Estudio biomecánico del movimiento a partir del programa Kwon 3D

Muchos de nosotros hemos oído a hablar o hemos visto con nuestros propios ojos complejos estudios de biomecánica del movimiento humano donde se analizan de forma sincronizada el movimiento de los diferentes segmentos, la actividad muscular, las aceleraciones o velocidades de las diferentes estructuras, las presiones transmitidas al suelo… Estos estudios, requieren de una infraestructura, de un material y de un espacio que podemos encontrar solo en grandes universidades o en instituciones específicas para este fin.

Un claro ejemplo lo encontramos en el conocido Instituto de Biomecánica de Valencia (http://www.ibv.org/es) que con un largo bagaje (sus inicios se remontan al 1976) se ha convertido en uno de los referentes a nivel español, albergando una de las mayores infraestructuras para el análisis de la biomecánica humana en España. Otros, como el Instituto Nacional de Educación Física de Catalunya en Barcelona (INEFC), también con sistemas de análisis del movimiento complexos como el BTS entre otros elementos de medida, realizan esta función en nuestro país.

Pero… ¿Qué pasa cuando no tienes acceso a estos equipamientos y tienes un proyecto donde necesitas hacer un estudio del movimiento humano en tres dimensiones? ¿Y qué pasa si además necesitas hacerlo por necesidades del estudio en una ubicación especial (mi ejemplo, en la FUB)?. Mi suerte fue encontrar la posibilidad de usar el software Kwon 3D (http://www.kwon3d.com/) , cedido por el INEFC de Barcelona. Aprovechando, pues, este bloc y para quien pueda estar en mi misma situación, aquí quiero mostrar algunas de sus posibilidades.

El programa Kwon 3D es un software que permite realizar un estudio biomecánico del movimiento del cuerpo humano a partir de unos mínimos accesorios. A pesar que tienes la posibilidad de trabajar hasta con 6 cámaras de video (pueden venir con el sistema) entre otros complejos accesorios, lo interesante, en mi caso, era la posibilidad de hacer un análisis 3D con solo dos cámaras, y estas además,  poder ser de uso doméstico. Así que, con tan solo dos cámaras de vídeo convencionales, marcadores reflectantes (que en mi caso son de auto manufacturación, opción total anti-crisis) (ilustración 2), un par de focos y un marco calibrado (ilustración 3), puedes analizar el movimiento de forma tridimensional de un segmento o de todo el cuerpo de un individuo con una precisión importante (0,1 cm el caso expuesto en este post).

En un primer estadio, uno tiene que gravar una imagen del marco de calibración (ilustración 3). Este marco es una estructura tridimensional con marcadores reflectantes  de los cuales se conoce su ubicación exacta (este se habrá introducido previamente en el ordenador). Sin mover las cámaras de lugar, uno puede grabar seguidamente el gesto del individuo que se quiere analizar con los marcadores reflectantes localizados en los segmentos de interés (ilustración 1).

Una vez entradas las 4 imágenes, dos planos del marco de calibración y dos planos del gesto a analizar, el software permite, una vez digitalizadas las imágenes, obtener datos de posición, de velocidad y de aceleración de los diferentes puntos, segmentos o ángulos.

 

 

 

 

 

 

 

El resultado gráfico puede verse en estas imágenes, donde se pude observar la reconstrucción del movimiento tridimensional del sujeto y la velocidad con que algunos de ellos se han desplazado por el espacio.

Una herramienta nada depreciable para múltiples estudios del cuerpo humano.

Júlia Jubany Güell
Profesora de los Estudios de Fisioterapia de la EUCS de Manesa

9 Replies to “Estudio biomecánico del movimiento a partir del programa Kwon 3D

  1. hola profesora buenas noches disculpe quisiera conseguir ese programa estoy en las mismas condiciones que usted, necesito el programa soy estudiante de pre-grado y necesito el programa yo le enviare mi tesis pero necesito ese programa podrá ser posible que usted me lo facilite yo con seguridad le enviare mi tesis. muchas gracias.

  2. Cordial saludo me parece muy didáctica su presentación y cubre todos los aspectos fundamentales del análisis 3D utilizando Kwon3DXL. Yo soy un biomecanico colombiano y un usuario del mismo y es un programa estupendo con gran aplicabilidad y una gran espectro de teorías biomecánicas. Yo he construido varios de los instrumentos que mencionas y me preguntaba cual material utilizaste para los marcadores reflectantes 3M o alguna otra marca en especial . Me alegra mucho saber de su actividad

  3. Cordial saludo. El programa Kwon3D es estupendo en su aplicabilidad tanto en cinemática como en cinètica. Soy biomecanico y usuario del mismo. Deseo hacerle una pregunta que tipo de material reflectivo utilizaste para los marcadores corporales 3M? u otro material . Muchas gracias

  4. Apreciado José Acero.
    El material que habitualmente se usa son marcadores reflectantes diseñados para este fin. Hay varias marcas comerciales que lo subministran. Mi caso concreto fue un poco más económico pero igual en eficacia y precisión. Yo utilicé marcadores auto-confeccionados. Compré cinta reflectante y bolas de porexpan (medida a convenir según estudio) y confeccioné mis propios marcadores. Forré las bolas con la cinta y las uní con un tornillo (dimensión a necesidades del estudio) a una base de cuero que con cinta de doble cara la pegaba al cuerpo del sujeto.
    Encantada de poder compartir la experiencia.

    Júlia Jubany

    1. Buenas tardes Júlia,

      Le escribo desde Argentina, he leído su trabajo y me resultó muy interesante. Me encuentro en vías de un proyecto similar con el fin de terminar mi carrera de Ingeniero Electrónico.
      El proyecto consiste en colaborar con una ONG que realiza el análisis de la marcha sin el uso de una computadora, todo a mano. Contamos con un presupuesto ajustado y me interesó particularmente cómo realizo los marcadores. Le agradecería muchísimo si podría yo recibir alguna información acerca de su confeccionamiento y sobre las camaras utilizadas.
      Desde ya muchas gracias

      1. Apreciado Martin.
        La confección de los marcadores fue de lo más simple. Utilicé cinta adhesiva refractante, volitas de Porex, tornillos y una base de piel. La medida de cada uno de los elementos puedes ajustarlo a tus necesidades.

        Las cámaras que utilicé eran cámaras de las antiguas (no los nuevos formatos digitales) que gravan en formato avi.

        Espero haberle sido de ayuda.

        Júlia Jubany

    1. Sí. En principio no hay ningún problema. Lo que te delimita el espacio a analizar es el espacio que calibres antes de utilizar el programa KWon 3D.

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