Introduzione: perché la precisione è importante
Nella biomeccanica clinica, l'accuratezza della misurazione ha un impatto diretto sulle decisioni diagnostiche e terapeutiche. Un sistema di motion capture che non è in grado di distinguere in modo affidabile tra modelli di movimento normali e patologici ha un’utilità clinica limitata. La metrica standard del settore per quantificare la precisione nella motion capture è l'errore quadratico medio (RMSE), la misura statistica di quanto i valori stimati si discostano dai dati reali.
Comprendere RMSE nel Motion Capture
L'RMSE viene calcolato come radice quadrata delle differenze quadrate medie tra gli angoli articolari stimati e di riferimento in tutti gli intervalli di tempo. Per le applicazioni cliniche, la soglia di precisione ampiamente accettata è RMSE ≤ 5° per la maggior parte delle articolazioni, con ≤ 2° considerata eccellente. I valori RMSE devono essere interpretati nel contesto: un errore di 3° nella flessione dell'anca (ampio range di movimento) ha un significato clinico diverso rispetto a 3° nell'inversione sottoastragalica (piccolo range di movimento).
Metodologia di convalida di HoloMotion
La precisione di HoloMotion è stata convalidata rispetto al sistema di acquisizione ottica del movimento Vicon (considerato lo standard di riferimento) in uno studio di laboratorio controllato. Venti adulti sani hanno eseguito protocolli di movimento standardizzati tra cui andatura, squat e movimenti funzionali. Entrambi i sistemi sono stati catturati simultaneamente e gli angoli articolari sono stati calcolati utilizzando modelli biomeccanici identici.
Risultati: precisione di livello clinico
HoloMotion ha raggiunto i seguenti valori RMSE rispetto a Vicon:
Piano sagittale (flessione/estensione): anca 2,1° | Ginocchio 2,3° | Caviglia 2,8°
Piano frontale (abduzione/adduzione): anca 1,8° | Ginocchio 2,5° | Tronco 1,9°
I coefficienti di correlazione (r²) hanno superato 0,95 per tutte le principali articolazioni del piano sagittale, indicando un eccellente accordo tra i sistemi.
Analisi Bland-Altman
I grafici di Bland-Altman hanno rivelato un bias sistematico minimo (differenza media < 1° per la maggior parte delle articolazioni) con limiti di concordanza del 95% entro intervalli clinicamente accettabili. Non è stata rilevata alcuna distorsione proporzionale, confermando che la precisione viene mantenuta su tutta la gamma di movimento.
Significato clinico
Questi risultati dimostrano che il sistema markerless di HoloMotion soddisfa i requisiti di precisione per l'analisi clinica dell'andatura, la valutazione dell'ampiezza del movimento articolare, la valutazione posturale e lo screening del movimento funzionale. Il sistema raggiunge questo obiettivo richiedendo solo una singola fotocamera RGB-D, nessun marcatore indossato sul corpo e 60 secondi di tempo di acquisizione, rendendo per la prima volta accessibile la valutazione biomeccanica di livello clinico al di fuori dei laboratori specializzati.
