Una Caracterización Basada en Visión de la Escalabilidad del Movimiento Humano en Tareas de Gran Amplitud

La enfermedad de Parkinson se caracteriza por bradicinesia y deterioro en la escala motora, lo que conduce a una reducción de la amplitud del movimiento y a un rendimiento funcional disminuido. Los enfoques de ejercicio de gran amplitud se utilizan ampliamente para contrarrestar estos déficits promoviendo una ejecución exagerada del movimiento y una recalibración de la percepción interna del movimiento. Sin embargo, durante series de ejercicios repetitivos, los individuos a menudo muestran una reducción gradual en la amplitud del movimiento, un fenómeno conocido como decaimiento de la amplitud, que generalmente requiere corrección verbal por parte de un clínico.

A pesar de su relevancia clínica, el decaimiento de la amplitud no ha sido cuantificado objetivamente, y la calidad del movimiento comúnmente se evalúa únicamente mediante observación visual. Los sistemas de captura de movimiento basados en marcadores, aunque precisos, son poco prácticos para uso rutinario o remoto. El análisis sin marcadores basado en cámaras RGB ofrece una alternativa de bajo costo y accesible para la evaluación objetiva del movimiento, particularmente en contextos de telerehabilitación donde la supervisión visual directa es limitada.

Participantes y Diseño del Estudio

Se reclutarán un total de 22-26 voluntarios sanos de 18-45 años. Todos los participantes serán capaces de movimiento funcional independiente y proporcionarán consentimiento informado por escrito antes de participar. El estudio sigue un diseño observacional de una sola sesión.

Protocolo de Ejercicio

Los participantes realizarán seis ejercicios estandarizados de gran amplitud:

Alcance de Suelo a Techo

Paso Adelante

Paso Lateral

Sentarse a Pararse

Alcance Adelante para Agarrar y Soltar un Objeto

Caminata Amplia

Cada ejercicio se registrará durante ocho repeticiones utilizando una sola cámara RGB que capture el movimiento corporal completo. No se utilizarán sensores portátiles ni marcadores reflectantes.

Para cada ejercicio, la primera repetición se realizará sin instrucción previa sobre el esfuerzo máximo. Inmediatamente después de completarla, un clínico experto confirmará verbalmente si esta ejecución representa la amplitud máxima de movimiento del participante. Tras la confirmación, esta repetición se designará como el ensayo de referencia individual para ese ejercicio.

Procesamiento de Datos y Medidas de Resultado

Los datos de movimiento se analizarán utilizando dos enfoques complementarios:

Análisis Basado en Postura:

Los puntos clave de las articulaciones se extraerán del video utilizando un algoritmo de estimación de postura. La amplitud del movimiento se calculará utilizando métricas basadas en el desplazamiento articular y se normalizará según las características antropométricas individuales. El decaimiento de la amplitud se cuantificará comparando repeticiones tempranas y tardías y calculando tendencias por repetición.

Análisis de Representación Visual:

Como componente exploratorio, se utilizará un transformador de visión autosupervisado para extraer representaciones de características visuales de los videos de ejercicio. Cada repetición se comparará con la repetición de referencia confirmada por el clínico utilizando medidas de similitud de características. Las puntuaciones de similitud por repetición se utilizarán para caracterizar los cambios dentro del ejercicio e identificar patrones consistentes con el decaimiento de la amplitud.

Análisis Estadístico

Se evaluará la distribución de datos para normalidad. Los cambios en la amplitud del movimiento y las tendencias por repetición se analizarán utilizando métodos estadísticos pareados. Las asociaciones entre las medidas basadas en cámara y las observaciones clínicas se explorarán mediante análisis de correlación, con significancia estadística establecida en p < 0.05.

Consideraciones Éticas e Impacto Esperado

El estudio no involucra procedimientos invasivos ni intervenciones terapéuticas. Los datos de video se anonimizarán y almacenarán de forma segura, y los participantes podrán retirarse en cualquier momento. Se ha obtenido la aprobación ética del Comité de Ética No Intervencionista de la Universidad Biruni.

Se espera que este estudio demuestre la viabilidad de los métodos basados en cámara para la evaluación objetiva de la amplitud del movimiento y el decaimiento de la amplitud, proporcionando una base metodológica para futuros estudios que involucren poblaciones de pacientes, sistemas de retroalimentación automatizada y aplicaciones de telerehabilitación.