فيديو تحليل الحركة عن طريق الهواتف الذكية (VIMAS): دراسة استطلاعية
Summary
This manuscript describes the method to test the concurrent validity of kinematic measures recorded by the smartphone application in comparison to a 3D motion capture system in the sagittal plane. This protocol will enable clinicians to set up smartphones for video capture of human movement.
Abstract
استخدام الهواتف الذكية في الممارسة السريرية في ازدياد مستمر مع توافر / "التطبيقات" منخفضة التكلفة متاحة بحرية التي يمكن استخدامها لتقييم مشية الإنسان. الهدف الأساسي من هذه المخطوطة هو لاختبار صحة المتزامنة من التدابير الحركية التي سجلتها تطبيق الهاتف الذكي بالمقارنة مع نظام التقاط الحركة 3D في المستوى السهمي. وكان الهدف الثانوي لوضع بروتوكول للأطباء على مجموعة تتكون من كاميرا الهاتف الذكي لتحليل حركة الفيديو.
وقد تم قياس زاوية الركبة المستوى السهمي خلال ضربة كعب القدم من الأحداث باستخدام التطبيق الهواتف الذكية ونظام الحركة التقاط 3D في 32 من الأصحاء. أجريت ثلاث تجارب في القريب (2 م) وحتى الآن (4 م) لمسافات كاميرا الهاتف الذكي. تم اختيارهم بصورة عشوائية ترتيب المسافات. تم إجراء تحليل الانحدار لتقدير ارتفاع الكاميرا على أساس إما أن تكون موضوعا لارتفاع أو الساق طول.
ابسولوكانت أخطاء القياس الشركة المصرية للاتصالات الأقل خلال اصبع القدم إيقاف (3.12 ± 5.44 درجة) مقارنة مع إضراب كعب (5.81 ± 5.26 درجة). كان هناك معنوي (p <0.05) ولكن الاتفاقات المعتدلة بين التطبيق والحركة 3D التدابير القبض على الزوايا في الركبة. وكانت هناك أيضا رقم (P> 0.05) فروق ذات دلالة إحصائية بين أخطاء القياس المطلقة بين مواقف الكاميرا اثنين. وبلغ متوسط أخطاء القياس بين 3-5 درجات خلال إصبع وإيقاف الإضراب كعب أحداث دورة المشي.
استخدام تطبيقات الهاتف الذكي يمكن أن تكون أداة مفيدة في العيادة لإجراء مشية أو تحليل حركة الإنسان. وهناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لإثبات دقة في قياس حركات الطرف العلوي والجذع.
Introduction
تقييم مشية الإنسان هو العنصر الأساسي في تقييم العلاج الطبيعي وعملية صنع القرار السريرية. 1 تقييم مشية هو أداة السريرية التي يكثر استخدامها لتقييم العجز المشية في المرضى الذين يعانون من العجز العصبية والعضلية. يمكن إعادة تقييم مشية ثم يقدم الطبيب بمعلومات حول فعالية هذا التدخل في تحقيق الأهداف التي تم وضعها في تقييمها الأولي. هناك حاجة معترف به وطنيا في الولايات المتحدة للعلاج البدني للاستفادة من القياسات نتائج موحدة عند تقييم المرضى. 2 تنبع هذه الحاجة من المشهد المتغير بسرعة من سياسات سداد التأمين، فضلا عن التحول أكد للعلاج البدني إلى الاعتماد بشكل أكبر على الممارسات القائمة على الأدلة. 3 وهناك العديد من التدابير نتيجة لتقييم مختلف جوانب مشية، والتي يمكن ملاحظتها في عدد من الطرق بما في ذلك: فيماالملاحظة السياقية من قبل الطبيب، وتقييم الوظائف، وسجلت فيديو التدابير والممرات الإلكترونية، ثلاثي الأبعاد برامج تحليل الحركة، وما إلى ذلك في المرافق الصحية، يتم إجراء الرصد (البصرية) تحليل المشي عادة، كما أنها تتطلب الحد الأدنى من المعدات والوقت.
بينما يستخدم تحليل مشية الرصد عادة في العيادة، فإنه لا يزال تقييم شخصي. 4 لذلك، عوامل مثل خبرة الطبيب المعالج، حدة البصر، والبعد عن موضوع (المسافة الكاميرا)، وأدوات القياس، وأية عوامل أخرى يمكن إدخال تقلب والخطأ في التقييم. تقدم إمكانية لمثل هذا التباين حاجة ماسة لوسيلة أكثر موثوقية القياس، والتي يمكن في نهاية المطاف يمكن التغلب عليها عن طريق استخدام الأجهزة صالح. 5
منذ نشأتها، بالفيديو والتكنولوجيا ذات الصلة وقد استخدم لدراسة مختلف القيود الوظيفية الدقةulting من القدرة على الحركة وضعف فضلا عن شكل من ردود الفعل البصري. صحيح تماما هذا في ما يخص مشية التقييم. Stuberg وآخرون. وجدت أن "معدات بالفيديو يتوفر عادة في العيادة … وتوفر الطبيب بمعلومات موضوعية إضافية على الموقف وموقف مشترك خلال دورة المشي." 4 والتكنولوجيا قد استمرت في التحسن، حتى يكون قدرات تحليل الفيديو. توفر هذه القدرات والعلاج الطبيعي مع زيادة القدرة على تقييم سريريا المعلمات مختلفة من المشي.
المعلمات الرئيسيان اللذان تركز على العلاج الطبيعي وتشمل المعلمات الحركية والزمانية المكانية. كما يوحي الاسم، والتدابير الزمانية المكانية التي تنطوي على عوامل المسافة والزمن. خاص لدورة المشي، وتشمل التدابير الزمانية المكانية، ولكن لا تقتصر على، طول الخطوة، طول الخطوة والإيقاع، وسرعة. 6 تدابير الحركية على سالتركيز جهة ذر على تحركات مشتركة / تناوب السفلية لوحظ خلال كل دورة المشي.
تم نشر عدد من المقالات لاستعراض الأقران التي استشهد استخدام تحليل حركة الفيديو كتدبير النتيجة، أنظمة الكاميرات 2D على وجه التحديد، لتقييم الحركية، الزمانية المكانية، أو مزيج من كلا النوعين من المعلمات. وتقييم هذه المواد السكان مختلف السريرية بما في ذلك الأفراد الذين لديهم تاريخ من السكتة الدماغية (CVA)، إصابات الدماغ (TBI)، وإصابات الحبل الشوكي (النخاع الشوكي)، ومرض باركنسون (PD)، الشلل الدماغي (CP)، والأفراد الأصحاء. التخطيطي الواردة أدناه (الشكل 1) يوفر الإطار الذي تم اعتماده لتحديد الأدب لاستعراض الأقران ذات الصلة التي تم نشرها حول هذا الموضوع.
الشكل 1. التخطيطي لمعايير المادة التحديد. عشرالخطوط العريضة الإلكترونية التخطيطي الخطوات المستخدمة في اختيار المواد لاستعراض الأقران للتأكد من نوع من المتغيرات التي تم الإبلاغ عنها في تحليل المشي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
وكانت الغالبية العظمى من الدراسات البحثية التي استخدمت تحليل حركة الفيديو لتسجيل المعلمات مشية دراسات التحقق من الصحة. دراسات التحقق من صحة الحركية يمكن زيادة تقسيمها إلى واحدة من ثلاث فئات هي: تقييم حركة غير طبيعية ناتجة عن التشخيص / أمراض معينة، 7 دراسة زوايا مشتركة خلال الاقتراحات وظيفية محددة، 8، 9 و تقييم فعالية العلاج عن طريق المقارنة بين الحركة قبل التدخل وبعد تدخل الحركة. 10، 11 وبالمثل، والدراسات البحثية يقدرون الفقرة الزمانية المكانيةويمكن أيضا متر تقسيمها إلى ثلاث فئات: تقييم حركة غير طبيعية ناتجة عن أمراض معينة، 12، 13، 14 فحص منصة خلال نشاط وظيفي معين، 15، 16 و تحديد تأثير تدخل معين. 17 البحوث والدراسات التي قيمت كانت تهدف على حد سواء المعلمات الحركية والزمانية المكانية في المقام الأول في تحديد فعالية التدخلات علاج محدد مثل تقويم العظام 17 أو وزن الجسم / الجزئي وزن الجسم مفرغة بدعم التدريب. 18، تحديد 19 أ التحليل الوصفي أولي لهذه المواد أن 52.1٪ من الدراسات (مجموع أولئك الذين يبحثون فقط في علم الحركة (30.4٪)، وتلك التي درست مجموعة من المعلمات (21.7٪)) صالمعلمات الحركية esearched مع نظام كاميرا 2D. هذا بالمقارنة مع 69.5٪ من المواد (مجموع المقالات التي بحثت المعلمات الزمانية المكانية (47.8٪)، ومجموعة من المعلمات (21.7٪)) أن تقييم المعلمات الزمانية المكانية.
وينظر إلى الاختلافات المنهجية في تسجيل وتقييم المعلمات مشية الحركية والزمانية المكانية أيضا في الممارسة السريرية من حيث النوع من التحليل مشية الرصد المستخدمة. ويتم تقييم المعلمات الزمانية المكانية مع أكبر بكثير تردد كما يتضح من الأبحاث. هناك ثلاثة المتفق عليه عموما على أسباب هذا الاتجاه: منخفضة التكلفة، وسهولة الاستخدام، ووجود بروتوكول قياسي لقياس هذه المعايير. وقد تبين القياسات الحركية الرصد لديك منخفضة جدا داخل التصنيفات (60٪) وموثوقية بين المقيم (40٪ – 94٪) في المرافق الصحية. 4 ويفهم من هذه طائفة واسعة أن ذلك يعود إلى الاختلاف في وضع علامات علىمعالم العظمية والأدوات المحددة المستخدمة لتقييم زوايا المشتركة. الفروق الدقيقة في وضع موقع علامات يمكن أن يغير كثيرا من الزوايا الناتجة. قياسات الزمانية المكانية لديها أعلى بكثير الموثوقية (تتراوح 69٪ – 97٪)، وخاصة عند استخدام ورقة وقلم الرصاص ووقف أسلوب مدار الساعة لتقييم مشية. 20
التقدم التكنولوجي في العقود القليلة الماضية قد تغيرت إلى حد كبير الطريقة التي يمارس الرعاية الصحية. مع ظهور مؤخرا من الهواتف الذكية، والوصول إلى الإنترنت، والمقالات والبحوث على الانترنت، والمصادر الإلكترونية الأخرى هي الآن أكثر توافرا للأطباء في أي وقت. مارتن وآخرون. وذكرت أن "استخدام العام من الهواتف الذكية يتزايد في الممارسة السريرية، والتعليم الطبي والأبحاث." 21 في هذه الدراسة، وردت أكثر من 50٪ من الأطباء الذين تقل أعمارهم عن 35 أنها نفذت باستخدام الهاتف الذكي في الممارسة السريرية. هذا incr الاتجاهخفف في عام 2009 عندما تم العثور على 64٪ من الأطباء في الولايات المتحدة إلى أن استخدام الهواتف الذكية في الممارسة السريرية. وتوقع الدراسة مانهاتن مراجعة كذلك أن هذا النمو سيستمر في الصعود إلى 81٪ من الأطباء وأطباء الرعاية الصحية تنفيذ استخدام الهاتف الذكي في الممارسة السريرية بحلول عام 2012. 22 بينما لم يتم إجراء المزيد من الأبحاث لتحديد ما إذا كان هذا الاتجاه التصاعدي واصلت بالفعل في الصعود، فمن المعقول أن نفترض، مع تنفيذ المعروف التكنولوجيا في مجال الرعاية الصحية، أن استخدام منصات الهواتف الذكية في الممارسة السريرية وسوف تصبح أكثر شيوعا.
لم يثبت الاستخدام الحالي للتطبيقات الهاتف الذكي في ممارسة العلاج الطبيعي. لم تكن هناك أي دراسات تقييم استخدام تطبيقات تحليل الفيديو الذكي من قبل أخصائي العلاج الطبيعي حتى الآن. ومع ذلك، فقد تم استخدام مختلف تطبيقات الهاتف الذكي عن طريق العلاج الطبيعي الفردي كأداة المساعدة اختراق في سإعدادات العظام utpatient للاستخدام في كل من تأهيل وتدريب الرياضيين من مختلف التخصصات. تطبيقات الهواتف الذكية المتاحة التي يمكن قياس زوايا مشتركة، والبعض منها قد تم التحقق من صحتها أيضا. بدأت 23، 24 المعالجين الفردية باستخدام تطبيقات تحليل مختلف على الهواتف الذكية لردود الفعل البصري للمريض ولتسهيل توزيع المكونات المختلفة التي قد تكون غير موجودة في دورة مشية المريض، استنادا إلى الأدلة القولية. ومع ذلك، فإن صحة هذه التدابير لا تزال غير معروفة. وقد ركزت الأبحاث المحدودة التي لا وجود لها فيما يتعلق بهذه تطبيقات تحليل الفيديو الذكي على التحقق من المعلمات مشية الحركية، الكاحل على وجه التحديد، والزوايا في الركبة والورك، في الطائرة الأمامية و 25 و بين التصنيفات موثوقية الجهاز. 26 لا توجد دراسات حتى الآن أن يكون التحقق من صحة استخدام تطبيقات الهاتف الذكي تحليل الفيديو لتسجيل kinematics من مشية في المستوى السهمي، والتي تتم غالبا في تحليل مشية السريري.
وكان الغرض من هذه الدراسة إلى اختبار صحة المتزامنة من التدابير الحركية التي سجلتها تطبيق الهواتف الذكية ومقارنتها مع التدابير التي سجلتها نظام التقاط الحركة 3D في المستوى السهمي. نتوقع أن يكون هناك فروق ذات دلالة إحصائية بين التدابير التي سجلتها تطبيق الهاتف الذكي بالمقارنة مع التدابير التي سجلها نظام التقاط حركة 3D. الغرض الثانوي لاختبار إذا كان اثنان مواضع متميزة للكاميرا الهاتف الذكي من هذا الموضوع (قرب مسافة 2-م؛ مسافة بعيدة من 4 فرق -nt في التدابير بين اثنين من مواضع متميزة للكاميرا الهاتف الذكي الغرض النهائي للدراسة. هو مشروع بروتوكول لتحليل الفيديو مشية السريرية باستخدام أحد تطبيقات الهاتف الذكي.
Protocol
Representative Results
Discussion
وكان الغرض من هذه الدراسة التحقق من صحة لتحديد صلاحية تطبيق الهاتف الذكي متاح مجانا من أجل استخدامها سريريا وسيلة موضوعية وفعالة من حيث التكلفة لاستخدام تكنولوجيا الهاتف الذكي لتحليل المشية الحركية في إعداد سريرية. دراسات التحقق من صحة القائمة التي التدابير الرامي…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors wish to thank all the participants who generously gave their time to participate in this study.
Materials
| Hudl Technique App | Hudl | Online app | Freely downladable app from adroid /apple store |
| Optotrak Certus 3D motion capture system | Northern Digital inc | Optotrak certus System | http://www.ndigital.com/msci/products/optotrak-certus/ |
| Smartphone | Apple | Iphone 5 | www.apple.com |
Referenzen
- Brunnekreef, J. J., van Uden, C. J., van Moorsel, S., Kooloos, J. G. Reliability of videotaped observational gait analysis in patients with orthopedic impairments. BMC Musculoskelet Disord. 6 (17), (2005).
- Jette, D. U., Halbert, J., Iverson, C., Miceli, E., Shah, P. Use of standardized outcome measures in physical therapist practice: perceptions and applications. Phys Ther. 89 (2), 125-135 (2009).
- Jette, D. U., et al. Evidence-based practice: beliefs, attitudes, knowledge, and behaviors of physical therapists. Phys Ther. 83 (9), 786-805 (2003).
- Stuberg, W. A., Colerick, V. L., Blanke, D. J., Bruce, W. Comparison of a Clinical Gait Analysis Method Using Videography and Temporal-Distance Measures with 16-Mm Cinematography. Phys Ther. 68 (8), 1221-1225 (1988).
- Norris, B. S., Olson, S. L. Concurrent validity and reliability of two-dimensional video analysis of hip and knee joint motion during mechanical lifting. Physiother Theory Pract. 27 (7), 521-530 (2011).
- Robinson, J. L., Smidt, G. L. Quantitative gait evaluation in the clinic. Phys Ther. 61 (3), 351-353 (1981).
- Krystkowiak, P., et al. Gait abnormalities induced by acquired bilateral pallidal lesions: a motion analysis study. J Neurol. 253 (5), 594-600 (2006).
- Grunt, S., et al. Reproducibility and validity of video screen measurements of gait in children with spastic cerebral palsy. Gait Posture. 31 (4), 489-494 (2010).
- Womersley, L., May, S. Sitting posture of subjects with postural backache. J Manipulative Physiol Ther. 29 (3), 213-218 (2006).
- DeForge, D., et al. Effect of 4-aminopyridine on gait in ambulatory spinal cord injuries: a double-blind, placebo-controlled, crossover trial. Spinal Cord. 42 (12), 674-685 (2004).
- Lucareli, P. R., et al. Gait analysis following treadmill training with body weight support versus conventional physical therapy: a prospective randomized controlled single blind study. Spinal Cord. 49 (9), 1001-1007 (2011).
- Lucareli, P. R., et al. [Gait analysis and quality of life evaluation after gait training in patients with spinal cord injury]. Rev Neurol. 46 (7), 406-410 (2008).
- McFadyen, B. J., Swaine, B., Dumas, D., Durand, A. Residual effects of a traumatic brain injury on locomotor capacity: a first study of spatiotemporal patterns during unobstructed and obstructed walking. J Head Trauma Rehabil. 18 (6), 512-525 (2003).
- Shin, J. C., Yoo, J. H., Jung, T. H., Goo, H. R. Comparison of lower extremity motor score parameters for patients with motor incomplete spinal cord injury using gait parameters. Spinal Cord. 49 (4), 529-533 (2011).
- Reid, S., Held, J. M., Lawrence, S. Reliability and Validity of the Shaw Gait Assessment Tool for Temporospatial Gait Assessment in People With Hemiparesis. Arch Phys Med Rehabil. 92 (7), 1060-1065 (2011).
- Stokic, D. S., Horn, T. S., Ramshur, J. M., Chow, J. W. Agreement Between Temporospatial Gait Parameters of an Electronic Walkway and a Motion Capture System in Healthy and Chronic Stroke Populations. Am J Phys Med Rehabil. 88 (6), 437-444 (2009).
- Arazpour, M., et al. Evaluation of a novel powered hip orthosis for walking by a spinal cord injury patient: a single case study. J. Prosthet. Orthot. Int. 36 (1), 105-112 (2012).
- Prado-Medeiros, C. L., et al. Effects of the addition of functional electrical stimulation to ground level gait training with body weight support after chronic stroke. Revista Brasileira De Fisioterapia. 15 (6), 436-444 (2011).
- Sousa, C. O., Barela, J. A., Prado-Medeiros, C. L., Salvini, T. F., Barela, A. M. Gait training with partial body weight support during overground walking for individuals with chronic stroke: a pilot study. J Neuroeng Rehabil. 8 (48), (2011).
- Krebs, D. E., Edelstein, J. E., Fishman, S. Reliability of observational kinamatic gait analysis. J Am Phys Ther Assoc. 65, 1027-1033 (1995).
- Martin, S. More than half of MDs under age 35 now using PDAs. Can. Med. Assoc. J. 169 (9), 952 (2003).
- Mosa, A. M., Yoo, I., Sheets, L. A Systematic Review of Healthcare Applications for Smartphones. BMC Med Inform Decis Mak. 12, (2012).
- Ferriero, G., et al. Reliability of a smartphone-based goniometer for knee joint goniometry. Int J Rehabil Res. 36 (2), 146-151 (2013).
- Vohralik, S. L., Bowen, A. R., Burns, J., Hiller, C. E., Nightingale, E. J. Reliability and validity of a smartphone app to measure joint range. Am J Phys Med Rehabil. 94 (4), 325-330 (2015).
- Scholtes, S. S., Gretchen, Ability to detect change in single leg squat movement patterns following instruction in females with patellofemoral pain using 2D motion analysis methods. Combined Sections Meeting. , (2014).
- Eltoukhy, M. A., Asfour, S., Thompson, C., Latta, L. Evaluation of the performance of digital video analysis of human motion: dartfish tracking system. IJSER. 3 (3), 1-6 (2012).
- Boone, D. C., et al. Reliability of goniometric measurements. Phys Ther. 58 (11), 1355-1360 (1978).
- Bovens, A. M., van Baak, M. A., Vrencken, J. G., Wijnen, J. A., Verstappen, F. T. Variability and reliability of joint measurements. Am J Sports Med. 18 (1), 58-63 (1990).
