HERRAMIENTA PARA DETECCIÓN DE ESCOLIOSIS DE PACIENTES DE 10 A 18 AÑOS MEDIANTE EL ESTUDIO DEL GRADO DE CURVATURA DE LA COLUMNA CON 2 KINECTS

HERRAMIENTA PARA DETECCIÓN DE ESCOLIOSIS DE PACIENTES DE 10 A 18 AÑOS MEDIANTE EL ESTUDIO DEL GRADO DE CURVATURA DE LA COLUMNA CON 2 KINECTS

Autores: G. E.  Martinez ojeda  Código: 20561514009

Facultad de Ingeniería Electrónica, Mecánica, y Biomédica.

Universidad Antonio Nariño

 Sede Popayán  

gmartinez79@uan.edu.co

RESUMEN:

La tecnología en la medicina, ha crecido de manera indispensable en los últimos años. En el área de la fisioterapia y ortopedia las herramientas tecnificadas son de gran beneficio para la rehabilitación, prevención y diagnóstico en pacientes. Uno de estos problemas son los osteomusculares.

En este trabajo se diseñará e implementará una herramienta de apoyo al os fisioterapeutas y ortopedistas que le ayudará a determinar el grado de curvatura de la columna a partir de la localización del centro de gravedad y los grados de inclinación del cuerpo humano. Este centro de gravedad y los ángulos de inclinación total ayudan al paciente o a encontrar su posición corporal o a detectar algún desbalance.

Para dar cumplimiento a la efectividad de esta herramienta, se propuso valorar a 6 pacientes de la Fundación un paso más (clínica de fisioterapia) que sufran de escoliosis.

PALABRAS CLAVE: escoliosis, centro de gravedad del cuerpo humano, grados de inclinación.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

    En la actualidad muchas personas padecen de escoliosis se define la como una curvatura del raquis de 11 o más grados. El 65% de los casos de escoliosis estructuradas son idiopáticas, y una gran proporción de ellas se desarrollan durante la adolescencia. La prevalencia se sitúa en el 2-3% al final del período de crecimiento. Las curvas que superan los 20º tienen una prevalencia del 0,5% y las que sobrepasan los 40º del 0,2%(1,2).

    La escoliosis es una desviación lateral en la columna vertebral desde la línea media. Se presenta por una deformidad complicada, caracterizada por una curvatura lateral y por una rotación vertebral. Cuando la deformidad progresa, las vértebras y sus procesos espinosos en el área de la curva mayor rotan hacia la concavidad de la curva. Las vértebras que rotan empujan hacia atrás las costillas del lado convexo de la curva; así, dan origen a la giba costal y hacen que las costillas del lado cóncavo se junten.

     Los eventuales efectos negativos de la escoliosis son la deformidad física, el dolor de espalda y problemas de orden social y psicológico, como baja autoestima, aislamiento social, perspectivas de empleo limitadas, tasa de nupcialidad menor y costes derivados del tratamiento. Sin embargo, no existen estudios  epidemiológicos que demuestren claramente la mayor incidencia de dolor de espalda en la población que padece escoliosis que en el resto (1,3). Las afecciones pulmonares y otras taras físicas más graves atribuibles a la escoliosis idiopática se presentan en desviaciones más severas, que son fácilmente detectables incluso en ausencia de un programa específico (1).

El despistaje de escoliosis suele realizarse mediante un examen clínico que consiste en la inspección visual de la espalda del sujeto en bipedestación y el test de flexión anterior o de Adams. Según los diferentes estudios y según la intensidad de la curva escoliótica, la sensibilidad de este screening oscila entre 73,9% y 100%, y la especificidad entre el 77,8 y 99%(4,5). Sin embargo, el valor predictivo positivo, o porcentaje de test positivos en los que se confirma la enfermedad, es bajo, y varía según los diferentes estudios y según la intensidad de la curva escoliótica entre el 6,4 y el 78%(5-7). Aproximadamente por cada caso detectado con curva por encima de 10° se encuentran entre uno y cinco falsos positivos, y entre 3 y 24 falsos positivos si consideramos el dintel de 20°(8). No se poseen datos suficientes  que demuestren que otros exámenes con instrumentos, tales como el escoliómetro o la topografía de Moiré mejoren el rendimiento del screening.

Este problema mencionado anteriormente nos lleva a la pregunta ¿mediante el procesamiento de las imágenes de dos kinect es posible obtener una predicción de escoliosis de una manera más precisa y que permita la visualización del grado de curvatura en la columna?

1. JUSTIFICACIÓN

La escoliosis es una condición patológica de la columna vertebral caracterizada por una deformidad espinal en las tres dimensiones del raquis (planos coronal, sagital y axial). Constituye una entidad de alta incidencia en la población pediátrica, especialmente en los adolescentes y en el sexo femenino.

Se caracteriza por la presencia radiográfica de una curva en el plano frontal, cuya magnitud es mayor de 10° (técnica de Cobb). Puede ser idiopática o estar asociada a otras patologías. La escoliosis idiopática del adolescente (EIA) es aquella que se manifiesta entre los 10 años de edad y la madurez esquelética. Es más frecuente en mujeres (70%). Su diagnóstico de “idiopática” es de exclusión, ya que su presencia también puede ser originada por anomalías neuroanatómicas de la fosa cerebral posterior o del conducto raquídeo.

     Esta investigación tiene como propósito que esta herramienta sea de apoyo al terapeuta o médicos para calcular el grado de con que esta curvada la columna, utilizando métodos de esqueletización digital del cuerpo humano, permitiendo explorar los protocolos de escoliosis convencional empleado por el fisioterapeuta.    

1. OBJETIVOS

A. OBJETIVO GENERAL

Desarrollar una herramienta de apoyo al terapeuta mediante Kinect para determinar el grado de curvatura de la columna.

B. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

•  Diseñar algoritmos para la detección del centro de gravedad y determinar el grado de curvatura de la columna.  

• implementar algoritmos computacionales en laview para la construcción de una imagen virtual y la generación de imágenes esqueletizada de las diferentes extremidades a estudiar.

•  Realizar pruebas de validación del software en una muestra de pacientes con escoliosis y compararlas con la herramienta aplicada en las Clínicas de fisioterapia y ortopedia.

1. MARCO TEORICO

Para contextualizar y entender el desarrollo del presente trabajo de grado, es necesario recurrir a la definición de diferentes términos descritos de la siguiente manera.

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