Trainings- und Testdatenbank für IMU-basierte Ganganalysemethoden (IMU-GAIT)
Ziel dieser Studie ist es, einen hochwertigen, synchronisierten Datensatz von Gangereignissen (GE) zu erstellen, indem gleichzeitig Inertialmessdaten (IMU) und validierte Referenzdaten mittels eines Vicon-Bewegungserfassungssystems erfasst werden. Das Hauptziel ist es, bestehende Einschränkungen bei der GE-Erkennung – wie mangelnde Generalisierbarkeit, begrenzte Datenvielfalt und fehlende präzise Synchronisation – durch ein rigoroses Protokoll zu adressieren, das Genauigkeit und Transparenz gewährleistet. Das Experiment ist in drei Phasen strukturiert. Zunächst werden Vicon-abgeleitete GE mit komplementären Modalitäten (Kraftmessplatten und Videoaufzeichnungen) validiert und verfeinert. Anschließend werden Deep-Learning (DL)-Algorithmen für die GE-Erkennung direkt aus IMU-Daten entwickelt und evaluiert, wobei Vicon-Annotationen als Referenz dienen. Schließlich wird der Einfluss von Unterschieden in der GE-Zeitgebung auf räumlich-zeitliche Gangparameter (SGP) analysiert, um die Machbarkeit der Verwendung von reinen IMU-Systemen für zuverlässige Ganganalysen zu bewerten.
Durch die Erreichung dieser Ziele strebt die Studie an, die Genauigkeit der GE-Erkennung von Wearable-Sensoren zu verbessern und eine zugänglichere, skalierbarere und zuverlässigere Ganganalyse außerhalb der Laborumgebung zu ermöglichen.
Studienübersicht
Status
Bedingungen
Detaillierte Beschreibung
Studientyp
Einschreibung (Geschätzt)
Kontakte und Standorte
Studienkontakt
- Name: Redona Brahimetaj, Doctor of Engineering Sciences
- Telefonnummer: 0032465597448
- E-Mail: redona.brahimetaj@vub.be
Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
- Erwachsene
- Älterer Erwachsener
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Probenahmeverfahren
Studienpopulation
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Gesunde Probanden ohne motorische Beeinträchtigungen, die das Gehmuster stören.
- Keine Schmerzen in den unteren Gliedmaßen in den letzten 6 Monaten.
- Keine Verletzungen/Operationen der unteren Gliedmaßen in den letzten 6 Monaten.
- Sprache: Niederländisch und/oder Englisch und/oder Französisch sprechend.
- Alter 18-65 Jahre
- Probanden müssen in der Lage sein, die Anweisungen zu verstehen und Fragen zu beantworten. Zusätzlich sollten sie in der Lage sein: Schmerzen, Angst, Unbehagen zu signalisieren; informierte Einwilligung zu geben.
Ausschlusskriterien:
- Personen mit Komorbiditäten, die die Studie behindern könnten (z.B.: instabile Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Lungenerkrankungen, schwere Osteoporose).
- Personen mit Metallimplantaten oder Hauterkrankungen, die die Platzierung von Sensoren oder Markierungen erschweren würden.
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
Kohorten und Interventionen
Gruppe / Kohorte |
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Gesunde Probanden
Alter 18-65 Jahre
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Fersenaufsatz-Zeitfehler: Kraftmessplatten vs Vicon
Zeitfenster: 4 Jahre
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Absolute Zeitdifferenz zwischen dem durch synchronisierte Kraftmessplatten erfassten Fersenauftritt (Referenz) und dem durch das Vicon-Bewegungserfassungssystem erfassten Fersenauftritt. Der Fersenauftritt auf der Kraftmessplatte ist definiert als der erste Frame mit vertikaler Bodenreaktionskraft. Der Vicon-Fersenauftritt ist das kinematische Ereignis, das gemäß der Standard-Pipeline des Labors als „Fersenauftritt“ gekennzeichnet ist. Der Fehler wird pro Schritt berechnet und dann als Gesamtmittelwert ± SD über die Teilnehmer zusammengefasst. Niedrigere Werte zeigen eine bessere Übereinstimmung an. Maßeinheit: Millisekunden (ms) |
4 Jahre
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Zeitfehler beim Abrollen: Kraftmessplatten vs. Vicon
Zeitfenster: 4 Jahre
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Absolute Zeitdifferenz zwischen dem Abstoßen von der Kraftmessplatte und dem durch Vicon erkannten Abstoßen. Der Fehler wird pro Schritt berechnet, innerhalb jedes Teilnehmers gemittelt und dann als Gesamtmittelwert ± SD zusammengefasst. Niedrigere Werte weisen auf eine bessere Übereinstimmung hin. Maßeinheit: Millisekunden (ms) |
4 Jahre
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Ereignisübereinstimmung (%): Vicon vs. Video - Fersenauftritt
Zeitfenster: 4 Jahre
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Prozentsatz der Fersenauftrittsereignisse, bei denen Vicon und die Einzelbild-für-Einzelbild-Videoannotation dasselbe Ereignis innerhalb eines ms-Toleranzfensters anzeigen (mehrere Toleranzfenster werden untersucht). Die Übereinstimmung wird pro Teilnehmer berechnet und als Mittelwert ± SD über die Teilnehmer zusammengefasst. Höhere Werte zeigen eine bessere Übereinstimmung an. Maßeinheit: Prozent (%) |
4 Jahre
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Ereignisübereinstimmung (%): Vicon vs. Video - Abstoßphase
Zeitfenster: 4 Jahre
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Prozentsatz der Zehenabhebungsereignisse, bei denen Vicon- und Videoannotation innerhalb eines Toleranzfensters übereinstimmen (mehrere Toleranzfenster werden bewertet). Berechnet pro Teilnehmer; zusammengefasst als Mittelwert ± SD pro Teilnehmer. Höhere Werte weisen auf eine bessere Übereinstimmung hin. Maßeinheit: Prozent (%) |
4 Jahre
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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IMU-Fersenaufsatz-Erkennungsgenauigkeit
Zeitfenster: 4 Jahre
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Anteil korrekt klassifizierter Fersenauftrittsereignisse durch das IMU-basierte Deep-Learning-Modell im Verhältnis zur Vicon-Referenzmessung (korrekte Klassifizierungen / Gesamtereignisse), berechnet pro Teilnehmer und zusammengefasst als Mittelwert ± Standardabweichung über die Teilnehmer hinweg. Referenz & Toleranz: Vicon-Ereignisbeschriftungen; eine Übereinstimmung wird gezählt, wenn IMU- und Vicon-Ereignisse innerhalb desselben Erfassungsrahmens oder innerhalb eines zu bewertenden Toleranzfensters liegen. Maßeinheit: Prozent (%) |
4 Jahre
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Schrittzeitgenauigkeit
Zeitfenster: 4 Jahre
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Beschreibung: Absolute Differenz der Schrittzeit zwischen der IMU-basierten und der Vicon-basierten Gangerkennung. Die Schrittzeit ist definiert als die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Fersenauftritten gegenüberliegender Füße. Maßeinheit: Millisekunden (ms) |
4 Jahre
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IMU-Fußabstoß-Erkennungsgenauigkeit
Zeitfenster: 4 Jahre
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Anteil der korrekt klassifizierten Zehenabhebungsereignisse durch das IMU-basierte Deep-Learning-Modell im Verhältnis zur Vicon-Referenzmethode (Ground Truth) (richtige Klassifizierungen / Gesamtereignisse), berechnet pro Teilnehmer und zusammengefasst als Mittelwert ± Standardabweichung über die Teilnehmer. Referenz & Toleranz: Vicon-Ereignislabels; eine Übereinstimmung wird gezählt, wenn IMU- und Vicon-Ereignisse innerhalb desselben Erfassungsrahmens oder innerhalb eines zu bewertenden Toleranzfensters liegen. Maßeinheit: Prozent (%) |
4 Jahre
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IMU-Fersenaufsatz-Empfindlichkeit (Erinnerung)
Zeitfenster: 4
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True Positives / (True Positives + False Negatives) für die Fersenauftrittserkennung im Vergleich zu Vicon, pro Teilnehmer berechnet; zusammengefasst als Mittelwert ± Standardabweichung. Höhere Werte sind besser. Maßeinheit: Prozent (%) Referenz & Toleranz: Vicon-Kennzeichnungen; Übereinstimmung innerhalb eines zu analysierenden Toleranzfensters |
4
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IMU-Fersenaufsatz-Spezifität
Zeitfenster: 4 Jahre
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Richtig Negative / (richtig Negative + falsch Positive) für die Fersenauftrittserkennung vs. Vicon, pro Teilnehmer berechnet; zusammengefasst als Mittelwert ± SD. Höhere Werte sind besser. Referenz & Toleranz: Vicon-Labels; Übereinstimmung innerhalb eines zu analysierenden Toleranzfensters Maßeinheit: Prozent (%) |
4 Jahre
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IMU Zehenabhebungsempfindlichkeit (Recall)
Zeitfenster: 4 Jahre
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TP / (TP + FN) für die Zehenabhebungs-Erkennung vs. Vicon, berechnet pro Teilnehmer(n); zusammengefasst als Mittelwert ± SD. Höhere Werte sind besser. Referenz & Toleranz: Vicon-Labels; Übereinstimmung innerhalb eines Toleranzfensters zur Analyse erforderlich Maßeinheit: Prozent (%) Zeitraum: 4 Jahre |
4 Jahre
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IMU-Abrollbewegungs-Spezifität
Zeitfenster: 4 Jahre
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TN / (TN + FP) für die Zehenabstoßerfassung vs. Vicon, berechnet pro Teilnehmer(n); zusammengefasst als Mittelwert ± SD. Höhere Werte sind besser. Referenz & Toleranz: Vicon-Labels; Übereinstimmung innerhalb eines Toleranzfensters zur Analyse Maßeinheit: Prozent (%) Zeitraum: 4 Jahre |
4 Jahre
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Taktgenauigkeit
Zeitfenster: 4 Jahre
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Beschreibung: Absolute Differenz der Schrittfrequenz zwischen IMU-basierten und Vicon-basierten Messungen. Die Schrittfrequenz ist definiert als die Anzahl der Schritte pro Minute. Maßeinheit: Schritte pro Minute (Schritte/min) |
4 Jahre
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Schrittlängen-Genauigkeit
Zeitfenster: 4 Jahre
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Beschreibung: Absolute Differenz der Schrittlänge zwischen IMU-basierten und Vicon-basierten Messungen. Die Schrittlänge ist definiert als der Abstand zwischen den Fersenauftritten entgegengesetzter Füße. Maßeinheit: Meter (mm) |
4 Jahre
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Schritt-Zeit-Asymmetrie-Genauigkeit
Zeitfenster: 4 Jahre
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Beschreibung: Absolute Differenz im Schrittzeit-Asymmetrieindex zwischen IMU-basierten und Vicon-basierten Daten. Der Asymmetrieindex wird als relative Differenz zwischen linken und rechten Schrittzeiten berechnet. Maßeinheit: Prozent (%) |
4 Jahre
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Schrittzeit-Genauigkeit
Zeitfenster: 4 Jahre
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Beschreibung: Absolute Differenz der Schrittzeit zwischen IMU-basierten und Vicon-basierten Daten. Die Schrittzeit ist definiert als die Zeit zwischen den Fersenauftritten desselben Fußes. Maßeinheit: Millisekunden (ms) |
4 Jahre
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Schrittlängen-Genauigkeit
Zeitfenster: 4 Jahre
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Beschreibung: Absolute Differenz der Schrittlänge zwischen IMU-basierten und Vicon-basierten Messungen. Schrittlänge ist definiert als die Distanz zwischen aufeinanderfolgenden Fersenauftritten desselben Fußes. Maßeinheit: Meter (mm) |
4 Jahre
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Standzeit-Genauigkeit
Zeitfenster: 4 Jahre
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Beschreibung: Absolute Differenz der Standzeit zwischen IMU-abgeleiteten und Vicon-abgeleiteten Daten. Standzeit ist definiert als die Zeit vom Fersenauftritt bis zum Zehenabheben desselben Fußes. Maßeinheit: Millisekunden (ms) |
4 Jahre
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Genauigkeit der Doppelstützzeit
Zeitfenster: 4 Jahre
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Beschreibung: Absolute Differenz der Doppelstützzeit zwischen IMU-basierten und Vicon-basierten Messungen. Die Doppelstützzeit bezieht sich auf die Dauer, in der beide Füße Kontakt mit dem Boden haben. Maßeinheit: Millisekunden (ms) |
4 Jahre
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Andere Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Gewicht
Zeitfenster: 4 Jahre
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Das Körpergewicht wird mit einer kalibrierten digitalen Waage gemessen, wobei die Teilnehmer leichte Kleidung und keine Schuhe tragen. Das Gewicht wird einmalig zu Beginn und bei den geplanten Nachuntersuchungen aufgezeichnet. Die Ergebnisse werden als Mittelwert ± Standardabweichung über alle Teilnehmer zusammengefasst. Maßeinheit: Kilogramm (kg) |
4 Jahre
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Höhe
Zeitfenster: 4 Jahre
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Die Körpergröße im Stehen wird mit einem wandmontierten Stadiometer gemessen, wobei die Teilnehmer aufrecht stehen, ohne Schuhe und mit zusammengeführten Fersen. Die Ergebnisse werden als Mittelwert ± Standardabweichung über die Teilnehmer zusammengefasst. Maßeinheit: Meter (mm) |
4 Jahre
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Body-Mass-Index (BMI)
Zeitfenster: 4 Jahre
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Der BMI wird als Gewicht (kg) geteilt durch die Körpergröße im Quadrat (m²) berechnet. Dies bietet ein standardisiertes Maß für das relative Gewicht, das für die Körpergröße angepasst ist. Die Ergebnisse werden als Mittelwert ± Standardabweichung über alle Teilnehmer zusammengefasst. Maßeinheit: Kilogramm pro Quadratmeter (kg/m²) |
4 Jahre
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Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Geschätzt)
Primärer Abschluss (Geschätzt)
Studienabschluss (Geschätzt)
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
Mehr Informationen
Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie
Schlüsselwörter
Andere Studien-ID-Nummern
- 25235_IMU-GAIT
- 25235 (Registrierungskennung: 25235)
Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)
Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?
Beschreibung des IPD-Plans
Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
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