Análisis de vídeo Movimiento Usando teléfonos inteligentes (VIMAS): un estudio piloto
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
El uso de los teléfonos inteligentes en la práctica clínica está aumentando de manera constante con la disponibilidad de bajo coste "aplicaciones" / libremente disponibles que podrían utilizarse para evaluar la marcha humana. El objetivo principal de este manuscrito es poner a prueba la validez concurrente de medidas cinemáticas grabadas por una aplicación de teléfono inteligente en comparación con un sistema de captura de movimiento en 3D en el plano sagital. El objetivo secundario fue desarrollar un protocolo para los médicos en la puesta en marcha de la cámara del smartphone para el análisis de movimiento de vídeo.
El ángulo del plano sagital de la rodilla se midió durante el golpe de talón y la puntera de eventos usando la aplicación de teléfono inteligente y un sistema de captura de movimiento en 3D en 32 sujetos sanos. Tres ensayos se realizaron a cerca de (2-m) y la fecha (4-m) distancias de la cámara del smartphone. El orden de las distancias fue aleatorio. Se realizó un análisis de regresión para estimar la altura de la cámara en función de la altura o longitud de las piernas, ya sea de la materia.
Absoluerrores de medición del te fueron menos durante la punta del pie (3,12 ± 5,44 grados) en comparación con el golpe de talón (5,81 ± 5,26 grados). Se encontraron diferencias significativas (p <0,05) pero los acuerdos moderadas entre la aplicación y el movimiento 3D de medidas de captación de ángulo de las rodillas. Tampoco hubo (P> 0,05) diferencias significativas entre los errores de medición absolutos entre las dos posiciones de cámara. Los errores de medición promedio de entre 3 – 5 grados durante la punta del pie y el golpe de talón eventos del ciclo de la marcha.
El uso de aplicaciones de teléfonos inteligentes puede ser una herramienta útil en la clínica para la realización de la marcha o el análisis del movimiento humano. Se necesitan más estudios para establecer la precisión en la medición de los movimientos de las extremidades superiores y el tronco.
Introduction
Evaluación de la marcha humana es un componente clave de la evaluación de terapia física y proceso de toma de decisiones clínicas. 1 evaluación de la marcha es una herramienta clínica utiliza con frecuencia para evaluar los déficits de la marcha en pacientes con déficits neurológicos y del aparato locomotor. Nueva evaluación de la marcha a continuación, puede proporcionar al clínico información sobre la eficacia de una intervención en la consecución de los objetivos que se plantearon en su evaluación inicial. Hay una necesidad reconocida a nivel nacional en los Estados Unidos para los terapeutas físicos para utilizar medidas de resultado estandarizadas en la evaluación de los pacientes. 2 Esta necesidad surge del paisaje rápidamente cambiante de las políticas de reembolso de seguros, así como un cambio de puesto de relieve que los terapeutas físicos que dependen más de las prácticas basadas en la evidencia. 3 Hay numerosas medidas de resultado para evaluar distintos aspectos de la marcha, que se pueden observar en un número de maneras, incluyendo: visUAL observación por un médico, evaluaciones funcionales, vídeo grabado medidas, pasarelas electrónicas, en tres dimensiones de software de análisis de movimiento, etc. En el ámbito clínico, observacional (visual) análisis de la marcha se realiza con frecuencia, ya que requiere equipo y un mínimo de tiempo.
Si bien el análisis de la marcha de observación se utiliza comúnmente dentro de la clínica, todavía sigue siendo una evaluación subjetiva. 4 Por lo tanto, los factores tales como la experiencia del terapeuta, la agudeza visual, la distancia del sujeto (distancia de la cámara), herramientas de medición, y cualquier otro tipo de factores pueden introducir variabilidad y error en la evaluación. El potencial de dicha variabilidad presenta una necesidad crítica de un medio más fiable de medida, que en última instancia pueden superarse mediante el uso de instrumentación válida. 5
Desde su creación, videografía y la tecnología relacionada ha sido utilizado para examinar diversas res limitaciones funcionalesulting alterada la capacidad de movimiento, así como una forma de retroalimentación visual. Esto es plenamente cierto en lo que respecta a la marcha y evaluación. Stuberg et al. encontró que "los equipos videografía es comúnmente disponibles en la clínica … y proporciona al médico una evaluación más objetiva la postura y la posición de las articulaciones durante el ciclo de la marcha." 4 A medida que la tecnología ha seguido mejorando, por lo que tienen la capacidad de análisis de vídeo. Estas capacidades proporcionan el terapeuta físico con mayor capacidad de evaluar clínicamente los diversos parámetros de la marcha.
Los dos parámetros clave que los terapeutas físicos incluyen centran en parámetros cinemáticos y espacio-temporales. Como su nombre lo indica, las medidas de espacio-temporales implican elementos de la distancia y el tiempo. Específicos de un ciclo de la marcha, las medidas de espacio-temporales incluirían, pero sin limitarse a, la longitud de zancada, la longitud del paso, cadencia y velocidad. 6 Medidas cinemáticas en la juntaenfoque del ther mano sobre la articulación movimientos / rotaciones de las extremidades inferiores observados durante cada ciclo de la marcha.
Una serie de artículos revisados por pares han sido publicados que han citado el uso de análisis de movimiento de vídeo como una medida de resultado, los sistemas de cámaras específicamente en 2D, para evaluar cinemática, espacio-temporal, o una combinación de ambos tipos de parámetros. Estos artículos han evaluado diversas poblaciones clínicas, incluyendo individuos con antecedentes de un accidente cerebrovascular (ACV), lesiones cerebrales traumáticas (TBI), lesiones de la médula espinal (SCI), la enfermedad de Parkinson (EP), parálisis cerebral (CP), e individuos sanos. El esquema presentado a continuación (Figura 1) proporciona el marco que fue adoptado para identificar la literatura revisada por pares relevante que se ha publicado sobre este tema.
Figura 1. Esquema para los Criterios de selección de artículos. The esquemática esboza los pasos utilizados en la selección de artículos revisados por pares para determinar el tipo de variables que se informaron en análisis de la marcha. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
La mayoría de los estudios de investigación que han utilizado el análisis de movimiento de vídeo para la grabación de parámetros de la marcha eran los estudios de validación. Estudios de validación cinemáticas se pueden desglosar en una de tres categorías: evaluar el movimiento anormal como resultado de un diagnóstico / patología específica, 7 examinar ángulos de las articulaciones durante los movimientos funcionales específicas, 8, 9 y evaluar la eficacia del tratamiento a través de la comparación de movimiento antes de la intervención y el movimiento posterior a la intervención. 10, 11 Del mismo modo, los estudios de investigación para evaluar espacio-temporalmetros también se pueden dividir en tres categorías: evaluación de movimiento anormal como resultado de una patología específica, 12, 13, 14 examen de una plataforma durante una actividad funcional específica, 15, 16 y la determinación del efecto de una intervención específica. 17 Los estudios de investigación que evaluaron ambos parámetros cinemáticos y espacio-temporales se dirigen principalmente a la determinación de la eficacia de las intervenciones terapéuticas específicas, tales como las ortesis 17 o peso corporal / peso corporal entrenamiento parcial andador con soporte. 18, 19 Un análisis descriptivo preliminar de estos artículos determinó que el 52,1% de los estudios (la suma de los que se observan únicamente cinemática (30,4%) y los que se examinó una combinación de parámetros (21,7%)) rparámetros cinemáticos esearched con un sistema de cámaras 2D. Esto es en comparación con el 69,5% de los artículos (suma de artículos que investigó parámetros espacio-temporales (47,8%) y una combinación de parámetros (21,7%)) que evaluó parámetros espacio-temporales.
Las diferencias metodológicas en el registro y la evaluación de parámetros de la marcha cinemáticas y espacio-temporales también se observan en la práctica clínica en términos del tipo de análisis de la marcha de observación que se utiliza. parámetros espacio-temporales se evalúan con mucha mayor frecuencia como se indica por la investigación. Hay tres con el acuerdo general razones de esta tendencia: bajo costo, facilidad de uso, y la existencia de un protocolo estándar para medir estos parámetros. mediciones cinemáticas de observación han demostrado tener muy baja intra-evaluador (60%) y entre los calificadores fiabilidad (40% – 94%) en el ámbito clínico. 4 Esta amplia gama se entiende que es debido a la variación en la colocación de marcadores enpuntos de referencia óseos y los instrumentos específicos utilizados para evaluar los ángulos articulares. pequeñas diferencias en la colocación de ubicación de los marcadores pueden alterar significativamente los ángulos resultantes. mediciones espacio-temporales tienen una fiabilidad mucho mayor (entre 69% – 97%), especialmente cuando se utiliza el papel, lápiz y detener método para evaluar la marcha del reloj. 20
Los avances tecnológicos en las últimas décadas han cambiado significativamente la forma en se practica la asistencia sanitaria. Con la reciente aparición de los teléfonos inteligentes, el acceso a Internet, artículos de investigación en línea y otros recursos electrónicos son ahora más fácilmente disponible para los médicos en cualquier momento. Martin et al. informó que "el uso general de los teléfonos inteligentes es cada vez mayor en la práctica clínica, la educación médica y la investigación." 21 En este estudio, más del 50% de los médicos menores de 35 respondieron que han puesto en práctica utilizando un teléfono inteligente en la práctica clínica. Esta tendencia incraliviado en 2009, cuando el 64% de los médicos en los Estados Unidos se encontró que el uso de teléfonos inteligentes en su práctica clínica. El estudio Manhattan Review predijo además que este crecimiento continuará a subir al 81% de los médicos y los médicos de salud implementen el uso de teléfonos inteligentes en la práctica clínica para el año 2012. 22 Si bien no se ha llevado a cabo más investigaciones para determinar si esta tendencia al alza de hecho ha seguido aumentando, es razonable suponer, con la implementación de la tecnología conocida en la asistencia sanitaria, que el uso de plataformas de teléfonos inteligentes en la práctica clínica se convertirá en algo común.
El uso actual de las aplicaciones de teléfonos inteligentes en práctica de la terapia física no ha sido establecida. No se han realizado estudios que evalúan el uso de aplicaciones de análisis de vídeo de teléfonos inteligentes por un fisioterapeuta hasta la fecha. Sin embargo, varias aplicaciones de teléfonos inteligentes han sido utilizados por los terapeutas físicos individuales como herramienta de asistencia en avance oajustes ortopédicos utpatient para su uso tanto en la rehabilitación y entrenamiento de los atletas de diversas disciplinas. aplicaciones de teléfonos inteligentes están también disponibles que pueden medir ángulos conjuntos, algunos de los cuales han sido validados. 23, 24 terapeutas individuales han comenzado a utilizar varias aplicaciones de análisis en los teléfonos inteligentes para la retroalimentación visual para el paciente y para facilitar el desglose de los diversos componentes que pueden faltar en ciclo de la marcha de un paciente, basado en la evidencia anecdótica. Sin embargo, aún se desconoce la validez de estas medidas. La investigación limitada que existe con respecto a estas aplicaciones de análisis de vídeo de teléfonos inteligentes se ha centrado en la validación de los parámetros de la marcha cinemáticas, el tobillo en concreto, los ángulos de rodilla y cadera, en el plano frontal, 25 y entre los calificadores fiabilidad del dispositivo. 26 No hay ningún estudio hasta la fecha que han validado el uso de aplicaciones de análisis de vídeo inteligente para grabar kinematics de la marcha en el plano sagital, que se realiza más comúnmente en análisis de la marcha clínica.
El propósito de este estudio fue probar la validez concurrente de medidas cinemáticas registrados por la aplicación de teléfono inteligente y compararlas con las medidas registradas por un sistema de captura de movimiento en 3D en el plano sagital. Predecimos que no habrá diferencias significativas entre las medidas registradas por la aplicación de teléfono inteligente en comparación con las medidas registradas por el sistema de captura de movimiento en 3D. El segundo propósito es probar si dos ubicaciones distintas de la cámara del smartphone del sujeto (cerca de distancia de 2 m, la distancia opuesto de 4 nt diferencia de medidas entre las dos ubicaciones distintas de la cámara del smartphone El objetivo final del estudio. es la elaboración de un protocolo para el análisis de la marcha de vídeo clínica utilizando una aplicación de teléfono inteligente.
Protocol
Representative Results
Discussion
El propósito de este estudio de validación fue determinar la validez de una aplicación de teléfono inteligente de libre disposición con el fin de ser utilizado clínicamente como un medio objetivo y rentable de utilizar tecnología de teléfonos inteligentes para el análisis de la marcha cinemática en el ámbito clínico. Estudios de validación existentes que examinaron las medidas cinemáticas con una aplicación de teléfono inteligente son limitados y no han evaluado las medidas cinemáticas dinámicas regist…
Divulgazioni
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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