Видео Анализ движения, используя смартфоны (VIMAS): Пилотное исследование

Общая цель данного исследования состоит в том, чтобы проверить одновременную валидность кинематических измерений, записанных приложением для смартфона, и сравнить их с измерениями, записанными 3D-системой захвата движения, чтобы разработать действительный клинический протокол. Этот клинический протокол был разработан таким образом, чтобы смартфон можно было использовать для фиксации движений человека и обеспечения достоверных кинематических измерений, используя простую и удобную для пользователя конфигурацию. Основное преимущество данной методики заключается в том, что смартфон может быть настроен в клинике или у пациента дома, для видеоанализа движений человека.

Визуальная демонстрация этого метода имеет решающее значение, потому что клиницисты могут следовать пошаговому клиническому протоколу, чтобы получить достоверные измерения кинематики нижних конечностей. Демонстрировать процедуру будут аспиранты, которые являются соавторами исследования. Начните с измерения и разметки шестиметровой дорожки с помощью измерительной ленты и липкой ленты.

Затем разместите четыре 3D-камеры захвата движения по четырем углам шестиметровой дорожки, чтобы запечатлеть прогулку в этой зоне. Расположите каждую из камер на диагональных концах дорожки так, чтобы они были обращены друг к другу. Затем сопроводите участника в зону тестирования и соберите данные о весе и длине ног, от большого вертела до медиальных лодыжек обеих ног с помощью измерительной ленты.

Затем измерьте рост, попросив участника встать босиком рядом с измерительной лентой, прикрепленной к стене. Положите линейку на макушку головы участника, чтобы считывать измерение с измерительной ленты, прикрепленной к стене. Установите смартфон на штатив, удерживая смартфон с помощью зажима-адаптера.

Установите штатив перпендикулярно центру дорожки, на расстоянии 2,0 метров от первого установленного испытания. Обратите внимание, что штатив должен быть расположен на расстоянии 4,0 метров для второго набора испытаний. Затем рассчитайте высоту от пола до объектива камеры в метрах для каждой конфигурации, используя длину ноги пациента.

Ближнее положение камеры, два метра, предназначено для записи и анализа только движений нижней конечности, в то время как дальнее расстояние охватывает как нижнюю конечность, так и туловище. Затем поместите кластеры из трех умных маркеров с ремнями на липучке на двустороннем переднем верхнем гребне подвздошной кости или ASIS, верхней трети латеральной поверхности бедер, верхней трети латеральной поверхности икр и тыльной стороне обеих ног. Поместите один умный маркер на среднюю линию между правым и левым задним верхним подвздошными шипами.

Разместите наклейки с указанием костных ориентиров двусторонних медиальных и латеральных мыщелков бедренной кости, медиальных и латеральных лодочек, а также перепончатого пространства между первым и вторым пальцами для калибровки 3D-системы захвата движения. Наконец, откалибруйте оборудование с помощью приборной палочки с интеллектуальными маркерами на ней, чтобы зарегистрировать 3D-расположение наклеек. Для начала пусть один следователь управляет смартфоном, а другой — компьютером, который управляет 3D-системой захвата движения.

Попросите участника выполнить пробную тренировку. Затем откройте приложение для смартфона и нажмите красную кнопку записи в нижней центральной части экрана, чтобы начать запись. С помощью пронумерованной бумаги укажите номер судебного разбирательства на записи смартфона.

Затем попросите участника идти в своем обычном темпе и сосредоточиться на маркере, размещенном на противоположной стене, чтобы помочь ему идти по прямой линии. Дайте участнику начать обратный отсчет, сказав «три, два, один, иди». Затем попросите участника пересечь первые две 3D-камеры захвата движения, расположенные в начале дорожки с обеих сторон, и подойти к двум другим камерам, расположенным на другом конце дорожки с обеих сторон.

После того, как испытуемый пройдет шестиметровую дистанцию, ведите обратный отсчет до конца испытания, сказав три, два, один, стоп. Затем нажмите красную кнопку записи еще раз, чтобы остановить запись ходячего судебного процесса. Проверяйте положение всех маркеров после каждой попытки.

Далее переместите штатив со смартфоном на второе расстояние на четыре метра, чтобы запечатлеть верхнюю и нижнюю часть тела. Попросите участника встать на середину дорожки, затем начните идти в той же манере, что и раньше. Наконец, сохраните и проверьте записи 3D-захвата движения и записи со смартфона.

Затем удалите умные маркеры. Начните с ручной записи угла наклона колена, который отображается на экране в фазах удара пяткой и сноска в цикле ходьбы. Затем завершите анализ записей смартфонов на предмет ударов пяткой и пальцев ног.

Используйте стилус для повышения точности позиционирования ориентиров при измерении угла наклона колена. Далее просмотрите то, что только что было записано, выбрав квадрат видео в левом нижнем углу экрана. Используйте полосу прокрутки в нижней части экрана, чтобы выбрать кадр, в котором объект находится ближе всего к удару пяткой или носку в центре экрана.

Затем, чтобы опуститься под углом, нажмите на значок белого контура карандаша в верхней правой части экрана. Выберите вариант угла в выпадающем меню. Выберите предпочтительный цвет и маркер угла.

Проведите пальцем или коснитесь стилуса в любом месте экрана, чтобы опуститься под углом. Наконец, поместите центр угла на коленный сустав так, чтобы векторы тянулись вверх вдоль бедренной кости и вниз к боковым лодочкам. При необходимости увеличьте масштаб, поместив два пальца близко друг к другу в центре экрана и медленно раздвигая их друг от друга.

Исходя из полученных результатов, была выявлена значительная разница между измерениями угла с помощью 3D-системы захвата движения и приложения для смартфона. На графиках для расстояний 4,0 метра и 2,0 метра отображаются данные, которые более разбросаны вокруг линии средней разницы в центре. Это указывает на то, что положение камеры не повлияло на погрешности измерений.

При попытке использовать клинический протокол для анализа движений видео со смартфона важно помнить, что камера должна быть размещена на заданном расстоянии, а высота камеры определяется длиной ноги человека.