Estimación del largo del paso con un sensor inercial lumbar considerando un modelo biomecánico inspirado en un doble péndulo invertido, inclinaciones de la pelvis y asimetría en la marcha.
Loading...
Date
2026
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad de Concepción
Abstract
La medición precisa de la marcha fuera de laboratorios enfrenta limitaciones críticas, ya que los modelos inerciales actuales suelen fallar al asumir simetría en poblaciones patológicas. Esta tesis propone y valida un nuevo modelo biomecánico basado en el doble péndulo invertido que, mediante un único sensor lumbar, integra explícitamente la rotación pélvica para estimar el largo del paso en condiciones de asimetría.
La validación experimental, realizada en adultos sanos y pacientes con Enfermedad de Parkinson comparada con sistemas optoelectrónicos, demostró una alta precisión global con un sesgo sistemático (bias) de apenas -0,016 m. El modelo alcanzó una Mediana del Error Absoluto (MdAE) de 0,049 m en sujetos sanos y demostró una robustez superior en el grupo con Parkinson, manteniendo el error en 0,050 m, superando la estabilidad de modelos basados en aprendizaje automático. Adicionalmente, se desarrolló el Índice de Asimetría Pélvica Funcional (IAPF) para cuantificar la calidad del control motor. Este indicador logró diferenciar numéricamente la dinámica saludable (mediana IAPF > 3,6) de la restricción de movimiento patológico (mediana IAPF < 2,8), detectando deterioros funcionales de forma numérica.
Finalmente, esta tesis presenta una solución portátil y robusta para el análisis de la marcha mediante un sensor inercial, considerando que la integración de la asimetría pélvica es un factor crítico a evaluar para lograr estimaciones confiables en marchas patológicas y típicas. Por lo tanto, el modelo propuesto no solo garantiza precisión métrica en presencia de restricción biomecánica, sino que establece un nuevo análisis funcional, demostrando que, al respetar la complejidad anatómica de la marcha, se logran resultados más consistentes y clínicamente viables en la realidad.
Description
Tesis presentada para optar al grado de Doctor/a en Ciencias de la Ingeniería con mención en Ingeniería Eléctrica.
Keywords
Sensores, Marcha, Biomecánica