บทนำ: ทำไมความแม่นยำจึงมีความสำคัญ

ในชีวกลศาสตร์ทางคลินิก ความแม่นยำในการวัดผลส่งผลโดยตรงต่อการตัดสินใจในการวินิจฉัยและการรักษา ระบบจับการเคลื่อนไหวที่ไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างรูปแบบการเคลื่อนไหวปกติและทางพยาธิวิทยาได้อย่างน่าเชื่อถือ มีประโยชน์ทางคลินิกอย่างจำกัด ตัวชี้วัดมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการวัดปริมาณความแม่นยำในการจับภาพเคลื่อนไหวคือ Root Mean Square Error (RMSE) ซึ่งเป็นการวัดทางสถิติว่าค่าโดยประมาณเบี่ยงเบนไปจากความจริงภาคพื้นดินมากน้อยเพียงใด

ทำความเข้าใจ RMSE ใน Motion Capture

RMSE คำนวณเป็นรากที่สองของผลต่างกำลังสองเฉลี่ยระหว่างมุมข้อต่อโดยประมาณและมุมอ้างอิงในกรอบเวลาทั้งหมด สำหรับการใช้งานทางคลินิก เกณฑ์ความแม่นยำที่ยอมรับกันอย่างแพร่หลายคือ RMSE ≤ 5° สำหรับข้อต่อส่วนใหญ่ โดยที่ ≤ 2° ถือว่าดีเยี่ยม ค่า RMSE จะต้องได้รับการตีความตามบริบท: ข้อผิดพลาด 3° ในการงอสะโพก (การเคลื่อนไหวช่วงกว้าง) มีนัยสำคัญทางคลินิกแตกต่างจาก 3° ในการผกผันของ subtalar (ช่วงการเคลื่อนไหวน้อย)

วิธีตรวจสอบความถูกต้องของ HoloMotion

ความแม่นยำของ HoloMotion ได้รับการตรวจสอบเทียบกับระบบจับการเคลื่อนไหวด้วยแสงของ Vicon (ถือเป็นมาตรฐานทองคำ) ในการศึกษาในห้องปฏิบัติการที่มีการควบคุม ผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีจำนวน 20 คนใช้วิธีการเคลื่อนไหวที่เป็นมาตรฐาน ได้แก่ การเดิน สควอช และการเคลื่อนไหวเฉพาะส่วน ทั้งสองระบบบันทึกพร้อมกัน และมุมข้อต่อได้รับการคำนวณโดยใช้แบบจำลองทางชีวกลศาสตร์ที่เหมือนกัน

ผลลัพธ์: ความแม่นยำระดับคลินิก

HoloMotion ได้รับค่า RMSE ต่อไปนี้เมื่อเปรียบเทียบกับ Vicon:

ระนาบทัล (งอ/ยืด): สะโพก 2.1° | เข่า 2.3° | ข้อเท้า 2.8°

ระนาบส่วนหน้า (การลักพาตัว/การลักพาตัว): สะโพก 1.8° | เข่า 2.5° | ลำตัว 1.9°

ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (r²) เกิน 0.95 สำหรับข้อต่อหลักทั้งหมดในระนาบทัล ซึ่งบ่งชี้ถึงข้อตกลงที่ดีเยี่ยมระหว่างระบบ

การวิเคราะห์แบบสุภาพ-อัลท์มัน

แผน Bland-Altman เปิดเผยอคติเชิงระบบน้อยที่สุด (ค่าเฉลี่ยความแตกต่าง < 1° สำหรับข้อต่อส่วนใหญ่) โดยมีขีดจำกัด 95% ของข้อตกลงภายในช่วงที่ยอมรับได้ทางคลินิก ไม่พบความลำเอียงตามสัดส่วน ซึ่งยืนยันว่าจะรักษาความแม่นยำตลอดช่วงการเคลื่อนไหวทั้งหมด

ความสำคัญทางคลินิก

ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าระบบไร้เครื่องหมายของ HoloMotion ตรงตามข้อกำหนดความแม่นยำสำหรับการวิเคราะห์การเดินทางคลินิก การประเมินระยะการเคลื่อนไหวข้อต่อ การประเมินท่าทาง และการคัดกรองการเคลื่อนไหวตามหน้าที่ ระบบบรรลุเป้าหมายนี้โดยต้องใช้กล้อง RGB-D เพียงตัวเดียว ไม่มีเครื่องหมายติดที่ตัวกล้อง และเวลาจับภาพ 60 วินาที ทำให้การประเมินทางชีวกลศาสตร์ระดับคลินิกสามารถเข้าถึงได้นอกห้องปฏิบัติการเฉพาะทางเป็นครั้งแรก