智能手机的视频sit-to-stand测试预测骨关节炎和健康结果在一个全国性的研究

肌肉骨骼条件包括损伤关节、骨骼或muscles-affect超过15亿世界各地的人们。早期最喜欢的健康问题,这些问题有可能防止严重的疾病,但是很少有定量和客观的测试来评估肌肉骨骼健康。

”是一个重要的需要廉价的、可伸缩的工具来客观地度量和监控物理性能的变化,特别是随着全球人口老龄化,”梅丽莎·鲍斯威尔解释说,斯坦福大学博士,博士后。“寻找远程评估肌肉骨骼健康可以协助诊断,指导治疗决策,并有可能改善无数人的生活质量。”

为了解决这个问题,鲍斯威尔和他的同事开发了一个在线工具可以分析镇定的,家庭用智能手机视频。的工具,部署在全国范围内的一项研究中,敏感地预测身体健康(评估使用标准化的调查工具)和膝关节或髋关节骨关节炎。最近研究中描述的结果npj数字医学。

工具是基于sit-to-stand测试,评估这是不言自明:从一个坐着的位置,双臂交叉,参与者站起来,坐下总共五次时间。慢时间可能意味着减少下半身的力量,或肌肉骨骼系统疾病,或简单地衰老,鲍斯威尔解释道,并指出测试本身并不是一个物理函数的精确测量。这就是运动分析(评估运动)发挥作用。通过评估的角度和加速度身体的不同部位在运动,肌肉骨骼的健康可以更明确的预测。

这里就是他们的工具采用智能手机,有人需要执行sit-to-stand测试参与者的一个视频,然后上传到该工具应用。结合一个开源算法评估参与者的构成与定制算法计算时间的参与者完成测试以及运动学因素,如关节角运动。参与者也输入人口统计信息和完成一份问卷调查来评估因素,如疲劳、疼痛,情感压抑,并整体生理功能。参与者还被要求如果他们先前的骨关节炎的临床诊断。

因为这项研究是可以对许多人来说,参与是明显高于传统的生物力学试验。“调查人类的运动通常仅限于生物力学实验室配备昂贵的和技术设备,”吉解释道。

在全国范围的研究中,鲍斯威尔和他的同事们把来自35个州的405个参与者的数据,与个人提交视频在短短一个月的时间。“我们的研究已经超过35次中值较传统的生物力学研究,”她说。参与者的年龄从18岁到96岁,平均年龄为37.5岁。

类似于以前的实验室和临床评估,研究人员发现,一个更大的最大躯干角,进一步倾斜的时候向前站可以预测骨关节炎,即使控制了各种各样的因素,如年龄、性别、身体质量指数(BMI)。像以前的生物力学研究,该工具发现长时间完成sit-to-stand测试有关身体健康得分较低,较高的BMI和老年。这些结果表明,家庭分享服务评估可能为未来的生物力学研究是可行的。

因为他们的审判人口多样化的参与者,研究人员能够评估人口因素可能与生物力学差异有关。当他们比较两个最大民族在他们的研究中,他们发现243例白人参与者显著差异在躯干角sit-to-stand测试与103年亚洲参与者相比,即使考虑到其他变量。

“这一发现表明,我们不能假定相似性在种族和民族团体和突出更加多样化的样本的重要性在生物力学研究中,“吉说。“这些功能差异可能由于潜在的流动性等因素或力量,甚至卫生不公平现象,没有捕捉到在这项研究。”

研究人员还发现了一个生物力学特性(特别是身体前倾时更快地站)与更高的心理健康得分显著相关。“这是令人兴奋的看到潜在的心理健康之间的关系和如何移动,”吉说。不过她强调,生物力学差异和种族之间的关系或精神健康状况观察到在他们的研究中主要是存活率存在,需要后续研究。

“这项研究强调,镇定的数据可以用于评估身体功能和肌肉骨骼健康,让病人参与生物力学研究在自己舒适的家里,“摩瑞亚说Bittmann,博士,一个部门的项目负责人发现科技在国家生物医学成像和生物工程研究所(NIBIB)。分享服务”的研究提供更多的证据表明,应用程序可以帮助促进分散的临床试验,可以使个人在他们的健康积极的作用。”

“新的和改进的机器学习工具不断被开发来估计人类运动(以及更多),可能对卫生保健产生深远的影响通过移动健康监测,“高级研究作者斯科特Delp说,斯坦福大学博士,教授。

“只是建立新的人工智能工具是不够的。真正产生影响,我们需要将这些新工具转化为世界,让他们用于一般人对于弱势群体,和严格评估他们的能力给洞察重要临床措施。”