Efetividade e validação de instrumentos de menor custo na avaliação e intervenção de parâmetros espaço-temporais e cinemáticos da corrida

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dc.contributor.advisorBini, Rodrigo Rico
dc.contributor.authorDorst, Lissandro Moisés
dc.contributor.bancaSilva, Danilo de Oliveira
dc.contributor.bancaSoares, Gustavo Leporace de Oliveira Lomelino
dc.contributor.bancaSantiago, Paulo Roberto Pereira
dc.contributor.bancaPalhano, Rudinei
dc.contributor.coadvisorMoura, Felipe Arruda
dc.coverage.extent159 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2024-10-08T20:37:23Z
dc.date.available2024-10-08T20:37:23Z
dc.date.issued2023-12-14
dc.description.abstractAvanços tecnológicos, como dispositivos vestíveis e sistemas de captura de movimento sem marcadores, permitem migrar de ambientes caros para configurações acessíveis e portáteis. As palmilhas instrumentadas coletam dados de pressão plantar durante a corrida, fornecendo informações importantes. Ao mesmo tempo, sistemas de análise de movimento sem marcadores, como o OpenPose, empregam visão computacional avançada para analisar o movimento tridimensional sem marcadores físicos, tornando a avaliação cinemática mais acessível e não invasiva. Os objetivos deste estudo foram: 1- Avaliar a efetividade de equipamentos de menor custo na avaliação e intervenção do retreinamento da corrida, por meio de uma revisão sistemática; 2- Analisar a validade de um sistema de palmilhas com sensores de pressão, para medir parâmetros espaço-temporal e cinemáticos da corrida; 3- Verificar a validade de um método de análise tridimensional sem marcadores, utilizando OpenPose, para a determinação do movimento angular das articulações dos membros inferiores. A revisão sistemática foi realizada de acordo com os protocolos do PRISMA e verificou-se que fortes evidências sugerem que metrônomos, smartwatches e câmeras digitais são eficazes na execução de programas de retreinamento da corrida para intervir e/ou avaliar os resultados da cadência e do padrão de pisada. Para a validação do protótipo BeRun (palmilhas equipadas com sensores de pressão resistivos), vinte e seis voluntários foram analisados através de corridas em diferentes velocidades (8, 12 e 16 km/h). Os resultados demonstraram que no tempo de contato o sistema BeRun apresentou valores médios inferiores ao sistema de referência (-4,66 ms a 8 km/h, -17,07 ms a 12 km/h e -22,10 ms a 16 km/h) e para o tempo da fase aérea o BeRun apresentou valores médios mais altos (4,04 ms a 8 km/h, 17,30 ms a 12 km/h e 22,91 ms a 16 km/h). Na cadência de passo houve concordância excelente entre os métodos em todas as velocidades de corrida e para o tipo de pisada a concordância entre os métodos foi quase perfeita a 8 km/h e forte a 12 e 16 km/h. Para a avaliação da validade de um sistema tridimensional sem marcadores usando o OpenPose, participaram treze voluntários. Os resultados apresentaram uma falta de concordância, classificada como ruim, entre o OpenPose e o sistema de referência para ângulo máximo, ângulo mínimo e amplitude articular dos membros inferiores. Apenas o movimento do joelho mostrou uma concordância moderada durante a corrida a 16 km/h para o joelho direito e esquerdo, e a 12 km/h para o joelho esquerdo. Por meio dos estudos da presente tese conclui-se que metrônomos, smartwatches e câmeras digitais são eficazes na execução de programas de retreinamento da corrida. Já o sistema BeRun mostrou concordância satisfatória com o sistema padrão-ouro em variáveis como cadência de passo e tipo de pisada, independentemente da velocidade da corrida. Por fim, a baixa concordância entre OpenPose e sistema de referência pode ser atribuída ao número limitado de câmeras, posicionamento inadequado, uso de imagens em escala de cinza e ausência de pontos-chave no tronco na reconstrução 3D do OpenPose.
dc.description.abstractother1Technological advancements, such as wearables and markerless motion capture systems, make it possible to migrate from expensive environments to affordable, portable settings. Instrumented insoles collect plantar pressure data while running, providing important information. At the same time, markerless motion analysis systems such as OpenPose employ advanced computer vision to analyze three-dimensional motion without physical markers, making kinematic evaluation more accessible and non-invasive. The objectives of this study were: 1- To evaluate the effectiveness of lower-cost equipment in the intervention and/or evaluation of running retraining, through a systematic review; 2- Analyze the validity of an insole system with pressure sensors, to measure spatio-temporal and kinematic parameters of running; 3- Verify the validity of a three-dimensional method of analysis markersless, using OpenPose, for the determination of the angular movement of the joints of the lower limbs. The systematic review was conducted according to the PRISMA protocols and found that strong evidence suggests that metronomes, smartwatches, and digital cameras are effective in executing running retraining programs to intervene and/or evaluate cadence and gait pattern outcomes. For the validation of the BeRun prototype (insoles equippe with resistive pressure sensors), twenty-six volunteers were analyzed through running at different speeds (8, 12 and 16 km/h). The results showed that inthe contact time the BeRun system presented mean values lower than the reference system (-4.66 ms at 8 km/h, -17.07 ms at 12 km/h and -22.10 ms at 16 km/h) and for the air phase time the BeRun presented higher mean values (4.04 ms at 8 km/h, 17.30 ms at 12 km/h and 22.91 ms at 16 km/h). In the stride cadence there was excellent agreement between the methods at all running speeds, and for the type of step, the agreement between the methods was almost perfect at 8 km/h and strong at 12 and 16 km/h. Thirteen volunteers participated in the evaluation of the value of a markerless three-dimensional system using OpenPose. The results showed a lack of agreement, classified as poor, between OpenPose and the reference system for maximum angle, minimum angle and joint range of the lower limbs. Only knee movement showed moderate agreement during running at 16 km/h for the right and left knee, and at 12 km/h for the left knee. Through the studies of this thesis, it is concluded that metronomes, smartwatches and digital cameras are effective in the execution of running retraining programs. On the other hand, the BeRun system showed satisfactory agreement with the gold standard system in variables such as stride cadence and type of step, regardless of the speed of the run. Finally, the low agreement between OpenPose and the reference system can be attributed to the limited number of cameras, inadequate positioning, use of grayscale images, and the absence of key points on the torso in OpenPose 3D reconstruction.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/17958
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCEFE - Departamento de Educação Física
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação Associado em Educação Física UEM/UEL
dc.subjectBiomecânica
dc.subjectCorredores
dc.subjectEquipamentos
dc.subjectEducação física
dc.subjectCorredores (Esportes)
dc.subjectEquipamentos e acessorios
dc.subjectCorridas
dc.subject.capesCiências da Saúde - Educação Física
dc.subject.cnpqCiências da Saúde - Educação Física
dc.subject.keywordsBiomechanics
dc.subject.keywordsRunners
dc.subject.keywordsEquipment
dc.subject.keywordsPhysical education
dc.subject.keywordsRunners (Sports)
dc.subject.keywordsEquipment and accessories
dc.subject.keywordsRaces
dc.titleEfetividade e validação de instrumentos de menor custo na avaliação e intervenção de parâmetros espaço-temporais e cinemáticos da corrida
dc.title.alternativeEffectiveness and validation of lower-cost instruments in the evaluation and intervention of spatiotemporal and kinematic running parameters
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Educação Física e Esportes

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