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C. D. Ferrin and H. Loaiza 1 Abstract— Physical Rehabilitation for the victims of Colombia’s military conflict and other Latin America countries will require new non-invasive tools for rapid assessment. In this respect, technological developments in the area of podiatric assessments are very poor. In many cases podiatrists support morphological and thermal assessment on visual evaluation aimed at determining both, feet condition and related pathologies. In this work, we use computer vision techniques to build a computer- aided system for obtaining morphological and thermal parameters of footprint plantar by means of RGB and infrared images, respectively. In practice, our design shown to be a user-friendly and flexible non-invasive system. In the tests we made our development allows experts and novices obtaining and visualizing such parameters faster than common methods. Both, diabetic patients and controls were analyzed to conclude that fusion of morphological and thermal information is a promising tool for preventing ulceration in diabetic foot. Keywords— Podology, Podoscopies, Termopedographies, Computer Vision, Visualization. I. INTRODUCCIÓN L ACESSO a más y mejores herramientas para los procesos de rehabilitación física a las víctimas del post- conflicto es una de las banderas del actual gobierno Colombiano [1]. La rehabilitación física [2] es un proceso clave en la recuperación de víctimas con problemas del sistema locomotor, y en este sentido no todas las clínicas, ni centros de rehabilitación cuentan con herramientas apropiadas, objetivas y que estén a la altura de tales políticas gubernamentales. Lo anterior se debe a que muchos procedimientos todavía siguen siendo llevados a cabo de forma subjetiva y la tecnología extranjera es muy costosa para economías como la nuestra. Uno de los tantos estudios necesarios en los procesos de rehabilitación conocido como análisis morfo-térmico de la huella plantar no se escapa de la situación mencionada anteriormente. El objetivo primordial de este tipo de estudio es obtener métricas a partir de imágenes de la zona de contacto y la distribución de temperaturas de la huella plantar que informan de la condiciones biomecánica y clínica de los pacientes [3], [4], [5]. Estas métricas colaboran en procesos de diagnóstico y rutas de recuperación por parte del especialista. C. D. Ferrin Bolaños, Programa de Posgrados en Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Facultad de Ingeniería, Universidad del Valle, Cali, Colombia, [email protected] H. Loaiza, Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Facultad de Ingeniería, Universidad del Valle, Cali, Colombia, [email protected] El análisis morfológico de la huella plantar [4], [5], [6] consiste en que a partir de una imagen representativa de la zona de contacto se establecen algunos puntos característicos ubicados en extremos del contorno de la huella y siguiendo una secuencia de pasos se trazan líneas que permiten establecer estos parámetros. El propósito fundamental es poder categorizar el pie en plano, normal o cavo [4]. Entre los parámetros morfológicos propuestos para tal propósito se encuentra en el Ángulo de Clarke, Índice Hernández-Corvo, Índice de Staheli, Índice de Chippaux [5], [6], [7], [8], [9]. En la Tabla I se resumen estos parámetros. En [4], [10], [11] se puede ver una descripción más detallada de los mismos. Por su parte el análisis térmico del pie consiste en encontrar valores representativos de temperatura de la distribución térmica de la huella plantar de forma estadística [12], en regiones características dentro de la huella [3], [13] y diferencias térmicas puntuales entre el pie izquierdo y derecho [12], [14] bajo la asunción que estos son idénticos. La fusión de la información que provee las Tablas I y II tiene un poder análisis incremental en procesos de evaluación podológica, por ejemplo, en victimas del post-conflicto con problemas de pie diabético. La aparición de úlceras plantares es un gran reto dentro del ámbito clínico y su detección temprana es crucial para tomar medidas temporales en los pacientes. El análisis térmico alerta sobre la susceptibilidad a padecer la condición clínica mostrada en la Tabla II y el morfológico brinda un mapa espacial claro en qué zona del pie dicha condición se podría agudizar. La forma más económica, para llevar a cabo el análisis morfológico, (aun utilizada) en muchos centros deportivos y clínicas a nivel mundial es mediante la impregnación de tinta en la huella plantar y su posterior registro sobre papel. Sin embargo el estudio debe realizarse con mucho cuidado dado que deben identificarse puntos extremos y algunas distancias óptimas para poder calcular los diferentes índices morfológicos (ver Tabla I.). Una persona experta puede tardar alrededor de diez minutos extrayendo los parámetros morfológicos y una persona no experta algo más de una hora [11]. Una evolución natural al método anterior es tomar una fotografía del papel sobre la que se encuentra ya impregnada la huella y su posterior estudio digital. Un sistema como el concebido anteriormente se reporta en [15] conocido como PODOEST-DINA, el cual constituye un desarrollo a nivel Nacional por parte del Instituto de Investigaciones y Soluciones Biomecánica del Dr. José Acero. Aun cuando el proceso de extracción de parámetros ha sido sistematizado, se necesita que una persona experta opere el sistema. En [10] desarrollan una metodología que permite obtener el índice de Hernández-Corvo de forma asistida, a partir de imágenes A Real-Time Multispectral Computer Vision System for Morpho-Thermal Analysis of Footprint Plantar E 2680 IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 13, NO. 8, AUG. 2015

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C. D. Ferrin and H. Loaiza 1 Abstract— Physical Rehabilitation for the victims of Colombia’s military conflict and other Latin America countries will require new non-invasive tools for rapid assessment. In this respect, technological developments in the area of podiatric assessments are very poor. In many cases podiatrists support morphological and thermal assessment on visual evaluation aimed at determining both, feet condition and related pathologies. In this work, we use computer vision techniques to build a computer-aided system for obtaining morphological and thermal parameters of footprint plantar by means of RGB and infrared images, respectively. In practice, our design shown to be a user-friendly and flexible non-invasive system. In the tests we made our development allows experts and novices obtaining and visualizing such parameters faster than common methods. Both, diabetic patients and controls were analyzed to conclude that fusion of morphological and thermal information is a promising tool for preventing ulceration in diabetic foot.

Keywords— Podology, Podoscopies, Termopedographies, Computer Vision, Visualization.

I. INTRODUCCIÓN

L ACESSO a más y mejores herramientas para los procesos de rehabilitación física a las víctimas del post-

conflicto es una de las banderas del actual gobierno Colombiano [1]. La rehabilitación física [2] es un proceso clave en la recuperación de víctimas con problemas del sistema locomotor, y en este sentido no todas las clínicas, ni centros de rehabilitación cuentan con herramientas apropiadas, objetivas y que estén a la altura de tales políticas gubernamentales. Lo anterior se debe a que muchos procedimientos todavía siguen siendo llevados a cabo de forma subjetiva y la tecnología extranjera es muy costosa para economías como la nuestra.

Uno de los tantos estudios necesarios en los procesos de rehabilitación conocido como análisis morfo-térmico de la huella plantar no se escapa de la situación mencionada anteriormente. El objetivo primordial de este tipo de estudio es obtener métricas a partir de imágenes de la zona de contacto y la distribución de temperaturas de la huella plantar que informan de la condiciones biomecánica y clínica de los pacientes [3], [4], [5]. Estas métricas colaboran en procesos de diagnóstico y rutas de recuperación por parte del especialista.

C. D. Ferrin Bolaños, Programa de Posgrados en Ingeniería Eléctrica y

Electrónica, Facultad de Ingeniería, Universidad del Valle, Cali, Colombia, [email protected]

H. Loaiza, Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Facultad de Ingeniería, Universidad del Valle, Cali, Colombia, [email protected]

El análisis morfológico de la huella plantar [4], [5], [6] consiste en que a partir de una imagen representativa de la zona de contacto se establecen algunos puntos característicos ubicados en extremos del contorno de la huella y siguiendo una secuencia de pasos se trazan líneas que permiten establecer estos parámetros. El propósito fundamental es poder categorizar el pie en plano, normal o cavo [4]. Entre los parámetros morfológicos propuestos para tal propósito se encuentra en el Ángulo de Clarke, Índice Hernández-Corvo, Índice de Staheli, Índice de Chippaux [5], [6], [7], [8], [9]. En la Tabla I se resumen estos parámetros. En [4], [10], [11] se puede ver una descripción más detallada de los mismos.

Por su parte el análisis térmico del pie consiste en encontrar valores representativos de temperatura de la distribución térmica de la huella plantar de forma estadística [12], en regiones características dentro de la huella [3], [13] y diferencias térmicas puntuales entre el pie izquierdo y derecho [12], [14] bajo la asunción que estos son idénticos.

La fusión de la información que provee las Tablas I y II tiene un poder análisis incremental en procesos de evaluación podológica, por ejemplo, en victimas del post-conflicto con problemas de pie diabético. La aparición de úlceras plantares es un gran reto dentro del ámbito clínico y su detección temprana es crucial para tomar medidas temporales en los pacientes. El análisis térmico alerta sobre la susceptibilidad a padecer la condición clínica mostrada en la Tabla II y el morfológico brinda un mapa espacial claro en qué zona del pie dicha condición se podría agudizar.

La forma más económica, para llevar a cabo el análisis morfológico, (aun utilizada) en muchos centros deportivos y clínicas a nivel mundial es mediante la impregnación de tinta en la huella plantar y su posterior registro sobre papel. Sin embargo el estudio debe realizarse con mucho cuidado dado que deben identificarse puntos extremos y algunas distancias óptimas para poder calcular los diferentes índices morfológicos (ver Tabla I.). Una persona experta puede tardar alrededor de diez minutos extrayendo los parámetros morfológicos y una persona no experta algo más de una hora [11].

Una evolución natural al método anterior es tomar una fotografía del papel sobre la que se encuentra ya impregnada la huella y su posterior estudio digital. Un sistema como el concebido anteriormente se reporta en [15] conocido como PODOEST-DINA, el cual constituye un desarrollo a nivel Nacional por parte del Instituto de Investigaciones y Soluciones Biomecánica del Dr. José Acero. Aun cuando el proceso de extracción de parámetros ha sido sistematizado, se necesita que una persona experta opere el sistema. En [10] desarrollan una metodología que permite obtener el índice de Hernández-Corvo de forma asistida, a partir de imágenes

A Real-Time Multispectral Computer Vision System for Morpho-Thermal Analysis of

Footprint Plantar

E

2680 IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 13, NO. 8, AUG. 2015

cade

T

Foprdioblofoauesín

sefolapogrtipsisico

hupo

apturadas conetección de pu

TABLA I. RESUM

ParámetroMorfológic

Ángulo de Cl(º).

Índice deHernández-Co

IHC, (%)Índice de Sta

(%). Índice de

Chippaux (%

TABLA II. RE

ParámetrTérmico

Temperatura Estadística d

Tmedia, (ºC

Temperatura del Pie (segú

MFT, (ºC

Imagen dDiferencia TéAbsoluta, IDTel pie izquie

derecho

Uno de los ootScanTM derincipalmente istribución debtener algunoongitud del piorma asistida. utomática el tascáner, sin emndices como lo

En [18] egmentación yorma automátia máquina de aosteriores parrande imágenepo de huellasiempre aparecituaciones en lon la superfici

Por su parteuella plantar, oco estudiada.

n un podoscountos sigue sie

MEN DE LOS PARESPECTIVA

os co

Pie P

larke ≤ 3

e orvo, .

≤ 3

aheli ≥ 7

e %).

≥ 4

ESUMEN DE LARESPECTIVA

ros os Media

del Pie, C).

Inc

proben

Media ún [3]), C).

Egrad

de érmica

T, entre erdo y o.

Egralaind

sistemas máe RSCan Inte

concebido e presionas pos parámetroie, el ancho FOOTQUES

amaño y tipo mbargo esta opos mencionadose reporta

y clasificaciónica, sin embaraprendizaje nora evaluar la es diferentes as que trabajance bien definidla que por ejemie de registro. e, la extraccióa partir de im

. Aun cuando

opio, sin embendo una tarea

ARÁMETROS MINTERPRETACI

lano Pie No

31 > 31 -

34 > 34 -

70 < 70 -

45 < 45 -

S PARÁMETROINTERPRETACI

Relació

crementos repea 10 ºC está

blemas de circcualquier tipo

En pacientes cdo cero, tempe

a 33 ºC, estáneuropatía d

En pacientes cado cero, aquea diferencia es dica posible ap

plantar [

ás utilizados aernational [16para análisis

plantares conos morfológicdel talón y e

ST [17] permitde calzado mpción no intenos en la Tabla

la aplicación para determinrgo el poder do se estudia, nmetodología

a las de entrenn son idealesda en contactomplo el medio

ón de parámemágenes infraen [3], [12], [

argo el procea subjetiva.

MORFOLÓGICOSIÓN.

ormal Pie C

- ≤ 45 >

- ≤ 59 >

- ≥ 60 <

- ≥ 25 <

OS TÉRMICOS YIÓN.

n Clínica

entinos superiasociado con

culación sanguo de paciente [con pie diabétieraturas superá asociada condiabética [3].

con pie diabétiellos puntos dosuperior a 2.2parición de úlc[12], [14].

a nivel mund6]. El sistems dinámico

n la posibilidcos tales comel antepié, todte obtener de

mediante el usonta la generacI.

ón de técnicnar el tipo de

de generalizacnecesitándose con un grup

namiento. Ade, es decir la o, no contemp

opié no contact

etros térmicosarrojas, ha sid[13], [14] esta

eso de

S Y SU

Cavo

45

59

60

25

Y SU

iores

uínea [12]. co

riores n co onde 2 ºC cera

dial es ma está

de la dad de mo la dos de forma

o de un ción de

cas de pie de

ción de etapas

po más emás el

huella plando te bien

s de la do muy ablecen

los Tabson procGIMcámmásestaadec

Eanálplanpropidenparacomdistrcuancon

Emunformlos autoparáen eprotimágmor

E

trabhuel

Figurllevahuell

L

IR rcontconodistr320xinfra

procesos de la II.) a partir manuales y en

cesamiento geMP, o inclusivmaras infrarrojs que para el cadísticas sobrecuadamente.

En [12], [14] slisis asimétricntares. Sin dupuesta aquí dentifica adecuada lograr su com

mplementarse ribución de tendo solo se damputación d

En síntesis aunndial ha permmación de imá

actuales comomatizar y sisámetros morfoeste trabajo se tocolos de cagenes que perrfo-térmico de

En la Fig. 1 sajo, para llevlla plantar.

ra 1. Diagrama dar a cabo el análisla plantar. Fuente

Las etapas de prequieren por trastada con reocida Podoscribución de x240) la cual arroja en un

extracción determografías,

n el mejor de lenérico de imáve el mismo sas, etc. Este caso morfológe regiones l

se reporta unaco de la distruda este trabajescrita, dado qdamente técnimetido. Sin emcon las técnicemperatura endispone de unde uno de sus en cuando la inv

mitido un granágenes y las cmputadores pstematizar los o-térmicos de plantea la sigu

aptura y las rmiten hacer m la huella plan

II. METOD

e puede ver lvar a cabo el

de bloques simplisis morfo-térmicopropia.

procesamientoun lado una zespecto al foncopía de la temperaturas se puede obt

esquema de c

e los parámet, las metodololos casos utilizágenes como Psoftware de loproceso pued

gico, dado queas cuales de

a metodologíaibución térmijo es un referque la metodocas de procesambargo, esta cas necesarias

n la huella plan pie (por ejemextremidades ivestigación y

n avance en loapacidades co

personales noprocesos de la huella plan

uiente cuestióntécnicas de p

más objetivo yntar?

DOLOGÍA

las técnicas prl análisis mo

ificado de las téco a partir de imág

o y análisis dezona de contacndo y para estohuella; y pocon adecuad

tener con ayudcaptura pasiva

tros térmicos ogías desarrollzando softwarPaint (Microsos proveedorede tardar un pe deben obteneben identific

a automática ica de las huerente para estlogía desarrolamiento imágmetodología ds para analizaantar en los cmplo en persoinferiores). desarrollo a n

os dispositivoomputacionaleo se ha logextracción de

ntar. Por tal ran: ¿Cuáles sonprocesamiento

y rápido el aná

ropuestas, en rfo-térmico d

cnicas propuestasgenes RGB e IR

e imágenes RGctado fuertemo se obtiene la

or otro lado da resoluciónda de una imaa [19], [20].

(ver adas re de soft), es de poco nerse carse

para ellas te la llada enes debe ar la casos onas

nivel os de es de rado e los azón n los o de álisis

este de la

s para de la

GB e mente

a así una

n (≥ agen Para

FERRIN AND LOAIZA : A REAL-TIME MULTISPECTRAL COMPUTER VISION 2681

tobi

A

obunlátrreFiinempoobco

tipvilásupoimimimenvipofo

sutefusoes

FiprBepr B

papresmy exmfo

loEnse2)

odos los casosiomecánicos [4

. Podoscopía La Podoscop

btener una zonn sistema de iámparas verdeansparente (e

efracción [22] ig. 2(b) se pue

ncluye ademámbebida y eosterior análibservan cuatrorresponde a i

Para este caspo cilíndricasidrio crudo deámparas, una euperficie. Se uor sus caracmágenes, y se magen se encumagen y la supn futuras inveisual [24], [osicionamientorma automáti

El pie del uperficie de apenerse especiauertes callosidobre la superfis posible no ob

a) igura 2. Esquemrototipo 3D deagleBoneBlack ropia.

. Sistema de PEn la Fig. 3(

arámetros derocesmaiento ste caso los p

muestra detallaanálisis, ne

xtracción de emodo semiautoorma automáti

A continuacios bloques dntrada), el tipoe propone un ) [30] y el va

s las capturas 4], [6] y clínic

pía es una téna de contactoiluminación ces ubicadas enen el espectro

mayor a la dede ver una veás una platafempotrada en sis de la podro podoscopíamágenes RGBso se utilizan s, una supere 19 mm de en cada uno deutiliza una cámcterísticas deubica a una al

uentre enfocadperficie de apoestigaciones s25], [26], [2

to y orientacióica y rápida.

paciente debpoyo debe liml cuidado con

dades u otro tficie de la bóvebtener una ade

ma de funcionamdel sistema [28] b) y podo

Procesamiento(a) se puede oe entrada qy análisis de

parámetros modamente las decesarios parestos parámetromático ( estaica (esta versióión se describede la Fig. 3(o y tamaño deelemento estr

alor umbral ali

se realizan scos [12].

écnica no invo realzada en

controlado, enn los costado

o visible [21]del ambiente, ersión del proforma compu el sistema doscopía. Y as de pacienB de 8 bits y 6

lámparas flurficie rectanguespesor. Se ue los costadosmara webcam e corrección ltura adecuada

da, bien encuadoyo sean paralse utilice un 27] para queón de la cáma

be limpiarse mpiarse para cn aquellos pacitipo de rugosieda plantar daecuada zona d

b) miento simplificad

adquisición coscopías de algun

o y Análisis debservar de forque requiereimágenes RG

orfológicos. Ydiferentes etapra sistematizros. El sistema versión se ón se publicó ee de forma sin(b): la podosel filtro morforucturante circimentan el pr

siguiendo prot

vasiva que pel color que p

n este caso meos de una sup) con un índver Fig. 2(a).

ototipo en 3D utacional total

para la capten la Fig. 2

ntes de prueb40x480 de tam

uorescentes deular (60x50cmutilizan en tot más pequeñoLogitech C92de distorsió

a de tal forma drada y que sulelas. Se sugiesistema de c

e este proceara sea realiza

con alcoholcada pacienteientes que preidades pronunado que en est

de contacto.

c) do de la Podosc

on sistema emnos pacientes c).

e Imágenes RGrma esquemate el sistemGB para obteY en la Fig. 3as de procesam

zar el procema puede traba

publicó en [en [29]).

ntetizada cada scopía (Imag

ológico (en estcular de 5x5 yrimer bloque d

tocolos

permite provee ediante perficie dice de . En la el cual lmente tura y

2(c) se ba que maño. e 30W, m) de tal dos

os de la 20 [23] ón de que la

u plano ere que control eso de ado de

l y la . Debe

esentan nciadas te caso

copía a), mbebido . Fuente

GB tica los

ma de ener en 3(b) se miento so de ajar en 11]) y

una de gen de te caso y radio de esta

metopropelimsegmpiesy gehuel[33]Postobteun idenhuelde parábloqextrinfo

Figuranálide loFuen

C. C

Sinframuese utamaescaFig.

odología: segmpósito de esta

minando cualqmentadas las s (2), el cual idenera subimáglla. Luego se p] (3) que teriormente, lener los pixelemódulo clav

ntifica automálla que permitlas diferente

ámetros morfoques 3, 4 y 5 racción de pormación se re

ra 3. Esquema sis de imágenes Ros diferentes téc

nte propia.

Captura de Ime utiliza un earroja de la estra en la Figutiliza una cáaño de capturala de grises d 4(c). Y con

mentación basetapa es la de

quier presenciahuellas, se p

dentifica el tipgenes que conpasa a una etacorregirá la a etapa de de

es frontera de ve: obtención áticamente lotirán realizar d

es líneas reqfológicos. La alimenta de

parámetros mcomienda el tr

de funcionamieRGB para el caso nicas utilizadas

magen Infrarroesquema pasiv

bóveda plang. 4(a). Para laámara FLIR Era 720x480, u

de 8 bits; puedayuda de un

sada en color e separar las ha de falsos poasa al bloque

po de pie (Izquntienen de formapa de alineam

orientación etección de bla huella, esta

n de puntos os puntos necde forma auto

querida antes información forma distint

morfológicos rabajo publica

(a)

(b) ento del sistemamorfológico a), yen la implemen

oja de la Huelvo [20] para cntar en la disa captura de lE320 [35] (veun solo canal

den verse algumaterial opac

[31] (SBC) (1huellas del foositivos. Unae de detecciónuierdo o Derema separada c

miento rígido [de la hu

ordes (4) pera información

(5); este últcesarios sobromática el traz

de calcular generada en

ta los módulo(6). Para m

ado en [34].

a de procesamieny descripción deta

ntación del mism

la Plantar captura de imasposición quela imagen anteer Fig. 4(b)) l y una paleta

unas capturas eco en infrarroj

1), el ndo,

a vez n de cho) cada [32],

uella. rmite va a timo

re la zado

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2682 IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 13, NO. 8, AUG. 2015

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loalInandeejcoseun

vita la presenartes del cuerp

La cámara dorma que el ena distancia pron caso de ser n de obtener

nvestigacionesontrolado a fimilares. La ree temperatura po de cámara

medible y ademorresponden emperatura. Coris se pudo deiempre estaba e temperaturaonstruye una remperatura en mponga el disp

a) igura 4. Esquem

magen infrarroja d y termografías d Debe prepara

ue se cumpla tbtener una adeuede tener unaste caso.

D. Sistema de Pnfrarroja

En la Fig. 5arámetros de enálisis de imáge arriba hacia on: la imagen

modelo binarieferencia (estaigital de la ima

A continuacios bloques delgoritmo se dnterest) (en esncho y 20% de iteraciones jecutará la téconjunto [36], eparadas medino también es

ncia de fuentepo. debe ubicarse ncuadre de la omedio de capnecesario debuna imagen n

s se desarrollfin de tener elación nivel d es diferente as tienden a más no siempa los valo

on ayuda de ueterminar queasociado al n

a con el nivelrelación lineal la imagen que

positivo a cada

bma de funcionamiede la bóveda plantde algunos pacient

arse al pacienttodos los protoecuada termoga descripción m

Procesamiento

(a) se puede entrada y salidgenes para estabajo en el lad

n infrarroja, elio de caracta se puede oagen de la termión se describee la Fig. 5(befine la ROI ste caso se fi

de la altura de (de forma

cnica de segm[37] (SBNC

iante un detecidentificado (

s parásitas pr

a una distanimagen se ap

ptura en este tbe moverse el nítida. Se sugle un esquemimágenes co

de gris de la ipara cada imavariar el ranpre los niveleres mínimos

un perfil de líne el valor mínnivel de gris 36l 250. A partentre el nivel

e depende del a imagen en p

b) ento simplificadotar a), vista real dtes c). Fuente prop

te con un día docolos clínicografía del paciemás completa

o y Análisis de

de ver de forda del sistemate caso. Los pado izquierdo dl modelo binaterísticas y obtener medimografía de lae de forma sinb): en la prim

(Región de Iijó un rectángla imagen infrheurística se

mentación (1) mC). Las huellactor de pies (2(Izquierdo o d

rovenientes de

ncia adecuada proveche al mátrabajo fue de foco de la cám

giere que en fma de capturon condicioneimagen versusagen, dado qu

ngo de temperes de gris 0 s y máximoea sobre la pa

nimo de tempe6 y el valor mtir de lo anterde gris y el varango dinámiarticular.

c) o de la captura pdel proceso de adqpia.

de anticipacións necesarios pente. En [12] sdel protocolo

e Imágenes

rma esquemátia de procesamiarámetros de ede esta mismaario de la huela temperatu

iante procesama mano). ntetizada cada mera etapa dInterés – Reggulo centradofrarroja) y el n

fijó en 300mediante niveas segmentada2) y el tipo d

derecho). Desp

e otras

de tal áximo. 1.1 m. mara a futuras ra más es más s valor ue este raturas y 255

os de aleta de eratura

máximo rior se alor de ico que

asiva de quisición

n a fin para se

o para

ica los iento y entrada a figura ella, el ura de miento

una de de este gion Of

, igual número 0) que eles de as son

de cada pués de

alineregi(ImaobtecaraimagtempobtefinaFLIRautode infoen epubl

Figuranálidiferepropi

Se espemosmorpued

ear (3) cada strada no rígidagen móvil) denida permite acterísticas, el gen de entraperatura de renida medianlmente los paR E320 esta

omática (indicreconocimien

ormación a parel bloque (6). licado en [34]

ra 5. Esquema sis de imágenes Ientes técnicas utia.

realizaron ecialistas. La stró ser confirfo-térmico deden ver algun

huella, cadadamente [32] (

de la huella plaalinear, no rcual permitir

ada (6). Finreferencia (ennte termografarámetros térmablece el rangcado en la imanto óptico dertir de la mismPara mayor in.

de funcionamieIR para el caso tétilizadas en la im

III. CASO D

diferentes pherramienta

iable y rápidae la huella pnas publicacio

a una de fo(4) junto con uantar. La transrígidamente (rá detectar las nalmente, conn [3] se sugifía de la mmicos (7). Dago de temperagen), se desae caracteres pma imagen de nformación se

(a)

(b) ento del sistemarmico a), y descrmplementación d

DE ESTUDIO

pruebas de software (Figa en los pro

plantar. En [1nes respecto

orma separadaun modelo binsformación óp(5), el modelo

regiones sobrn ayuda de iere que esta

mano) se extdo que la cámraturas de fo

arrolla una técpara extraer forma automá

e remite al tra

a de procesamienipción detallada ddel mismo b). F

validación g. 6) desarrolcesos de aná

11], [29], [34a lo anterior y

a es nario tima o de re la una sea

traen mara orma cnica

esta ática

abajo

nto y de los

Fuente

con llada álisis 4] se y en

FERRIN AND LOAIZA : A REAL-TIME MULTISPECTRAL COMPUTER VISION 2683

[3he

latomFi

pasepaOre

cafoholopres

Fiplde3)fu

FiP1

añsopanoPso

codesudeFi

38] se puede verramienta har

En esta oporas diferencias otal de 7) y no

muestran las poig. 7(b) su corEn la Fig. 8

acientes sin coe recogen lasacientes y el

Organización espectivamente

Se puede veraptura para poondo (lo que omogéneo en o mismo de rocesamiento stas imágenes.

igura 6. Interfaz Gantar. 1) Ventana

e podoscopías y t resultado de an

uncionamiento de

aigura 7. Podoscop1 a P7. Fuente pro

De la Fig. 9

ños) y P7 (5obrepeso y acientes diabormalidad de a14) sin conobrepeso y los

Ahora bien, don pie diabéticel Pie, MFTusceptibilidad e Hernández-Cig. 11.

ver un vídeo rdware-softwartunidad se utimorfo-térmic

o diabéticos (uodoscopías de rrespondientes8(a) y (b) se tondición diabés característicl estado nutr

Mundial de. r a partir de lodoscopías per

no se consitodos los caso

las termogry análisis térm.

Gráfica de Usuaria principal de regtermografías pers

nálisis morfológiceste aplicativo y

a) pías a) y termograopia.

9 se puede ob52 años), conobesidad res

béticos presenacuerdo a la O

ndición diabés restantes 7 sedado que ningco grado ceroT, en esta a neuropatía d

Corvo, IHC, p

del funcionamare desarrolladilizó la herramcas entre pacieun total de 10los 7 paciente

s termografíastienen las corética. En la Tacas macroantrricional de cde la Sal

as Fig. 7 y 8 rmite obtener idera como pos. Sin embarrafías; aun mico pudo pro

io para análisis mgistro e ingreso desonales, 2) resultaco. En [38] se pusus módulos. Fue

afías b) pacientes

bservar que lon condición dspectivamententan un estaOMS. Dos de ética presente encuentran egún paciente ho, se utiliza la

oportunidad diabética (ver para determina

miento generada en esta propmienta para eentes diabétic

0). En la Fig. 7es diabéticos y. rrespondientesabla IV y en laropométricas cada uno seglud, OMS

que el protocuna imagen c

parte del piergo no puede dasí el sistemocesar exitosa

morfo-térmico de le usuario a base ado de análisis téuede ver en detaente propia.

b) s con condición d

os pacientes Pdiabética, pre. Los restanado nutricionlos pacientes

tan obesidaden condición na sido diagnosTemperatura

para evaluFig. 10), y el

ar el tipo de p

al de la puesta. studiar

cos (un 7(a) se y en la

s a los a Fig. 9 de los gún la

[39],

colo de con un ) muy decirse ma de amente

la huella de datos érmico y alle y en

diabética,

P4 (42 esentan ntes 5 nal de (P12 y , P11

normal. sticado Media

uar la Índice

pie, ver

Pambdiab[40]Studmue

Aconsde lapacide lpres

TA

MeDiMFDeEsVaEsGrLibTeVa E

difepudiinde

FigurP8 a

E(Figtendentralgodeteproceste que en ebóve

Sparadel sigu32.5es neur

ara comparar bos pies para béticos se llev] de muestras dent y un nivestra los result

A partir de essiderar que haas diferencias ientes diabéticla Fig. 10 se sentan diferenc

ABLA III. RESULPARA DIFE

Dedia de ferencias FT(°C) esviación tándar (°C)

alor del Test tadístico

rados de bertad del

est alor p

En términos mrencia IHC iéndose preseependientemen

a) ra 8. PodoscopíaP17. Fuente prop

El paciente P12g. 8(a)) visuadencia a planitregado por la o totalmente erminó que lo cesadamente c paciente presse pudo evid

este punto, laeda plantar ani se fusiona

a el caso de loMFT entre p

uiente: el pie 5 ºC mientras qdecir que elropatía diabét

las medias deel caso de loa a cabo un teindependient

vel de significtados. sta tabla se payan diferencidel MFT (p >

cos y los no dpuede observ

cias del MFT

LTADOS DE TEERENCIAS ENT

DIAB. N0.0272

2.2337

morfológicos (vno es caract

entar cualquiente de presenta

as a) y termografípia.

2 es un caso aalmente indictud en los dosherramienta palejado de anterior se de

correctamentesenta notable

denciar en la pa importancia ntes de tomar lla informació

os pacientes P2pies más signiderecho, del que el izquierdl primero estica que el s

e las diferencis pacientes diest de hipótesites con ayudacación de 0

puede inferir ias significativ> 0.05) de am

diabéticos. Sinvar que los pde hasta 4 °C.

EST DE HIPÓTESTRE MFT DE AM

NO DIAB. R-0.0584

0.1672

ver Fig. 11) eterístico del er condición ear condición d

ías b) pacientes si

atípico dado qca condición s pies, sin embpropuesta en eesta situació

ebe a que la pe por el sistempresencia de

práctica, recalcde revisar la

la podoscopía.ón morfológic2 y P7 (los casificativo) se ppaciente P2, do está por des más suscepegundo (ver

ias del MFT eiabéticos y lois estadístico [a de la prueb.05. La Tabla

que no se puvas de las me

mbos pies entren embargo a ppacientes P2 y.

SIS ESTADÍSTICMBOS PIES.

RESULTADO

0.1225

15

0.9042

el tipo de pie tipo de pacien el tipo dediabética o no.

b) in condición diab

que su podoscde normal

bargo el resuleste trabajo inón (Fig. 11).podoscopía noma debido a callosidades, cándose entona rugosidad d. ca con la térmsos con diferepodría analiza tiene un MF

ebajo de los 30ptible a padTabla II); el

entre s no [12], ba t-a III

uede edias e los

partir y P7

CO

OS

y la iente e pie .

bética,

copía con

ltado ndica Se

o fue que

algo nces, de la

mica encia ar lo FT = 0 ºC, decer l pie

2684 IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 13, NO. 8, AUG. 2015

deelapsuenseincomendem

PPPPPPPPPPPPPPPPPMPMDE

Fi

erecho del pacl izquierdo proximadamenusceptibles a lncuentra en me observa la cnferir que en on pie diabétic

más alta en el ncuentra en coel antepié y e

mismo tipo de p

TABLA IV. CAR

Paciente E(A

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 Mínimo Promedio Máximo Desviación Estándar

igura 9. Estado nu

ciente P7 tienestá muy pnte 37 ºC, ela neuropatía d

mayor riesgo escondición delcaso que esto

co grado cero paciente P7 q

ondición de obel talón son lpisada (tipo ca

RACTERÍSTICALOS P

Edad Años)

MasaCorpor ± 1 (K

51 54 18 64 18 54 42 65 39 54 31 61 52 78 48 58 19 62 10 45 19 70 51 98 13 72 25 106 29 63 16 57 20 65 10 45 32 66 52 106 15 16

utricional de los 1

ne un MFT = or encima des decir que diabética y ens el pie izquierl tipo de pie os pacientes la probabilidaque en P2 (rebesidad), y enlas zonas másavo) que tienen

AS MACROANTRPACIENTES.

a ral

Kg)

Talla ± 0.01 (m

1.56 1.64 1.55 1.57 1.59 1.61 1.60 1.64 1.68 1.42 1.63 1.80 1.78 1.88 1.77 1.69 1.80 1.42 1.66 1.88 0.12

17 pacientes de es

33 ºC, mientrdel anterior

los dos pien este caso el rdo. Por otro l(Fig. 11) se

sean diagnostad de ulceracióecuérdese quen este caso lass vulnerables n estos pacien

ROPOMÉTRICA

m)

Índice dMasa

Corpor ± 0.1 (Kg

22.2 23.8 22.5 26.4 21.4 23.5 30.5 21.6 22.0 22.3 26.3 30.3 22.7 30.0 20.1 20.0 20.0 20.0 23.9 30.5 3.6

studio. Fuente pro

ras que valor,

es son que se

lado, si puede

ticados ón será P7 se

s zonas por el

ntes.

AS DE

de a ral g/m2)

opia.

Figurpacie

Figur17 pa

S

análdemconvmásprotinfra

Lpacidifediabno destá contpermpudipacidiabmulun aacerprocmejocalid

Smejoinfraimagmedtécn

ra 10. Temperatuentes. Fuente prop

ra 11. Índice de acientes. Fuente p

Se concibió e ilisis morfo-tér

mostró ser iguavencionales cos objetiva, sitocolos de caarrojas. La herramientaientes diabéticrencias térmi

béticos y la simdiabéticos. Adá correlacionatrario la fusiónmite ampliar iéndose detecientes diabéticbético grado tiespectral de

análisis más inrtado. De esta ceso de rehabiores herramiedad de vida. Se sugiere quoras a nivel harrojas dado qgen a otra pu

didas de tempenica de segme

ura Media del Pie pia.

Hernández-Corvpropia.

IV. CONCL

implementó unrmico de la hal de confiableon la particulaempre y cuaaptura de las

a permitió llevcos y diez nicas entre piemilitud térmicdemás, se pudoado a la condn de la informel poder de

ctar casos de cos en el even

cero, lo qula huella pla

ntegral, y en comanera se pod

ilitación físicaentas de estu

ue en futurahardware al prque las condicudiendo aumeeratura. Tambientación de la

Izquierdo y Dere

o del Pie Izquier

LUSIONES

n sistema hardhuella plantare y más rápidaaridad de ser ando se cum podoscopías

var a cabo uno diabéticos. es para el ca entre los pieo observar quedición diabéti

mación morfolanálisis de lalto riesgo

ntual caso de due significa

antar, aquí proonsecuencia udrá ofrecer al

a y en últimas udio que prom

as investigaciroceso de capiones son muy

entar el error ién debe haceras podoscopía

echo, MFT, para l

do y Derecho par

dware-softwarr. La herramia que los métomenos invasiv

mplan a rigor s y las imág

n estudio con sSe pudo ver

aso de paciees de los paciee el tipo de piica y que poógica a la térmla huella plande ulceración

diagnóstico deque el aná

opuesto, permun diagnóstico

paciente un mel acceso a m

muevan un m

iones se realptura de imágy variables deen el proceso

rse más flexibas permitiend

los 17

ra los

re de ienta odos va y

los enes

siete r las entes entes ie no or el mica ntar, n en e pie álisis

mitirá más

mejor más y mejor

licen enes

e una o de

ble la do la

FERRIN AND LOAIZA : A REAL-TIME MULTISPECTRAL COMPUTER VISION 2685

camhuot

CTElpose

[1

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