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Características de la marcha y perfiles de fatiga al estar de pie sobre superficies con diferente dureza: análisis de la marcha y algoritmos de aprendizaje automático

Autores: Lu, Zhenghui; Sun, Dong; Xu, Datao; Li, Xin; Baker, Julien S.; Gu, Yaodong

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Características de la marcha y perfiles de fatiga al estar de pie sobre superficies con diferente dureza: análisis de la marcha y algoritmos de aprendizaje automático


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Biología

Palabras clave

Fatiga
Parámetros de marcha
Alfombrillas anti-fatiga
Intervención de pie
Algoritmos de aprendizaje automático
Enfermedades musculoesqueléticas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 19

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Antecedentes: Permanecer de pie durante mucho tiempo puede causar fatiga y malestar en las extremidades inferiores, lo que aumenta el riesgo de caídas y enfermedades musculoesqueléticas relacionadas. Por lo tanto, las intervenciones preventivas y la detección de la fatiga son cruciales. Este estudio tiene como objetivo explorar si las alfombrillas anti-fatiga pueden mejorar los parámetros de la marcha después de períodos prolongados de estar de pie y tratar de utilizar algoritmos de aprendizaje automático para identificar objetivamente los estados de fatiga de los trabajadores de pie. Métodos: Se reclutaron dieciocho sujetos jóvenes sanos para estar de pie sobre alfombrillas anti-fatiga y suelo duro durante 4 horas, incluyendo 10 minutos de descanso. El analizador de marcha portátil recopiló la velocidad de caminata, la longitud de zancada, la frecuencia de marcha, el tiempo de apoyo simple/apoyo doble, el trabajo de oscilación y la intensidad de caída de la pierna. Se utilizó una prueba t de muestras emparejadas para comparar la diferencia de los parámetros de marcha sin intervención de pie y de pie en dos planos de dureza diferente durante 4 horas. Se utilizó una prueba t de muestras independientes para analizar la diferencia entre hombres y mujeres. Se realizó el algoritmo de clasificación K-vecinos más cercanos (KNN), las características de marcha del sujeto se dividieron en grupos no fatigados y fatigados. Se analizaron la selección de parámetros de marcha y la tasa de error de detección de fatiga. Resultados: Cuando no se consideraron las diferencias de género, la intensidad de caída de la pierna después de estar de pie en el suelo duro durante 4 horas fue significativamente menor que antes de la intervención (< 0.05). Al considerar el género, la longitud de zancada y la fuerza de caída de la pierna de las mujeres que estaban de pie en el suelo durante 4 horas fueron significativamente menores que antes de la intervención (< 0.05), y la fuerza de caída de la pierna después de estar de pie sobre la alfombrilla durante 4 horas fue significativamente menor que la registrada antes de la intervención de pie (< 0.05). La fuerza de caída de la pierna de los hombres que estaban de pie en el suelo durante 4 horas fue significativamente menor que antes de la intervención (< 0.05). Después de estar de pie en el suelo durante 4 horas, la velocidad de caminata y la longitud de zancada de las mujeres fueron significativamente menores que las de los hombres (< 0.05). Además, la precisión de la prueba de parámetros de marcha para predecir la fatiga fue media (75%). Después de estar de pie sobre la alfombrilla se dividió en fatiga, la tasa correcta fue del 38.9%, y cuando se dividió en el estado de no intervención, la tasa correcta fue del 44.4%. Conclusión: Los resultados muestran que el malestar y la fatiga causados por estar de pie durante 4 horas podrían llevar a la variación de los parámetros de marcha, especialmente en mujeres. El uso de alfombrillas anti-fatiga puede mejorar la influencia negativa causada por estar de pie durante un largo período. Los resultados del algoritmo de clasificación KNN mostraron que los parámetros de marcha podrían identificarse después de la fatiga, y el uso de una alfombrilla anti-fatiga podría mejorar el efecto negativo de estar de pie durante mucho tiempo. La precisión de los resultados de predicción en este estudio fue moderada. Para futuros estudios, los investigadores necesitan optimizar el algoritmo e incluir más factores para mejorar la precisión de la predicción.

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