Sistema automático para avaliação postural baseado em descritores de imagens

Desvios posturais são alterações estruturais que causam um desalinhamento da postura, de modo que os tecidos da coluna vertebral se modificam, podendo causar dores e fraqueza muscular. Um método comumente utilizado que permite a visualização da coluna vertebral é o uso de raios-X, que é uma radiação ionizante. Devido a sua natureza ionizante, ela pode atacar tecidos saudáveis e causar cancer, se seu uso for prolongado, o que pode acontecer, pois problemas de coluna geralmente levam longos períodos para serem tratados. Outros métodos utilizam imagens que são avaliadas manualmente por fisioterapeutas. Entretanto, este método depende da acuidade visual do profissional e de sua experiência para o diagnóstico do desvio. Tendo em mente esses problemas, este trabalho tem como objetivo a criação de um sistema automático para avaliação postural, utilizando imagens que fisioterapeutas usam para diagnóstico, que possuem marcadores posicionados em pontos estratégicos no corpo do sujeito. Os procedimentos necessários para extrair as características e treinar a máquina de vetores suporte foram feitos com o software MATLAB. Os procedimentos foram: segmentação dos marcadores, segmentação das linhas da grade, obtenção de coeficientes angulares que representam a orientação média da grade, rotulação dos marcadores. As características são ângulos entre vetores formados por dois marcadores e as linhas da grade. Foram escolhidas 17 características para o treinamento da máquina de vetores suporte. O sistema proposto foi implementado utilizando 14 amostras. O treinamento e classificação foi feito utilizando validação cruzada, com uma taxa de acerto de 42,85%, o que indica que o sistema não funciona dentro de limites aceitáveis. Isso se deveu ao baixo número de amostras disponíveis para treinamento. Para verificar se os procedimentos estavam sendo realizados corretamente, foi realizada uma classificação usando as mesmas amostras utilizadas para treinamento, obtendo uma taxa de acerto de 100%, que é o valor esperado para este procedimento. Isso indica que os procedimentos foram realizados sem erros. ______________________________________________________________________________ ABSTRACTPosture deviations are structural alterations that cause a postural misalignment, so that the spinal tissues are modified, and may cause pain and muscular weakness. A common method that allow the spine visualization is the use of X-ray, a ionizing radiation. Due to its ionizing nature, it may attack healthy tissues and cause cancer, if their use is prolonged, which might, because spine problems generally takes long periods to be treated. Others methods use images, that are manually evaluated by physiotherapists. However, this method depends on the visual skill and experience of the professional for the diagnostic of the deviation. Having these problems in mind, the goal of this paper is to develop an automatic system for postural evaluation, making use of marked images that physiotherapists use for diagnostics. The markers are positioned in strategic points over the body of the subject. The needed procedures to extract the features and train the support vector machine were done with MATLAB. The procedures are: markers and grid segmentation, determination of angular coeficients that represents the general orientation of the grid and the marker labeling. The features are angles between vectors enclosed by two markers and the grid lines. 17 features were chosen for the training of the support vector machine. The proposed system was implemented using 14 samples. The training and classification was conducted using cross validation, with an accuracy of 42,85%, meaning that the system does not function within acceptable limits. This was due the low number of available samples for training. To verify the autenticity of the training procedures, a classi_cation was realized with the same samples used for training, achieving a 100% accuracy, which is the expected result. This indicates the procedures were conducted properly