Video Hareket Analizi Kullanarak Akıllı telefonlar (VIMAS): Bir Pilot Çalışma
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
Klinik pratikte akıllı kullanımı giderek insan yürüyüşünü değerlendirmek için kullanılan olabilir düşük maliyetli / serbestçe kullanılabilir "uygulamalar" durumu ile artmaktadır. Bu yazının temel amacı, sagital düzlemde 3D hareket yakalama sistemine göre bir akıllı telefon uygulama tarafından kaydedilen kinematik önlemler eşzamanlı geçerliliğini test etmektir. İkincil amaç, video hareket analizi için akıllı telefon kamera set up klinisyenler için bir protokol geliştirmekti.
sagital düzlem diz açısı akıllı telefon uygulaması ve 32 sağlıklı deneklerde 3D hareket yakalama sistemini kullanarak olayları kapalı topuk vuruşu ve ayak sırasında ölçüldü. Üç çalışma yakın (2-m) ve uzak (4-m) akıllı makinesi mesafelerde yapıldı. mesafeler sırası randomize edilmiştir. Regresyon analizi, her iki deneğin yüksekliği veya bacak uzunluğuna göre kamera yüksekliğini hesaplamak için gerçekleştirilmiştir.
absolute ölçüm hataları topuk vuruşu (5.81 ± 5.26 derece) göre ayak kapalı (3.12 ± 5.44 derece) sırasında en az idi. anlamlı (p <0.05), ancak diz açıları uygulama ve 3D hareket yakalama önlemler arasında orta anlaşmalar vardı. İki kamera pozisyonları arasındaki mutlak ölçüm hataları arasında anlamlı (p> 0.05) farklılıklar da vardı. Yürüme döngüsünün kapalı ayak ve topuk grev olaylar sırasında 5 derece – ölçüm hataları 3 arasındaydı.
akıllı telefon uygulamaları kullanımı yürüyüşü ya da insan hareket analizi yapmak için klinikte yararlı bir araç olabilir. Ileri çalışmalara üst ekstremite ve gövde hareketlerini ölçmek doğruluğu kurmak için ihtiyaç vardır.
Introduction
insan yürüyüşü değerlendirilmesi fizik tedavi değerlendirme ve klinik karar verme sürecinin önemli bir bileşenidir. 1 Yürüyüş değerlendirme nörolojik ve kas-iskelet sistemi açıkları olan hastalarda yürüme açıklarını değerlendirmek için sıkça kullanılan bir klinik araçtır. Yürümenin Yeniden Değerlendirilmesi sonra onların ilk değerlendirmede batmıştı hedeflerine ulaşmada bir müdahalenin etkinliği hakkında bilgi klinisyene sağlayabilir. hastaları değerlendirirken standart sonuç ölçümleri kullanmak için fizik tedavi için Amerika Birleşik Devletleri'nde ulusal olarak tanınan ihtiyaç vardır. 2 Bu ihtiyaç sigorta geri ödeme politikaları hızla değişen manzara yanı sıra fiziksel terapistler kanıta dayalı uygulamalar daha çok ağırlık vermesi için bir vurgu vardiya kaynaklanıyor. 3 de dahil olmak üzere bir dizi yolla görülebilir yürümenin farklı yönlerini değerlendirmek için çok sayıda sonuç ölçümleri vardır: viso az ekipman ve zaman gerektirir bir klinisyen tarafından ual gözlem, fonksiyonel değerlendirmeler, Video klinik ortamlarda vb önlemleri elektronik yürüyüş yolları, üç boyutlu hareket analiz yazılımı, kayıtlı, gözlemsel (görsel) yürüme analizi yaygın gerçekleştirilir.
gözlemsel yürüme analizi yaygın klinikte içinde kullanılırken, hala bir sübjektif değerlendirme kalır. 4 Bu nedenle, terapist deneyimi, görme keskinliği, mesafe konu (kamera mesafeden) için, ölçme araçları ve diğer gibi faktörlere gibi faktörler değerlendirmeye değişkenliği ve hata tanıtabilirsiniz. Bu tür değişkenlik potansiyeli sonuçta geçerli enstrümantasyon kullanımı ile aşılabilir bir ölçü daha güvenilir araçlarla için kritik bir ihtiyaç sunuyor. 5
Kuruluşundan, videografi ve ilgili teknoloji yana çeşitli fonksiyonel kısıtlamalar res incelemek için kullanılır olmuşturbozulmuş hareket yeteneği yanı sıra görsel geribildirim bir form ulting. Saygılarımızla değerlendirmeyi gait için bu akut doğrudur. Stuberg ve diğ. "Çekmesi ekipman klinikte yaygın olarak mevcuttur … ve yürüyüş döngüsü sırasında duruş ve ortak pozisyon ek objektif bilgi klinisyene sağlar." Bulundu Teknoloji olarak 4 gelişmeye devam, bu nedenle video analizinin yeteneklere sahip olmuştur. Bu yetenekler klinik yürümenin çeşitli parametreleri değerlendirmek için daha fazla yetenek ile fizyoterapist sağlar.
Fiziksel terapistler odaklanmak iki anahtar parametreleri kinematik ve uzaysal parametreleri içerir. Adından da anlaşılacağı gibi, uzaysal önlemler mesafe ve zaman unsurlarını içerir. Bir yürüyüş döngüsü özgü, uzaysal önlemler içerecektir, ancak adım uzunluğu, adım uzunluğu, tempo ve hız, bunlarla sınırlı değildir. O 6 Kinematik önlemlerHer yürüyüş döngüsü sırasında gözlenen alt ekstremite eklem hareketleri / rotasyonlar ther elle odaklama.
hakemli makalelerin bir dizi Spatiotemporal kinematik, ya da parametrelerin her iki tür bir arada değerlendirmek için bir sonuç ölçümü gibi video hareket analizi kullanımını özellikle 2D kamera sistemleri, atıf olduğunu yayınlandı. Bu makaleler inme (CVA) öyküsü olan bireyler de dahil olmak üzere çeşitli klinik nüfusu, travmatik beyin yaralanması (TBI), omurilik yaralanmaları (SCI), Parkinson hastalığı (PH), serebral palsi (CP) ve sağlıklı bireyler değerlendirilmiştir. Şematik aşağıda sunulmuştur (Şekil 1) Bu konu ile ilgili yayınlanmış olan ilgili hakemli literatür belirlemek için kabul edilmiştir çerçeve sağlar.
Şekil 1. Madde Seçim Kriterleri için şematik. the şematik yürüme analizi rapor edilmiştir değişkenlerin türünü belirlemek için hakemli makaleler seçiminde kullanılan adımlar özetlenir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
yürüyüş parametrelerinin kayıt için Video hareket analizi kullanmış araştırmaların çoğunluğu doğrulama çalışmaları vardı. 7 özel fonksiyonel hareketleri sırasında eklem açıları, 8, 9 incelenmesi ve müdahale öncesi hareket karşılaştırılması yoluyla tedavinin etkinliğini değerlendirmek, belirli bir tanı / patoloji sonucu anormal hareket değerlendirilmesi: Kinematik doğrulama çalışmaları daha üç kategoriden birine bölünebilir ve müdahale sonrası hareket. 10, 11 Benzer bir şekilde, araştırmalar uzaysal bıraktı değerlendirmekmetre de üç kategoriye ayrılabilir: a özel patoloji, 12, 13 kaynaklanan anormal hareket değerlendirilmesi, belirli bir fonksiyonel aktivite sırasında bir platform 14 sınav, 15, 16 ve belirli bir müdahalenin etkisinin belirlenmesi. Hem kinematik ve uzaysal parametreler esas olarak ortezler olarak spesifik tedavi girişimlerinin etkinliğini belirlemeye yönelik edildi değerlendirilen 17 araştırma çalışmaları 17 ya da vücut ağırlığı / kısmi vücut ağırlığı desteklenen bandı eğitimi. 18, bu makalelerde 19 Bir ön betimsel analiz tespit çalışmalarının% 52.1 (parametrelerin bir arada (% 21.7) incelemiş kinematiği (% 30.4 de sadece arayanlar) ve bu toplamı) r o2B kamera sistemi ile esearched kinematik parametreleri. Bu uzaysal parametreler değerlendirildi (uzaysal parametreler (% 47.8) ve parametrelerin bir arada (% 21.7) araştırılmış makalelerin toplamı) 69,5 makale% karşılaştırıldığında olduğunu.
kayıt ve kinematik ve uzaysal yürüyüş parametreleri değerlendirmek metodolojik farklılıklar da kullanılan gözlemsel yürüme analizi türü açısından klinik uygulamada görülmektedir. araştırma tarafından belirtildiği gibi uzaysal parametreler çok daha sık değerlendirilir. Orada genellikle bu eğilimin nedenleri mutabık üç şunlardır: düşük maliyet, kullanım kolaylığı ve standart bir protokol varlığı gibi parametreleri ölçmek için. klinik ortamlarda – (% 94% 40) Gözlem kinematik ölçümler çok düşük içi rater (% 60) ve görüşmeciler arası güvenilirlik gösterilmiştir. 4. Bu, çok çeşitli belirteçlerin yerleşiminde değişiklik bağlı olduğu anlaşılmaktadırkemikli görülecek ve eklem açıları değerlendirmek için kullanılan özel araçlar. belirteçlerin yeri yerleşiminde Dakika farklılıklar anlamlı sonuçtaki açıları değiştirebilir. yürüyüş değerlendirmek için saat yöntemini kağıt, kalem kullanarak ve durdurmak, özellikle – uzaysal ölçümler çok daha yüksek güvenilirlik (% 97 arasında değişen% 69) var. 20
Son birkaç yıl içinde teknolojik gelişmeler önemli ölçüde sağlık uygulandığı şekilde değişmiştir. Akıllı telefonlar son çıkmasıyla birlikte, internet, online araştırma makaleleri erişebilir ve diğer elektronik kaynaklar, herhangi bir zamanda artık daha hazır klinisyenler için vardır. Martin ve diğ. bildirdi "akıllı Genel kullanım Klinik uygulamada, tıp eğitimi ve araştırma artmaktadır." 21 Bu çalışmada, 35 yaşın altındaki tıp doktorlarının% 50'den fazla klinik pratikte bir akıllı telefon kullanarak hayata geçirdik cevap verdi. Bu eğilim, artırımAmerika Birleşik Devletleri'nde hekimlerin% 64'ü klinik uygulamada akıllı telefonlar kullanarak tespit edildiğinde 2009 yılında hafifletti. Manhattan İnceleme Araştırma ayrıca, daha fazla araştırma bu yükseliş eğilimi aslında tırmanmaya devam olup olmadığını belirlemek için yapılan edilmemiş olsa da bu büyüme 2012. 22 klinik pratikte akıllı telefon kullanımını uygulayan hekimler ve sağlık klinisyenlerin% 81 tırmanmaya devam edeceğini tahmin klinik pratikte akıllı telefon platformları kullanımı daha yaygın olacağını, sağlık teknolojinin bilinen uygulama ile, varsaymak mantıklıdır.
fizik tedavi uygulamada akıllı telefon uygulamaları mevcut kullanımı tespit edilmemiştir. Bugüne kadar bir fizyoterapist tarafından akıllı telefon video analiz uygulamaları kullanımını değerlendiren bir çalışma olmamıştır. Ancak, çeşitli akıllı telefon uygulamaları o bir atılım yardımcı araç olarak bireysel fizyoterapistler tarafından kullanılmış olanHer iki rehabilite kullanım ve çeşitli disiplinlerin eğitim sporcular için utpatient ortopedik ayarları. Akıllı telefon uygulamaları da onaylanmıştır bazıları ortak açılarını ölçmek olabilir mevcuttur. 23, 24 Bireysel terapistleri anekdot kanıtlara dayalı, hasta için görsel geribildirim için akıllı telefonlarda ve hastanın yürüme döngüsünün eksik olabilir çeşitli bileşenlerin daha kolay parçalanması için çeşitli analiz uygulamaları kullanmaya başlamıştır. Ancak, bu önlemlerin geçerliliği bilinmemektedir. Bu akıllı telefon video analiz uygulamaları ile ilgili mevcut mu sınırlı sayıda araştırma, özellikle frontal düzlemde, 25 ve cihazın görüşmeciler arası güvenilirliği, diz ve kalça açıları ayak bileği, kinematik yürüme parametrelerinin doğrulanması üzerine odaklanmıştır. 26 kinem kaydetmek için akıllı telefon video analiz uygulamaları kullanımını onaylamıştır bugüne kadar hiçbir çalışma bulunmamaktadırEn yaygın klinik yürüme analizi yapılır sagital düzlemde yürümenin atics.
Bu çalışmanın amacı, akıllı telefon uygulaması ile kaydedilen kinematik önlemler eşzamanlı geçerliliğini test ve sagital düzlemde bir 3D hareket yakalama sistemi tarafından kaydedilen tedbirler bunları karşılaştırmaktır. Biz 3D hareket yakalama sistemi tarafından kaydedilen tedbirlere göre akıllı telefon uygulama tarafından kaydedilen tedbirler arasında anlamlı bir fark olacağını tahmin ediyor. İkincil amaç 2-m mesafeden yakın konu (akıllı telefon kamera iki eğer farklı yerleşimleri test etmektir; akıllı telefon kamera iki farklı yerleşimler arasındaki önlemler 4 -ve NT farkın uzak mesafe çalışmanın nihai amacı. bir akıllı telefon uygulamasını kullanarak klinik Video yürüme analizi için bir protokol hazırlamak için olduğunu.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu doğrulama çalışmanın amacı, klinik, klinik ortamda kinematik yürüme analizi için akıllı telefon teknolojisini kullanarak objektif bir ve maliyet etkili bir araç olarak kullanılmak üzere bir serbestçe kullanılabilir akıllı telefon uygulaması geçerliliğini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Bir akıllı telefon uygulaması ile kinematik önlemler incelendiğinde mevcut validasyon çalışmaları sınırlıdır ve sagital planda yürüyüş sırasında kaydedilen dinamik kinematik önlemler değe…
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 |
Riferimenti
- 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).
