Magnificación de patrones espacio-temporales para la caracterización de movimientos asociados al Parkinson
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Date
2019
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
El temblor es uno de los más importantes biomarcadores en la Enfermedad de Parkinson (EP). Este indicador está principalmente descrito como un movimiento periódico y oscilatorio cuando las manos se encuentran en reposo, i.e., apoyadas y sin ninguna contracción muscular voluntaria. No obstante, estos movimientos son difíciles de observar debido a sus desplazamientos de baja amplitud, los cuales resultan imperceptibles, incluso para expertos clínicos. Un procedimiento habitual para observar estos patrones de movimiento consiste en la amplificación del temblor a partir de ciertas Configuraciones Posturales (CP) que incrementan la tensión y esfuerzo en las manos. Sin embargo, durante esta práctica clínica otros desplazamientos voluntarios e involuntarios pueden resultar amplificados, lo cual dificulta el análisis de patrones de movimiento relacionados con la EP. En este trabajo se introduce una metodología para la caracterización de patrones de temblor relacionados con la EP utilizando capturas en video de las manos, durante el reposo o frente a cierta tensión postural. En la etapa inicial de procesamiento, los videos se descomponen en diferentes bandas espaciales y temporales, utilizando un banco de filtros en una arquitectura multiescala. Luego, las bandas de frecuencia espacio-temporales de interés son amplificadas para resaltar los patrones del temblor. Un conjunto de puntos de interés anatómicos fueron seleccionados y seguidos a lo largo de las secuencias de video, los cuales permiten cuantificar los desplazamientos producidos por el temblor. El enfoque propuesto fue evaluado en un total de 80 videos, capturando las manos durante el reposo y sometidas a tensiones posturales. Un análisis de varianza fue realizado para medir las diferencias temporales de la amplitud del temblor en videos de Parkinson y de control. En la validación de la Configuración de Descanso (CD), se evidenció una ganancia de 7.76 dB (basado en métricas de SPNR) comparando los patrones relacionados de la EP y de los sujetos de control, en videos amplificados. Mientras la magnificación física (tensión ejercida sobre las manos utilizando una CP) obtiene un F-test de 5.19, la magnificación óptica propuesta logra obtener un F-test de 8.19, permitiendo una mejor cuantificación de la enfermedad.
Description
Keywords
Enfermedad De Parkinson, Temblor En Descanso, Temblor Postural, Magnificación De Movimiento.