IMUベースの歩行解析手法のためのトレーニングおよびテストデータベース (IMU-GAIT)
本研究の目的は、慣性計測ユニット（IMU）データとViconモーションキャプチャシステムを用いた検証済みグラウンドトゥルース検出を同時に収集することで、歩行イベント（GE）の高品質で同期されたデータセットを確立することです。 主目的は、精度と透明性を保証する厳格なプロトコルを通じて、既存のGE検出の限界（汎用性の低さ、データ多様性の制限、正確な同期の欠如など）に対処することです。 実験は3段階で構成されています。 まず、Vicon由来のGEを補完的なモダリティ（フォースプレートとビデオ記録）を使用して検証および改良します。 次に、IMUデータから直接GE検出を行うための深層学習（DL）アルゴリズムを開発・評価し、Viconアノテーションをグラウンドトゥルースとして使用します。 最後に、GEタイミングの差異が時空間的歩行パラメータ（SGP）に与える影響を分析し、IMUのみのシステムを信頼性のある歩行分析に使用する実現可能性を評価します。
これらの目的を達成することで、本研究はウェアラブルセンサーからのGE検出の精度を向上させ、実験室環境外でのよりアクセスしやすく、スケーラブルで信頼性の高い歩行分析を可能にすることを目指します。
調査の概要
状態
条件
詳細な説明
研究の種類
入学 (推定)
連絡先と場所
研究連絡先
- 名前：Redona Brahimetaj, Doctor of Engineering Sciences
- 電話番号：0032465597448
- メール：redona.brahimetaj@vub.be
研究場所
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Belgium
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Brussels、Belgium、ベルギー、1050
- 募集
- Faculty of Enginnering, ETRO department
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コンタクト：
- Redona Brahimetaj, PhD engineering sciences
- 電話番号：+32 2 629 20 10
- メール：redona.brahimetaj@vub.be
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
- 大人
- 高齢者
健康ボランティアの受け入れ
サンプリング方法
調査対象母集団
説明
対象者選定基準：
- 歩行パターンを妨げる運動障害のない健康な被験者。
- 過去6ヶ月以内に下肢の痛みの既往歴がないこと。
- 過去6ヶ月以内に下肢の損傷・手術歴がないこと。
- 言語：オランダ語及び／又は英語及び／又はフランス語を話せること。
- 年齢18～65歳
- 被験者は指示を理解し質問に答えられること。さらに、痛み・恐怖・不快感を伝達でき、インフォームドコンセントを提供できること。
除外基準：
- 研究を妨げる可能性のある併存疾患を有する者（例：不安定な循環器系障害、肺疾患、重度の骨粗鬆症）。
- センサーやマーカーの設置を困難にする金属インプラントや皮膚疾患を有する者。
研究計画
研究はどのように設計されていますか？
デザインの詳細
コホートと介入
グループ/コホート |
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健常者
年齢18歳から65歳まで
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この研究は何を測定していますか？
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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ヒールストライクタイミングエラー：フォースプレート対Vicon
時間枠：4年
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同期されたフォースプレートで検出された踵接地（基準）とViconモーションキャプチャシステムで検出された踵接地との絶対時間差。 フォースプレートでの踵接地は、垂直床反力が最初に検出されたフレームとして定義されます。 Viconでの踵接地は、ラボの標準パイプラインに基づき「踵接地」とラベル付けされたキネマティックイベントです。 誤差は歩行ごとに計算され、その後、被験者全体の平均±標準偏差として要約されます。 値が低いほど一致度が高いことを示します。 測定単位：ミリ秒（ms） |
4年
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トーオフタイミングエラー：フォースプレート対Vicon
時間枠：4年
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フォースプレートからのトーオフとViconによって検出されたトーオフとの間の絶対時間差。 誤差は一歩ごとに計算され、参加者内で平均化され、その後全体の平均±標準偏差として要約されます。 低い値ほど一致度が高いことを示します。 測定単位：ミリ秒（ms） |
4年
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イベント一致率（％）：Vicon対ビデオ - ヒールストライク
時間枠：4年
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Viconとフレーム毎の動画注釈がミリ秒単位の許容範囲内（複数の許容範囲が検討される）で同一のイベントを示した踵接地イベントの割合。 一致率は参加者ごとに計算され、参加者全体の平均±標準偏差として要約される。 高い値はより良好な一致を示す。 測定単位：パーセント（%） |
4年
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イベント一致率（%）：Vicon対ビデオ - トウオフ
時間枠：4年間
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ビコンとビデオ注釈が許容範囲内で一致するトーオフイベントの割合（複数の許容範囲を評価）。 参加者ごとに計算され、参加者ごとの平均±標準偏差として要約されます。 値が高いほど一致度が高いことを示します。 測定単位：パーセント（%） |
4年間
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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IMU 踵接地検出精度
時間枠：4年
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IMUベースの深層学習モデルによる正しく分類されたヒールストライクイベントの割合（正しい分類数／総イベント数）を、Viconグランドトゥルースに対して参加者ごとに計算し、参加者全体の平均±SDとして要約したもの。 参照と許容範囲：Viconイベントラベル；IMUとViconのイベントが同じ検出フレーム内、または評価する許容ウィンドウ内にある場合に一致とカウントします。 測定単位：パーセント（%） |
4年
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ステップ時間精度
時間枠：4年
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説明：IMU由来とVicon由来の歩行イベント検出間の歩隔時間の絶対差。歩隔時間は、対側の足の連続する踵接地間の時間として定義されます。 測定単位：ミリ秒（ms） |
4年
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IMU トーオフ検出精度
時間枠：4年
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IMUベースのディープラーニングモデルによるトウオフイベントの正しく分類された割合を、Viconグラウンドトゥルースとの相対値で示したもの（正しい分類数／総イベント数）。被験者ごとに計算し、被験者全体の平均±標準偏差として要約した。 参照と許容範囲：Viconイベントラベル；IMUとViconのイベントが同じ検出フレーム内、または評価する許容ウィンドウ内にある場合に一致とカウントする。 測定単位：パーセント（%） |
4年
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IMU 踵接地感度（再現性）
時間枠：4
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ヒールストライク検出の真陽性 / (真陽性 + 偽陰性) をViconとの比較で算出、参加者ごとに計算。平均 ± 標準偏差で要約。 値が高いほど良好。 測定単位: パーセント (%) 参照 & 許容範囲: Viconラベル; 解析対象となる許容ウィンドウ内での一致 |
4
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IMU 踵接地特異性
時間枠：4年
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ヒールストライク検出の真陰性 / (真陰性 + 偽陽性) をViconとの比較で計算、被験者ごとに算出；平均 ± 標準偏差として要約。 値が高いほど良好。<\/p> 基準 & 許容範囲：Viconラベル；解析対象となる許容窓内での一致<\/p> 測定単位：パーセント (%)<\/p> |
4年
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IMU トーオフ感度（リコール）
時間枠：4年
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トーオフ検出のTP / (TP + FN) 対 Vicon、被験者ごとに計算；平均 ± SDで要約。 高いほど良い。 参照と許容差：Viconラベル；分析のために許容範囲内で一致 測定単位：パーセント（%） 期間：4年間 |
4年
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IMU トーオフ特異性
時間枠：4年
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トーオフ検出におけるTN / (TN + FP) 対 Vicon、参加者ごとに計算；平均 ± 標準偏差で要約。 参照と許容範囲：Viconラベル；分析用の許容ウィンドウ内での一致 測定単位：パーセント（%） 期間：4年間 |
4年
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ケイデンス精度
時間枠：4年
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説明：IMU由来とVicon由来の測定値の間のケイデンスの絶対差。 ケイデンスは1分あたりの歩数を定義します。 測定単位：1分あたりの歩数 (歩/分) |
4年
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ステップ長精度
時間枠：4年
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説明：IMU由来とVicon由来の測定値の間の歩幅の絶対差。 歩幅は、対側の足の踵接地間の距離として定義されます。 測定単位：メートル（ミリメートル） |
4年
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ステップ時間非対称精度
時間枠：4年
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説明：IMU由来データとVicon由来データの間のステップ時間非対称指数の絶対差。 非対称指数は、左右のステップ時間の相対差として計算されます。 測定単位：パーセント（%） |
4年
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ストライド時間精度
時間枠：4年間
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説明：IMU由来データとVicon由来データとの間の歩行周期の絶対差。 歩行周期は、同じ足の踵接地の間の時間として定義されます。 測定単位：ミリ秒（ms） |
4年間
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歩幅精度
時間枠：4年
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説明：IMU由来とVicon由来の測定値間の歩幅の絶対差。歩幅は、同じ足の連続する踵接地間の距離として定義されます。 測定単位：メートル（mm） |
4年
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スタンス時間精度
時間枠：4年
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説明：IMU由来データとVicon由来データの間の立脚時間の絶対差。 立脚時間は、同じ足の踵接地からつま先離地までの時間と定義されます。 測定単位：ミリ秒（ms） |
4年
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二重支持時間精度
時間枠：4年間
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説明：IMU由来とVicon由来の測定値における二重支持時間の絶対差。 二重支持時間とは、両足が地面に接触している期間を指します。 測定単位：ミリ秒（ms） |
4年間
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その他の成果指標
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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体重
時間枠：4年
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体重は、校正済みのデジタルスケールを使用して測定され、参加者は軽装で靴を脱いだ状態で行われます。 体重はベースライン時と定期的な追跡調査時に1回記録されます。 結果は参加者全体の平均値±標準偏差として要約されます。 測定単位：キログラム（kg） |
4年
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身長
時間枠：4年
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身長は壁掛け式のステディオメーターを使用して測定され、参加者は直立し、靴を脱ぎ、かかとを揃えて立ちます。 結果は参加者全体の平均±標準偏差として要約されます。 測定単位：メートル（mm） |
4年
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ボディマス指数（BMI）
時間枠：4年
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BMIは体重（kg）を身長の2乗（m²）で割って計算します。 これは身長で調整された相対体重の標準化された指標です。 結果は参加者全体の平均±標準偏差として要約されます。 測定単位：平方メートルあたりキログラム（kg/m²） |
4年
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協力者と研究者
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (推定)
研究の完了 (推定)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
キーワード
その他の研究ID番号
- 25235_IMU-GAIT
- 25235 (レジストリ識別子：25235)
個々の参加者データ (IPD) の計画
個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?
IPD プランの説明
医薬品およびデバイス情報、研究文書
米国FDA規制医薬品の研究
米国FDA規制機器製品の研究
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