비디오 운동 분석을 사용하여 스마트 폰 (ViMAS) : 파일럿 연구

이 연구의 전반적인 목표는 유효한 임상 프로토콜을 개발하기 위해 스마트폰 애플리케이션에 의해 기록된 운동학적 측정의 동시 유효성을 테스트하고 이를 3D 모션 캡처 시스템에 의해 기록된 측정과 비교하는 것입니다. 이 임상 프로토콜은 스마트폰을 사용하여 사람의 움직임을 캡처하고 간단하고 사용자 친화적인 설정을 사용하여 유효한 운동학적 측정을 제공하는 데 사용할 수 있도록 개발되었습니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 사람의 움직임을 비디오로 분석하기 위해 클리닉이나 환자의 집에 스마트폰을 설치할 수 있다는 것입니다.

임상의는 하지 운동학의 유효한 측정을 얻기 위해 단계별 임상 프로토콜을 따를 수 있기 때문에 이 방법의 시각적 시연이 중요합니다. 이 절차를 시연하는 것은 연구의 공동 저자인 대학원생이 될 것입니다. 측정 테이프와 접착 테이프를 사용하여 6미터 길이의 보도를 측정하고 표시하는 것으로 시작합니다.

그런 다음 6미터 길이의 통로 네 모서리에 4대의 3D 모션 캡처 카메라를 배치하여 이 구역의 보행을 기록합니다. 통로의 대각선 끝에서 각 카메라를 서로 마주보도록 합니다. 다음으로, 참가자를 테스트 구역으로 안내하고 측정 테이프로 더 큰 전자 시계에서 양쪽 다리의 내측 추골까지 체중과 다리 길이를 측정합니다.

그런 다음 참가자가 벽에 부착된 줄자 옆에 맨발로 서게 하여 높이를 측정합니다. 참가자의 머리 위에 자를 놓고 벽에 부착된 줄자에서 측정값을 읽습니다. 스마트 폰을 삼각대에 장착하고 어댑터 클립을 사용하여 스마트 폰을 고정합니다.

삼각대를 통로 중앙에 수직으로 놓고 첫 번째 세트 시험에서 2.0m 떨어진 곳에 놓습니다. 참고: 두 번째 시도 세트를 위해 삼각대는 4.0미터 떨어진 곳에 배치해야 합니다. 그런 다음 환자의 다리 길이를 사용하여 각 구성에 대해 바닥에서 카메라 렌즈까지의 높이를 미터 단위로 계산합니다.

2미터의 근거리 카메라 위치는 하지 움직임만 기록하고 분석하기 위한 것이고 원거리는 하지 움직임과 몸통을 모두 포함합니다. 다음으로, 벨크로 스트랩이 있는 3개의 스마트 마커 클러스터를 양측 전방 상장골능 능선 또는 ASIS, 허벅지 측면의 상단 1/3, 종아리 측면의 상단 1/3 및 양쪽 발의 등쪽에 배치합니다. 오른쪽과 왼쪽 후방 상장골 척추 사이의 정중선에 단일 스마트 마커를 배치합니다.

3D 모션 캡처 시스템의 보정을 위해 양측 내측 및 외측 대퇴골 과두, 내측 및 외측 대퇴골, 첫 번째 발가락과 두 번째 발가락 사이의 물갈퀴 공간을 나타내는 뼈 랜드마크를 나타내는 스티커를 부착합니다. 마지막으로 스마트 마커가 있는 계측 막대를 사용하여 장비를 보정하여 스티커의 3D 위치를 등록합니다. 먼저 한 명의 조사자가 스마트폰을 조작하고 다른 한 명이 3D 모션 캡처 시스템을 제어하는 컴퓨터를 조작하도록 합니다.

참가자에게 연습 시험을 완료하도록 요청합니다. 그런 다음 스마트폰 애플리케이션을 열고 화면 하단 중앙에 있는 빨간색 녹화 버튼을 눌러 녹화를 시작합니다. 번호가 매겨진 용지를 사용하여 스마트폰 녹화에 평가판 번호를 표시합니다.

그런 다음 참가자에게 정상적인 속도로 걷고 직선으로 걷는 데 도움이 되도록 반대쪽 벽에 배치된 마커에 집중하도록 지시합니다. 참가자에게 셋, 둘, 하나, 시작이라고 말하면서 시작할 수 있도록 카운트다운을 제공합니다. 그런 다음 참가자가 양쪽의 보도 시작 부분에 배치된 처음 두 개의 3D 모션 캡처 카메라를 가로질러 양쪽 통로의 다른 쪽 끝에 배치된 다른 두 대의 카메라를 향해 걸어가도록 합니다.

피험자가 6미터 거리를 걷는 것을 마친 후, 셋, 둘, 하나, 멈춤이라고 말하며 실험이 끝날 때까지 카운트다운한다. 그런 다음 빨간색 녹음 버튼을 한 번 더 눌러 걷기 시험 기록을 중지합니다. 각 시도 후에 위치에 대한 모든 마커를 확인합니다.

그런 다음 스마트폰이 있는 삼각대를 4미터 떨어진 두 번째 거리로 이동하여 상체와 하체를 캡처합니다. 참가자에게 통로의 중간 지점에 서도록 요청한 다음 이전과 같은 방식으로 걷기를 시작합니다. 마지막으로 3D 모션 캡처 녹화 및 스마트폰 녹화를 저장하고 확인합니다.

그런 다음 스마트 마커를 제거합니다. 보행 주기의 발뒤꿈치 타격 및 발가락 분리 단계에서 화면에 표시되는 무릎 각도를 수동으로 기록하는 것으로 시작합니다. 그런 다음 발뒤꿈치 타격 및 발가락 오프 이벤트에 대한 스마트폰 기록 분석을 완료합니다.

스타일러스를 사용하여 무릎 각도 측정을 위한 랜드마크 배치의 정확도를 높입니다. 다음으로, 화면 왼쪽 하단 모서리에 있는 비디오 사각형을 선택하여 방금 녹화된 보기입니다. 화면 하단의 스크롤 막대를 사용하여 피사체가 화면 중앙에서 발뒤꿈치, 발가락 또는 발가락에 가장 가까운 프레임을 선택합니다.

그런 다음 각도를 드롭하려면 화면 오른쪽 상단에 있는 흰색 윤곽선 연필 아이콘을 탭합니다. 드롭다운 메뉴에서 각도 옵션을 선택합니다. 원하는 색상과 각도 마커를 선택합니다.

스타일러스를 화면의 아무 곳이나 밀거나 탭하여 각도를 맞춥니다. 마지막으로, 각도의 중심을 무릎 관절에 놓고 벡터가 대퇴골을 따라 위쪽으로, 측면 실골을 향해 아래쪽으로 도달하도록 합니다. 필요한 경우 두 손가락을 화면 중앙에 가까이 놓고 천천히 서로 벌려 확대합니다.

결과에 따르면 3D 모션 캡처 시스템과 스마트폰 애플리케이션의 각도 측정 간에 상당한 차이가 있었습니다. 4.0미터 및 2.0미터 거리에 대한 플롯은 중앙의 평균 차이선 주위에 더 흩어져 있는 데이터를 표시했습니다. 이는 카메라 위치가 측정 오류에 기여하지 않았음을 나타냅니다.

스마트폰 비디오 움직임 분석을 위한 임상 프로토콜을 시도하는 동안 카메라는 설정된 거리에 배치되어야 하며 카메라의 높이는 개인의 다리 길이에 따라 결정된다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.