Разработка методики и программного обеспечения для количественной оценки асимметрии тела и статической координации пациента по данным видеофиксации

Автор: Смирнова В.В., Семенова Е.В., Самигуллин Б.Р., Балтина Т.В., Саченков О.А.

Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech

Статья в выпуске: 2 т.29, 2025 года.

Бесплатный доступ

Рассматриваются современные методы оценки осанки и движений человека, применяемые в медицинской практике для диагностики и мониторинга состояния пациентов с нарушениями опорнодвигательного аппарата. Описываются преимущества и недостатки традиционных методов, таких как гониометрия и топографический анализ тела, а также современных технологий, включая системы 3Dвидеоанализа. Предлагается новый подход, основанный на использовании цифровых видеокамер для создания стандартизированных видеопротоколов осмотра пациентов. Такая методика обеспечивает доступность, объективность и возможность применения в рутинной практике врачей различных специальностей, таких как неврология, ортопедия, реабилитация и спортивная медицина. Цель работы заключается в создании технологии для оценки статической координации и выявления асимметрии тела у пациентов. Разработанный программноаппаратный комплекс обеспечивает автоматизированную обработку видеозаписей для анализа симметрии позы человека, начиная с разметки первого кадра и заканчивая вычислением числовых характеристик на основе сегментации и отслеживания объекта. Программа использует предобученную нейронную модель для сегментации изображений и определения опорных точек, таких как центр массы, ключевые соединения и линии тела, что позволяет сохранять углы, площадь и отклонения в каждый момент времени. Результаты обработки преобразуются в числовые таблицы и визуализируются в виде графиков. Программное обеспечение предназначается для создания видеопротоколов, упрощающих динамическую оценку пациентов в амбулаторной болезни. Его применение выявило положительный результат: пациенты были разделены на три значимые группы, что коррелирует с распространенными скелетномышечными синдромами. В частности, выделенные группы соответствуют сопутствующим патологиям челюстношейноплечевой и поясничнобедренноой областей, а также сочетанию дисфункции височнонижнечелюстного сустава с психическими аффективными расстройствами. Результаты определяют потенциал цифровой визуальной оценки для ускорения диагностики состояния пациентов и выявления мышечного дисбаланса, спровацированного современным малоподвижным образом жизни.

Еще

Асимметрия тела, видеоанализ, компьютерное зрение, видеофиксация, реабилитация, диагностика, сегментация, кластеризация

Короткий адрес: https://sciup.org/146283135

IDR: 146283135   |   УДК: 004.932.2   |   DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2025.2.07

Development of methodology and software for quantitative assessment of body asymmetry and static coordination of the patient based on video fixation

Modern methods of human posture and movement assessment used in medical practice for diagnosing and monitoring the condition of patients with musculoskeletal disorders are discussed in the article. The advantages and disadvantages of traditional methods, such as goniometry and body topography, as well as modern technologies, including 3D video analysis systems, are described. The authors propose a new approach based on the use of digital video cameras to create standardized video protocols for patient screening. This methodology provides accessibil-ity, objectivity, and the possibility of application in the routine practice of doctors from various specialties, such as neurology, orthopedics, rehabilitation, and sports medicine. The aim of the research is to develop a technology for assessing static coordination and detecting body asym-metry in patients. The developed software and hardware system provides automated processing of video recordings to analyze human posture symmetry. This process begins with marking the first frame and concludes with the calculation of numerical characteristics based on segmentation and object tracking. The program utilizes a pre-trained neural model to segment images and identify control points such as the center of mass, key joints, and body lines. The program allows to save angles, area and deviations at each moment in time. The processing results are then converted into numerical tables and visualized as plots. The software is designed to generate video protocols, facilitating dynamic assessment of patients in ambulatory care settings. Its appli-cation revealed positive results: patients were divided into three significant groups, which corre-lates with common musculoskeletal syndromes. Specifically, the identified groups correspond to comorbidities in the craniocervical-shoulder and lumbar-femoral regions, as well as a combina-tion of temporomandibular joint dysfunction with psychological affective disorders. These findings highlight the potential of digital visual assessment for accelerating patient diagnosis and identify-ing muscle imbalances caused by modern sedentary lifestyles.

Еще