Uma Unidade de Medição Inercial (IMU) triaxial incorporada num sapato funciona integrando acelerômetros e giroscópios de alta taxa de amostragem para capturar o movimento do pé em tempo real. Monitoriza continuamente as mudanças na aceleração linear triaxial e na velocidade angular, criando um perfil digital detalhado do movimento do sujeito durante a caminhada.
A IMU serve como o motor central para a análise cinemática, utilizando dados brutos de movimento para detetar picos de aceleração específicos. Este processo permite a identificação precisa de eventos de marcha como o ataque do calcanhar e a impulsão dos dedos, que são essenciais para calcular a velocidade da caminhada e o comprimento do passo.
A Mecânica da Coleta de Dados
Integração e Amostragem de Sensores
A IMU opera combinando dois tipos distintos de sensores: acelerômetros e giroscópios.
Estes componentes funcionam a uma alta taxa de amostragem, garantindo que mesmo mudanças rápidas ou subtis no movimento do pé sejam capturadas sem perda de dados.
Medição Triaxial
O termo "triaxial" refere-se à capacidade do dispositivo de monitorizar o movimento em três dimensões simultaneamente.
O sistema regista a aceleração linear (a rapidez com que a velocidade muda ao longo de uma linha reta) e a velocidade angular (a taxa de rotação) para mapear a trajetória do pé no espaço 3D.
Transformando Dados Brutos em Métricas de Marcha
Deteção de Eventos Críticos de Marcha
Os dados brutos por si só não são o produto final; o sistema processa esta informação para encontrar padrões específicos.
Ao detetar picos de aceleração nos eixos vertical e anteroposterior (frente para trás), a IMU identifica fases distintas do ciclo da marcha.
Esta deteção de picos é o mecanismo utilizado para localizar com precisão o ataque do calcanhar (quando o pé atinge o solo) e a impulsão dos dedos (quando o pé abandona o solo).
Cálculo de Parâmetros Derivados
Uma vez que os eventos de marcha são marcados com tempo, o sistema calcula parâmetros cinemáticos complexos.
Esta "informação cinemática central" bruta é transformada em métricas acionáveis, como velocidade de caminhada, comprimento do passo e variabilidade da marcha.
Em contextos clínicos, estes dados quantificam características como tremores ou lentidão de movimento, fornecendo uma base objetiva para avaliar a eficácia do tratamento.
Compreendendo as Compensações
Dependência de Picos de Sinal Distintos
A precisão da IMU depende fortemente de "picos" claros nos dados de aceleração para identificar eventos de marcha.
Se um sujeito tiver uma marcha arrastada ou padrões de movimento altamente irregulares onde os picos de aceleração vertical são atenuados, o sistema pode enfrentar desafios na definição automática do ataque do calcanhar.
Foco Cinemático vs. Cinético
É importante distinguir o que a IMU mede: captura cinemática (movimento no espaço), não cinética (força).
Embora forneça excelentes dados sobre velocidade e variabilidade, não mede diretamente a pressão física ou a força de reação do solo aplicada pelo utilizador.
Fazendo a Escolha Certa para o Seu Objetivo
Para maximizar a utilidade de um sistema de análise de marcha baseado em IMU, alinhe as capacidades dos dados com os seus objetivos específicos.
- Se o seu foco principal é definir fases da marcha: Priorize sistemas com altas taxas de amostragem para garantir que os picos de aceleração vertical e anteroposterior sejam capturados com alta resolução temporal.
- Se o seu foco principal é a avaliação clínica: Olhe para além dos dados brutos e concentre-se nas métricas calculadas, como variabilidade da marcha e lentidão de movimento, para medir objetivamente o progresso do paciente.
Ao traduzir movimento complexo em métricas quantificáveis, a IMU triaxial fornece as evidências objetivas necessárias para refinar protocolos de tratamento personalizados.
Tabela Resumo:
| Componente/Métrica | Função e Dados Capturados | Impacto na Análise da Marcha |
|---|---|---|
| Acelerômetros | Mede aceleração linear triaxial | Deteta picos de ataque do calcanhar e impulsão dos dedos |
| Giroscópios | Mede velocidade angular | Mapeia trajetória e rotação do pé em 3D |
| Alta Taxa de Amostragem | Ciclos rápidos de captura de dados | Garante resolução para mudanças subtis de movimento |
| Métricas Derivadas | Velocidade, comprimento do passo, variabilidade | Fornece dados objetivos de avaliação clínica |
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