便携式生物力学实验室通过手持智能手机实现了临床可用的运动分析功能

《npj Digital Medicine》：Portable biomechanics laboratory enables clinically accessible movement analysis from a handheld smartphone

　　

摘要

运动状况直接反映了神经系统和肌肉骨骼的健康状况，但在常规护理中很少能进行客观的生物力学评估。我们推出了便携式生物力学实验室（Portable Biomechanics Laboratory，简称PBL）这一平台，它可以将生物力学模型应用于智能手机拍摄的视频中。通过对超过15小时的数据进行验证（这些数据与地面真实运动捕捉数据同步），我们发现神经损伤患者、下肢假肢使用者、儿科住院患者以及对照组之间的关节角度误差均小于3°。在1021段通过前瞻性临床应用记录的视频中，PBL易于使用，能够提供可靠的步态指标（ICC > 0.9），并能够检测出具有临床意义的运动差异。对于颈椎脊髓病患者，其步态质量指标与改良日本骨科协会（modified Japanese Orthopedic Association，简称mJOA）评分相关，并且对临床干预具有敏感性。因此，智能手机拍摄的视频可以提供准确、可扩展且低负担的生物力学测量数据，从而大幅提高对运动障碍的监测能力。我们已在https://IntelligentSensingAndRehabilitation.github.io/MonocularBiomechanics/发布了首个经过临床验证的、用于从智能手机视频中测量全身运动学的方法。