Development of a methodology for biomechanical gait evaluation in older adults

Autor: Aires, Andreia Gomes
Přispěvatelé: Baptista, Rafael Reimann
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
instacron:PUC_RS
Popis: Changes in the demographic profile of Brazil and the world serve as a motivation to direct attention to the population that has been changing the shape of the age pyramid, the elderly. Assessing the functional capacity of older adults is crucial to determine their level of independence and verify the potential that these individuals must perform their activities of daily living. Since functional capacity means the ability of an individual to maintain the physical and mental functions required to preserve their independence, assessing how older adults walk is essential to ensure that this activity of daily living is carried out safely. The determination of this level of functionality can be performed through the study of ground reaction forces (GRF) during the gait cycle, which is often performed in a qualitative way, making the results highly subjective and without standardization. In this context, the objective of this work was to develop a methodology for identifying and quantifying the main parameters that characterize the vertical and anterior-posterior curves of the GRF. This methodology was created using a database containing raw data from walking tests performed by 33 participants. The force signals used to perform the biomechanical assessment of gait in the elderly were captured by 8 force platforms, composed of 12 strain gauges each. An algorithm was developed for processing the GRF signal, transforming the raw force data into discrete gait parameters. As a result, the methodology delivers the values of the first vertical peak force, the lowest force between the two maximums vertical peak force, the second vertical peak force, braking peak, propulsion peak, as well as the times for these gait events. The impulses of the vertical and anterior-posterior forces were also calculated through the area under the force-time curve. Additionally, the values found in the processing of data from the elderly database, using the proposed methodology, were compared with other studies that also evaluated ground reaction forces in the elderly population. The development of this methodology proved to be efficient in the evaluation of kinetic and temporal parameters related to the gait of older adults. In addition, it will serve as an important tool for biomechanical analysis of the gait of different populations, providing new investigations and evaluations. As altera??es no quadro demogr?fico do Brasil e do mundo servem como motiva??o para direcionar a aten??o nos indiv?duos respons?veis pela altera??o da distribui??o populacional, os idosos. Avaliar a capacidade funcional do idoso ? fundamental para determinar seu n?vel de independ?ncia e com isso verificar qual o potencial que estes indiv?duos possuem para executar suas atividades do dia a dia. A determina??o deste n?vel de funcionalidade pode ser realizada atrav?s do estudo das For?as de Rea??o do Solo (FRS) durante o ciclo da marcha, que muitas vezes ? realizada de forma qualitativa, tornando os resultados altamente subjetivos e sem padroniza??o. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia capaz de identificar e quantificar os principais par?metros que caracterizam as curvas vertical e ?ntero-posterior das FRS. Para o desenvolvimento desta metodologia, um banco de dados contendo dados for?a e tempo de testes de caminhada realizados por 33 participantes foi utilizado. As informa??es referentes aos sinais biom?dicos utilizados para a realiza??o da avalia??o biomec?nica da marcha de idosos foram capturados por 8 plataformas de for?a, compostas por 12 sensores de for?a cada. A an?lise e o tratamento dos dados brutos de for?a foram realizados com o aux?lio de um algoritmo desenvolvido para o processamento do sinal de FRS. Como resultado foram identificados e calculados os valores do primeiro pico de for?a vertical, da menor for?a entre os picos de for?a vertical, do segundo pico de for?a vertical, pico de frenagem da for?a ?ntero-posterior, pico de propuls?o da for?a ?nteroposterior, bem como os tempos para estes eventos da marcha. Os impulsos das for?as verticais e ?ntero-posteriores tamb?m foram calculados atrav?s da ?rea abaixo da curva de for?a pelo tempo. Adicionalmente, os valores encontrados no processamento dos dados provenientes do banco de dados de idosos, utilizando a metodologia proposta, foram comparados com outros estudos que tamb?m avaliaram as for?as de rea??o do solo na popula??o idosa. O desenvolvimento desta metodologia mostrou-se eficiente na avalia??o de par?metros cin?ticos e temporais relacionados a marcha de idosos. Al?m disso, servir? como importante ferramenta para an?lise biomec?nica da marcha de diferentes popula??es proporcionando novas investiga??es e avalia??es.
Databáze: OpenAIRE
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