz do ilumi- nador situado nas câmeras e permitindo que eles sejam destacados na imagem.
Cada marcador é montado sobre uma superfície de um material plástico rígido através de uma rosca. A fixação dos marcadores ao corpo do voluntário é feita com uma fita dupla-face. Esses marcadores são posicionados em lugares do indivíduo anatomicamente pré-determinados.
Para conseguir obter uma reconstrução tridimensional, todos os marcadores utilizados devem ser vistos pelo menos por duas câmeras simultaneamente. Os dados capturados são armazenados em um arquivo AVI (Audio Video Interleaved).
Existe uma necessidade de se ter uma referência a fim de conseguir descrever a movimen- tação dos marcadores. Para isso, usa-se um calibrador para tornar possível a determinação de um referencial cartesiano ligado ao laboratório. O calibrador utilizado é composto por 6 fios de aço de 2,90 m de altura, e cada um desses fios contém uma massa de prumo pendurada na extremidade. Em cada um desses fios foram colocados 27 marcadores esféricos separados de dez em dez centímetros e cobertos de fita adesiva reflexiva.
Esse calibrador é colocado no teto do laboratório determinando o volume dedicado ao movi- mento, o qual será filmado. Tem-se um arquivo de calibração com as coordenadas tridimensionais dos marcadores de cada fio, feito através de medições diretas das posições dos marcadores dos fios do calibrador. As coordenadas obtidas a partir da reconstrução tridimensional estão referenciadas a este sistema e são armazenadas em forma de matriz. O método utilizado para calibração das cáme- ras é o DLT (Direct Linear Transformation), desenvolvido por Abel-Aziz e Karara (1971). Para a reconstrução tridimensional é utilizado o mesmo método usado para a calibração das câmeras.