Одновременная оценка кинематики походки с использованием маркерной и безмаркерной систем регистрации движений

Кинематический анализ широко используют в исследованиях и клинической биомеханике для количественной оценки движений человека. Распространённые оптические системы регистрации движений с маркерами требуют много времени и высококвалифицированных операторов для получения кинематических данных. Безмаркерные системы регистрации движений представляют собой альтернативный метод измерения кинематических данных и имеют ряд практических преимуществ. В работе сопоставили кинематику походки человека, измеренную безмаркерной системой регистрации движений на основе алгоритма глубокого обучения, и стандартной маркерной системой регистрации движений. Тридцать здоровых взрослых участников шли по беговой дорожке, при этом данные одновременно регистрировали с помощью восьми видеокамер и семи инфракрасных оптических камер регистрации движений, что обеспечивало синхронизированные безмаркерные и маркерные данные для сравнения. Среднее корневое среднеквадратичное отклонение между соответствующими центрами суставов было менее 2,5 см для всех суставов, кроме тазобедренного, для которого оно составило 3,6 см. Углы сегментов нижних конечностей относительно глобальной системы координат показали, что оценки пространственного положения сегментов по данным обеих систем были очень близкими: корневое среднеквадратичное отклонение было менее 5,5° для всех углов сегментов, кроме тех, что отражают вращение вокруг продольной оси сегмента. Углы суставов нижних конечностей демонстрировали сходные закономерности сгибания/разгибания во всех суставах, отведения/приведения в коленном и тазобедренном суставах, а также разворота стопы кнутри/кнаружи в голеностопном суставе. Эти результаты указывают, что безмаркерная система может быть подходящей альтернативной технологией в тех случаях, когда предпочтительны практические преимущества безмаркерного сбора данных.