评估患有神经系统疾病的儿童在无标记3D运动追踪技术下得出的上肢运动流畅性指标

《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》：Evaluating upper limb movement smoothness metrics derived from markerless 3D motion tracking in children with neurological disorders

　　

摘要

背景

对儿童伸手动作流畅性的临床评估通常基于治疗师的主观评分，这些评分采用序数等级。使用RGB-D相机进行无标记3D运动追踪为更客观、更细致的流畅性评估提供了一种有前景的方法。本研究探讨了一种新的基于RGB-D的无标记追踪方法SMPLify-KiDS，用于定量评估具有神经系统损伤的儿童上肢运动的流畅性。

方法

38名患有神经系统疾病的儿童使用他们受影响更严重的手臂完成了墨尔本评估2（MA2）中的三项伸手任务，并由RGB-D相机进行记录。利用SMPLify-KiDS提取了上肢的运动学数据，并计算了两种广泛使用的流畅性指标——对数无量纲抖动（LDJ）和修正谱弧长（SPARC）。同一运动序列由两名治疗师根据MA2指南独立评分。通过Spearman等级相关系数评估了定量流畅性指标与治疗师评分之间的相关性，并使用非参数统计方法分析了不同治疗师评分水平之间的流畅性指标差异（针对单个项目和平均值）。

结果

定量流畅性指标与治疗师对每个项目的评分显示出中等到强的相关性（LDJ：\(\rho \le 0.836\)；SPARC：\(\rho \le 0.674\)），而对于平均值则显示出非常强到极好的相关性（LDJ：\(\rho = 0.843\)；SPARC：\(\rho = 0.755\)）。这两种指标都显示出了治疗师评分水平之间的统计学显著差异，且LDJ与任务持续时间有很强的相关性。

结论

来自无标记RGB-D运动追踪的流畅性指标能够区分患有神经系统损伤的儿童中临床评估所划分的流畅性等级。LDJ与治疗师评分的吻合度更高，这可能与其与运动持续时间的关系有关——这一因素也与临床对流畅性的感知相关。这些发现支持将无标记运动捕捉技术整合到临床评估中，以提供关于运动质量的客观、定量和细致的信息，从而补充现有的基于治疗师的评估方法。