Возможности и ограничения современных методов бесмаркерного захвата движений для клинической биомеханики ходьбы

Введение: Бесмаркерный захват движений способен сократить время сбора и обработки данных по сравнению с маркерными методами. Эта технология начинает применяться в клинической практике и реабилитации, поэтому пользователям таких систем важно понимать как ее возможности, так и ограничения. Цель обзора — дать исчерпывающее представление о современном состоянии бесмаркерного захвата движений в системах с одной и несколькими камерами. Кроме того, в обзоре рассматривается, как практические приложения бесмаркерной технологии используются в клинических и реабилитационных условиях, а также анализируются будущие трудности и направления исследований, необходимые для полной интеграции этой технологии в клиническую биомеханику.

Методы: Для изучения этой быстро развивающейся и широкой области литературы требовался обзор с определением объема, чтобы выявить пробелы в знаниях; это важно для разработки методов захвата движений, которые были бы экономически эффективны и практически значимы для врачей, тренеров и исследователей во всем мире. Был выполнен поиск литературы, чтобы оценить исследования, сообщающие о точности методов бесмаркерного захвата движений, изучить текущие практические применения этих методов в клинической биомеханике и определить пробелы в знаниях, важные для будущих разработок в этой области.

Результаты: Бесмаркерные методы повышают вариативность данных захвата движений, позволяя повторно анализировать наборы данных с использованием обновленных алгоритмов оценки позы и даже дают врачам возможность собирать данные, когда пациенты одеты в обычную одежду. Хотя бесмаркерные измерения временных и пространственных параметров в целом, по-видимому, эквивалентны данным маркерного захвата движений, локализация центров суставов и углы в суставах пока недостаточно точны для клинического применения. Алгоритмы оценки позы приближаются к показателям ошибки маркерного захвата движений, однако без сравнения с эталонным методом, таким как бипланарная видеорентгенография, истинная точность бесмаркерных систем остается неизвестной.

Выводы: Существующие алгоритмы оценки позы с открытым исходным кодом изначально не разрабатывались для биомеханических задач, поэтому наборы данных, на которых они обучались, размечены непоследовательно и неточно. Улучшение разметки обучающих данных с открытым исходным кодом, а также оценка точности бесмаркерных методов по эталонным методам будут важнейшими следующими шагами в развитии этой технологии.