Validação de estimativa angular baseada em dados de rastreio corporal de câmeras RGB-D e RGB para avaliação biomecânica

Abstract

Análise de movimento é uma área com diversas aplicações para saúde, esporte e entretenimento. No campo da saúde, a análise de movimento é um parâmetro básico e essencial para o acompanhamento e evolução de pacientes em reabilitação, entretanto, o alto custo dos equipamentos de ponta inviabiliza a aplicação dessa técnica na rotina das clínicas. Nesse viés, equipamentos RGB-D e RGB, os quais apresentam ferramentas de rastreamento de articulações, estão sendo testados com soluções portáteis e de baixo custo com o intuito de viabilizar a análise de movimento computacional. O recente lançamento do Google MediaPipe, uma técnica de rastreamento de inferência de articulações com câmeras RGB convencionais, pode ser considerado um marco devido à capacidade de estimar coordenadas de profundidade em imagens planares. Diante disso, este trabalho visa avaliar a medição de variação angular mensurada a partir de dados de sensores RGB-D e RGB em frente ao padrão ouro Qualisys Tracking Manager. Um total de 60 gravações foram realizadas para cada movimento de membros superiores e inferiores a partir de 6 voluntários realizando movimentos biomecânicos puros em duas configurações de posição diferentes em relação aos sensores resultando em 600 movimentos angulares das articulações. A utilização do Google MediaPipe obteve resultados próximos em comparação ao sensor Kinect V2 nos aspectos inerentes ao erro absoluto, RMS e correlação ao padrão ouro, apresentando valores de dispersão e métricas de erro menores, ou seja, mais positivo, apresentando apenas a correlação mais baixa que o Kinect V2. No comparativo com equipamentos comumente utilizados em avaliações físicas, o MediaPipe teve um erro dentro da escala de erro de goniômetros de braços curtos e longos. Por se tratar de uma técnica que usa apenas uma câmera RGB convencional, os resultados apontam uma possível alternativa mais acessível para avaliação biomecânica. Nessa visão foi desenvolvida uma aplicação que utilizava o MediaPipe para simular a captura de dados do Kinect V2 em aplicações já desenvolvidas.