模拟病态步行的单眼3D无标记步行分析的有效性和可靠性:与OpenCap进行的比较研究
Brian Horsak1, Mark Simonlehner1, Viktoria Quehenberger2
1Center for Digital Health and Social Innovation, St. Pölten University of Applied Sciences, St. Pölten, Austria; Institute of Health Sciences, St. Pölten University of Applied Sciences, St. Pölten, Austria.
Journal of biomechanics
|October 5, 2025
概括
使用单个摄像头 (CameraHMR) 进行无标记3D步态分析,显示出与多摄像头系统可比的可靠性和准确性. 这种低成本的方法可以提高远程步行评估的可访问性.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 运动捕捉技术的技术.
- 医疗技术 医疗技术 医学技术
背景情况:
- 无标记3D动作捕捉为可访问和负担得起的步态分析提供了潜力.
- 单眼方法允许使用单个摄像头进行全身3D姿势估计,与多摄像头系统不同.
研究的目的:
- 评估一种新的单眼无标记系统 (CameraHMR) 的并发有效性和测试重试可靠性.
- 将CameraHMR的性能与基于标记器的参考系统和两摄像头的OpenCap设置进行比较.
主要方法:
- 利用现有的视频和基于标记器的动作捕捉数据从先前的研究.
- 将CameraHMR (基于3D SMPL模型) 应用于单视图视频和提取的3D关节动力学.
- 使用波形根平均平方偏差 (RMSD) 评估有效性,使用RMSD和标准测量误差 (SeM) 评估可靠性.
主要成果:
- 摄像头HMR表现出与双摄像头OpenCap系统 (p > 0.05) 相比的性能.
- 单眼3D步态分析实现了有希望的可靠性 (RMSD:3.0 ± 1.0度) 和合理的运动精度 (RMSD:5.5 ± 1.1度).
- 脚关节动力学提出了跟踪挑战,需要进一步改进.
结论:
- 单摄像头无标记系统显示了更广泛,低成本的步态评估的潜力,包括远程和家庭设置.
- 需要进一步改进才能达到临床上可接受的步态分析准确性标准.
