Analyse vidéo Mouvement Utilisation Smartphones (VIMAS): une étude pilote
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
L'utilisation des smartphones dans la pratique clinique ne cesse d'augmenter avec la disponibilité de faibles coûts / librement disponibles "apps" qui pourraient être utilisées pour évaluer la démarche humaine. L'objectif principal de ce manuscrit est de tester la validité concomitante de mesures cinématiques enregistrées par une application Smartphone par rapport à un système de capture de mouvement 3D dans le plan sagittal. L'objectif secondaire était d'élaborer un protocole pour les cliniciens sur la mise en place de la caméra smartphone pour l'analyse de mouvement vidéo.
L'angle plan du genou sagittal a été mesurée lors de l'attaque du talon et des orteils hors événements à l'aide de l'application de téléphone intelligent et un système de capture de mouvement 3D dans 32 sujets en bonne santé. Trois essais ont été effectués à proximité (2 m) et loin (4 m) distance de la caméra de smartphone. L'ordre des distances a été randomisé. L'analyse de régression a été réalisée pour estimer la hauteur de la caméra en fonction de la hauteur ou la longueur de la jambe soit le sujet.
Absoluerreurs de mesure te étaient moins pendant orteil (3,12 ± 5,44 degrés) par rapport à l'attaque du talon (5,81 ± 5,26 degrés). Il y avait significative (p <0,05) mais des accords modérés entre l'application et de mouvement 3D mesures de capture de l'angle des genoux. Il n'y avait pas non plus (p> 0,05) des différences significatives entre les erreurs de mesure absolue entre les deux positions de la caméra. Les erreurs de mesure en moyenne entre 3 – 5 degrés au cours des orteils au large et frappe du talon événements du cycle de marche.
L'utilisation d'applications smartphone peut être un outil utile dans la clinique pour effectuer la démarche ou l'analyse du mouvement humain. D'autres études sont nécessaires pour établir la précision de mesure des mouvements de l'extrémité supérieure et le tronc.
Introduction
L'évaluation de la démarche humaine est un élément clé de l'évaluation de la thérapie physique et processus de prise de décision clinique. 1 évaluation Gait est un outil clinique fréquemment utilisé pour évaluer les déficits de la marche chez les patients présentant des déficits neurologiques et musculo – squelettiques. Réévaluation de la démarche peut alors fournir au clinicien d'informations sur l'efficacité d'une intervention dans la réalisation des objectifs qu'ils avaient fixés lors de leur évaluation initiale. Il existe un besoin reconnu au niveau national aux États-Unis pour les thérapeutes physiques à utiliser des mesures normalisées des résultats lors de l'évaluation des patients. 2 Cette nécessité découle du paysage en évolution rapide des politiques de remboursement de l' assurance, ainsi que d' un changement souligné pour les thérapeutes physiques comptent davantage sur les pratiques fondées sur des données probantes. 3 Il existe de nombreuses mesures de résultats pour évaluer les différents aspects de la démarche, qui peuvent être observées dans un certain nombre de façons , notamment: visuel observation par un clinicien, des évaluations fonctionnelles, la vidéo enregistrée mesures, passerelles électroniques, en trois dimensions logiciel d'analyse de mouvement, etc. Dans les milieux cliniques, d' observation (visuel) analyse de la démarche est couramment pratiquée, car elle nécessite un équipement et un minimum de temps.
Bien que l'analyse de la démarche d'observation est couramment utilisé dans la clinique, il reste encore une évaluation subjective. 4 Par conséquent, des facteurs tels que l' expérience de thérapeute, l' acuité visuelle, la distance de l'objet (caméra à distance), des outils de mesure et d'autres facteurs tels peut introduire la variabilité et de l' erreur dans l'évaluation. Le potentiel de cette variabilité présente un besoin critique d'un moyen plus fiable de mesure, qui peut finalement être surmontés par l'utilisation d'une instrumentation valide. 5
Depuis sa création, la vidéographie et la technologie connexe a été utilisé pour examiner les diverses limitations fonctionnelles resUlting de capacité de mouvement avec facultés affaiblies ainsi qu'une forme de rétroaction visuelle. Cela est parfaitement vrai en ce qui concerne la démarche d'évaluation. Stuberg et al. a constaté que "l'équipement de vidéographie est généralement disponible dans la clinique … et fournit aux cliniciens des informations objectives supplémentaires sur la posture et la position commune au cours du cycle de marche." 4 Comme la technologie a continué à améliorer, donc avoir les capacités d'analyse vidéo. Ces capacités fournissent le thérapeute physique avec une plus grande capacité d'évaluer cliniquement les différents paramètres de la démarche.
Les deux principaux paramètres que les thérapeutes physiques se concentrent sur comprennent des paramètres cinématiques et spatiotemporelles. Comme son nom l'indique, les mesures spatiotemporelles impliquent des éléments de distance et le temps. Spécifique à un cycle de marche, les mesures spatio-temporelles comprennent, mais sans s'y limiter, la longueur de foulée, la longueur de l'étape, la cadence et la vitesse. 6 mesures cinématiques sur le ofocus main ther sur les mouvements / rotations articulaires des membres inférieurs observés au cours de chaque cycle de marche.
Un certain nombre d'articles revus par des pairs ont été publiés qui ont cité l'utilisation de l'analyse de mouvement vidéo comme une mesure des résultats, des systèmes de caméras spécifiquement 2D, pour évaluer cinématique, spatiotemporelle, ou une combinaison des deux types de paramètres. Ces articles ont évalué diverses populations cliniques, y compris les personnes ayant des antécédents d'accident vasculaire cérébral (AVC), des lésions cérébrales traumatiques (TBI), les lésions de la moelle épinière (SCI), la maladie de Parkinson (PD), la paralysie cérébrale (CP), et les individus en bonne santé. Le schéma présenté ci – dessous (Figure 1) fournit le cadre qui a été adoptée pour identifier les documents examinés par des pairs pertinente qui a été publié sur ce sujet.
La figure 1. Schéma pour les critères de sélection de l' article. the schéma décrit les étapes utilisées dans le choix des articles revus par des pairs pour déterminer le type de variables qui ont été signalés dans l'analyse de la démarche. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
La majorité des études de recherche qui ont utilisé l'analyse de mouvement vidéo pour enregistrer les paramètres de la marche étaient des études de validation. Études de validation Kinematic peuvent être subdivisées en trois catégories: l' évaluation de mouvement anormal résultant d'un diagnostic / pathologie spécifique, 7 examiner les angles des articulations pendant les mouvements fonctionnels spécifiques, 8, 9 et évaluer l'efficacité du traitement par comparaison des mouvements pré-intervention et le mouvement post-intervention. 10, 11 De même, les études évaluant par spatiotemporellemètres peuvent également être répartis en trois catégories: évaluation de mouvement anormal résultant d'une pathologie spécifique, 12, 13, 14 examen d'une plate – forme au cours d' une activité fonctionnelle spécifique, 15, 16 et la détermination de l'effet d'une intervention spécifique. 17 Les études de recherche qui ont évalué les paramètres cinématiques et spatiotemporelles visaient principalement à déterminer l'efficacité des interventions spécifiques de traitement tels que les orthèses 17 ou de poids corporel / partielle entraînement sur tapis roulant supporté de poids corporel. 18, 19 Une analyse descriptive préliminaire de ces articles a déterminé que 52,1% des études (la somme de ceux qui cherchent uniquement à Cinématique (30,4%) et ceux qui ont examiné une combinaison de paramètres (21,7%)) rles paramètres cinématiques esearched avec un système de caméra 2D. Ceci est en comparaison avec les 69,5% des articles (somme des articles qui a étudié les paramètres spatio-temporels (47,8%) et une combinaison de paramètres (21,7%)) qui évalue les paramètres spatio-temporels.
Les différences méthodologiques dans l'enregistrement et l'évaluation des paramètres de marche cinématiques et spatiotemporelles sont également observées dans la pratique clinique en termes de type d'analyse de la démarche d'observation utilisées. les paramètres spatio-temporels sont évalués avec une plus grande fréquence comme indiqué par la recherche. Il y a trois généralement convenu raisons de cette tendance: faible coût, facilité d'utilisation, et l'existence d'un protocole standard pour mesurer ces paramètres. mesures cinématiques observationnelles ont été montré pour avoir une très faible intra-noteur (60%) et la fiabilité inter-évaluateurs (40% – 94%) en milieu clinique. 4 Cette large gamme est comprise comme étant due à la variation de l'emplacement des marqueurs surrepères osseux et les outils spécifiques utilisés pour évaluer les angles des articulations. différences Minute en placement de l'emplacement des marqueurs peuvent modifier sensiblement les angles résultants. mesures spatiotemporelles ont une fiabilité beaucoup plus élevée (allant de 69% – 97%), en particulier lors de l'utilisation du papier, un crayon et d'arrêter la méthode d'horloge pour évaluer la démarche. 20
Les avancées technologiques au cours des dernières décennies ont considérablement changé la façon dont les soins de santé est pratiqué. Avec l'émergence récente des smartphones, l'accès à l'Internet, des articles de recherche en ligne, et d'autres ressources électroniques sont maintenant plus facilement accessibles aux cliniciens à tout moment. Martin et al. a rapporté que "l'utilisation générale des smartphones est en augmentation dans la pratique clinique, la formation médicale et de la recherche." 21 Dans cette étude, plus de 50% des médecins de moins de 35 ans ont répondu qu'ils ont mis en œuvre à l' aide d' un smartphone dans la pratique clinique. Cette incr tendanceassouplies en 2009, lorsque 64% des médecins aux États-Unis se sont révélés être en utilisant les smartphones dans leur pratique clinique. L'étude Manhattan Review outre prédit que cette croissance continue de monter à 81% des médecins et des cliniciens de soins de santé mettant en œuvre l' utilisation smartphone dans la pratique clinique d' ici 2012. 22 Bien que des recherches n'a pas été menée pour déterminer si cette tendance à la hausse a en effet continué à grimper, il est raisonnable de supposer, avec la mise en œuvre connue de la technologie dans les soins de santé, que l'utilisation de plates-formes smartphone dans la pratique clinique deviendra plus courante.
L'utilisation actuelle des applications de smartphones dans la pratique de la thérapie physique n'a pas été établie. Il n'y a pas eu d'études évaluant l'utilisation des smartphones applications d'analyse vidéo par un physiothérapeute à ce jour. Cependant, diverses applications de smartphones ont été utilisés par des thérapeutes physiques individuels comme un outil d'assistance percée dans oparamètres orthopédiques utpatient pour une utilisation à la fois dans la réhabilitation et la formation des athlètes de diverses disciplines. applications Smartphone sont également disponibles qui peuvent mesurer des angles communs, dont certains ont été validées. 23, 24 thérapeutes individuels ont commencé à utiliser diverses applications d'analyse sur les smartphones pour la rétroaction visuelle pour le patient et pour faciliter la ventilation des divers composants qui peuvent faire défaut dans le cycle de la marche d'un patient, sur la base des preuves anecdotiques. Toutefois, la validité de ces mesures demeure inconnue. La recherche limitée qui n'existe sur ces applications d'analyse vidéo de smartphone a mis l' accent sur la validation des paramètres cinématiques de la marche, en particulier la cheville, les angles du genou et de la hanche, dans le plan frontal, 25 et la fiabilité inter-évaluateurs du dispositif. 26 Il n'y a aucune étude à ce jour qui ont validé l'utilisation des applications d'analyse smartphone vidéo sur kinem enregistreratiques de la marche dans le plan sagittal, ce qui est le plus souvent réalisée dans l'analyse de la démarche clinique.
Le but de cette étude était de tester la validité concomitante de mesures cinématiques enregistrées par l'application smartphone et de les comparer à des mesures enregistrées par un système de capture de mouvement 3D dans le plan sagittal. Nous prévoyons qu'il y aura pas de différences significatives entre les mesures enregistrées par l'application smartphone par rapport aux mesures enregistrées par le système de capture de mouvement 3D. L'objectif secondaire est de tester si deux emplacements distincts de la caméra smartphone de l'objet (près de distance de 2 m, la distance loin de 4 différence -nt dans les mesures entre les deux placements distincts de l'appareil photo du smartphone Le but final de l'étude. est de rédiger un protocole d'analyse vidéo de la démarche clinique en utilisant une application smartphone.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le but de cette étude de validation a été de déterminer la validité d'une application Smartphone disponible gratuitement afin d'être utilisé cliniquement comme un objectif et rentable des moyens d'utiliser la technologie smartphone pour une analyse cinématique de la marche dans le cadre clinique. Des études de validation existantes qui ont examiné des mesures cinématiques avec une application smartphone sont limitées et ne sont pas évaluées mesures cinématiques dynamiques enregistrées lors de…
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 |
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