Analise de volumes parciais do tronco durante a respiração por videogrametria
Carla Maia Aguiar Loula
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP L931a
[Analysis of trunk partial volumes during the breath by videogrametria]
Campinas, SP : [s.n.], 2005.
97f. : il.
Orientador: Ricardo Machado Leite de Barros
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação Fisica
Resumo: Este trabalho tem como finalidade propor e avaliar uma metodologia para cálculo da variação de volume no tronco durante a ventilação humana. Para isso foi utilizado um sistema de análise cinemática tridimensional de movimentos (Dvideow) para obter a descrição das coordenadas 3D de 30...
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Resumo: Este trabalho tem como finalidade propor e avaliar uma metodologia para cálculo da variação de volume no tronco durante a ventilação humana. Para isso foi utilizado um sistema de análise cinemática tridimensional de movimentos (Dvideow) para obter a descrição das coordenadas 3D de 30 marcadores fixados sobre referências anatômicas na caixa torácica e abdômen durante a ventilação. As medidas de volume foram calculadas a partir de um modelo geométrico de representação do tronco que o subdivide em 8 dodecaedros irregulares correspondendo aos volumes parciais do tronco (tórax superior, TX-S; tórax inferior, TX-I; abdômen superior, AB-S e abdômen inferior, AB-I). Para avaliação da metodologia foram realizados três experimentos; um compara os volumes obtidos através da videogrametria com os volumes de ar trocados entre os pulmões e o meio externo, medido através da espirometria; o segundo experimento analisa a reprodutibilidade do método proposto. Um terceiro experimento foi realizado para verificar a contribuição dos compartimentos para a variação do volume total no tronco. Para tanto foram analisados os volumes do tronco de 13 voluntários em duas manobras ventilatórias distintas, volume corrente (VC) e volume máximo (VM). Na comparação entre a videogrametria e espirometria, os resultados mostraram um coeficiente de correlação de 0.9938 entre as medidas de ar obtido pela espirometria e a variação do volume do tronco medida pela videogrametria. Contudo, os valores absolutos diferiram em até 0.6 litros na inspiração profunda. No teste de reposicionamento de marcadores encontrou-se uma variabilidade da ordem de 3% do volume total médio. Na análise da contribuição dos compartimentos para o volume total do tronco foi observada uma contribuição maior do tórax em relação ao abdômen nas duas manobras estudadas. Na análise dos compartimentos TX-S, TX-I, AB-S e AB-I os compartimentos TX-I e AB-S tiveram participação mais significativa que o TX-S, enquanto que o AB-I teve uma contribuição negativa para o volume total na manobra de VC. Na manobra de VM os resultados demonstraram uma contribuição semelhante entre os compartimentos TX-S, TX-I, AB-S, enquanto o AB-I, apresentou oposição de fase em alguns voluntários. De maneira geral os resultados evidenciaram sinais correlacionados entre as variações de volume do tronco e o sinal ventilatório e a videogrametria demonstrou ser um método eficiente na análise da contribuição dos compartimentos para a variação de volume total no tronco
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Abstract: This work has the objective of proposing and evaluating a methodology to calculate the trunk volume variation during human respiration. Thereunto a three-dimensional movement kinematical analysis system (Dvideow) was used to obtain the 3D coordinate description of 30 markers attached...
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Abstract: This work has the objective of proposing and evaluating a methodology to calculate the trunk volume variation during human respiration. Thereunto a three-dimensional movement kinematical analysis system (Dvideow) was used to obtain the 3D coordinate description of 30 markers attached over anatomical references in the rib cage and abdomen during breathing. The volume measures were calculated from a geometrical representation model for the trunk, which subdivides it in 8 irregular dodecahedrons, corresponding to partial volumes of the trunk. To evaluate the methodology, three experiments were done: one that compares the trunk volumes obtained by videogrammetry with the volume of air exchanged between the lungs and external medium, measured by spirometry; and a second analyzes the reproducibility of the proposed method. A third experiment was executed to verify the compartments contributions to the total trunk volume variation examining this variation in 13 volunteers in two distinct ventilatory maneuvers, tidal volume and maximum volume. In the comparison between videogrammetry and spirometry, results exhibit a correlation coefficient of 0.9938, however, absolute values differ up to 0.6 liters in deep inspiration. In the reproducibility test, it was determined a variability around 3% of the mean total volume. In the compartment contribution analysis, a greater contribution from the rib cage relative to the abdomen was observed in the two studied maneuvers. In the analysis of the subdivision of rib cage and abdomen compartments, the lower rib cage and the upper abdomen had a more significant participation that the upper rib cage, while the lower abdomen had a negative contribution to the total volume during tidal volume maneuvers. In the maximum volume maneuver, results demonstrate a similar contribution for the upper ribcage, lower ribcage and upper abdomen, while the lower abdomen, presented negative contribution. In the overall, results reveal correlated signals between the trunk volume variation and the ventilatory signal, and videogrammetry proved to be an efficient method for the analysis of compartment contribution for total trunk volume variation
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