Estimación basada en aprendizaje automático de la carga específica de la estructura alrededor de la articulación del...

Área de la Ciencia:

• Biomecánica
• Medicina Deportiva
• Aprendizaje Automático

Sus antecedentes:

• Correr genera cargas musculoesqueléticas repetitivas, lo que aumenta el riesgo de lesiones por uso excesivo.
• La estimación precisa de la carga específica de la estructura (SSL) es crucial para la prevención y rehabilitación de lesiones.
• Los métodos actuales de estimación de SSL consumen mucho tiempo y son computacionalmente intensivos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar un modelo de aprendizaje automático para estimar la SSL en los tendones de Aquiles y rotuliano, y en las articulaciones de la rodilla y el tobillo al correr.
• Evaluar la viabilidad de utilizar datos de una o dos unidades de medición inercial (IMU) para la estimación de SSL.

Principales métodos:

• Se desarrolló un modelo basado en memoria a corto y largo plazo (LSTM).
• El modelo se entrenó y evaluó utilizando datos de 43 participantes mientras corrían.
• Se estimaron las cargas específicas de la estructura utilizando datos de series temporales de IMU.

Principales resultados:

• El modelo LSTM logró altas puntuaciones R-cuadrado (0.93 para la fuerza del tendón de Aquiles, 0.84 para la fuerza del tendón rotuliano, 0.89 para la fuerza de contacto del tobillo y 0.86 para la fuerza de contacto de la rodilla).
• Se descubrió que la estimación de SSL es práctica y confiable utilizando datos de una sola IMU montada en la pelvis.
• El modelo estimó con precisión la SSL durante la fase de apoyo de la carrera.

Conclusiones:

• Los modelos de aprendizaje automático aplicados a datos de IMU proporcionan una solución viable para el monitoreo práctico y confiable de SSL en corredores.
• Este enfoque tiene un potencial significativo para aplicaciones en el mundo real en la prevención y rehabilitación de lesiones para corredores.
• Los hallazgos respaldan el uso de tecnología basada en IMU para la gestión personalizada de la carga en la carrera.