Tillgängligt fjärrrehabiliteringssystem för realtids biomekanisk övervakning

Denna studie syftar till att utveckla och validera en kamera-baserad telerehabiliteringsplattform som kan uppskatta biomekaniska parametrar för människans hand och övre extremitet i realtid. Muskuloskeletala och neurologiska tillstånd kräver ofta kontinuerlig övervakning under rehabilitering, men många patienter – särskilt de i landsbygdsområden eller regioner med otillräcklig vårdtäckning – har begränsad tillgång till frekventa personliga terapimöten. Befintliga telehälsosystem förlitar sig främst på subjektiva rapporter eller periodiska videokonsultationer och saknar ofta kvantitativa biomekaniska mätningar som är nödvändiga för exakt övervakning av återhämtning.

Målet med denna forskning är att utvärdera om datorseende och biomekanisk modellering kan tillhandahålla noggranna, kvantitativa mätningar av ledrörelser och krafter med hjälp av en enda kamera. Den centrala hypotesen är att artificiell intelligens-algoritmer kan detektera anatomiska landmärken på handen från videodata och kombinera dem med mekaniska modelleringstekniker för att uppskatta ledvinklar, vridmoment och muskelkrafter i realtid. Kontinuerlig biomekanisk spårning kan möjliggöra för kliniker att bättre övervaka rehabiliteringsframsteg och göra snabba justeringar av terapiprotokoll.

Deltagare kommer att utföra standardiserade handrörelseövningar medan videodata samlas in med en konsumentkamera som en smartphone eller laptopkamera. Datorseendealgoritmer kommer att identifiera handens landmärken och beräkna ledkinematik. Dessa mätningar kommer sedan att integreras med invers dynamisk modellering för att uppskatta biomekaniska parametrar inklusive ledvridmoment, rörelseomfång och kraftgenerering.

Studien kommer att utvärdera tillförlitligheten och validiteten hos det föreslagna systemet genom att jämföra de beräknade biomekaniska mätningarna med etablerade biomekaniska modeller och referensdatamängder. Nyckelresultat inkluderar noggrannheten i landmärkesdetektering, tillförlitligheten i uppskattning av biomekaniska parametrar och genomförbarheten av fjärrövervakning under rehabiliteringsövningar.

Framgångsrik slutförande av denna studie kommer att demonstrera genomförbarheten av en lågkostnads, tillgänglig telerehabiliteringsplattform som kan leverera objektiv biomekanisk feedback till kliniker och patienter. Detta tillvägagångssätt har potential att förbättra tillgången till rehabiliteringstjänster, öka patientengagemang och stödja datadriven klinisk beslutsfattning i distanssjukvårdsmiljöer.