床旁计算机视觉在脑损伤康复中的姿势评估应用

《Archives of Physical Medicine and Rehabilitation》：Point-of-Care Computer Vision for Postural Assessment in Brain Injury Rehabilitation

　　

摘要

目的

开发和初步评估一个由临床医生主导的、基于计算机视觉（CV）的系统，用于在住院康复期间对获得性脑损伤（ABI）患者进行床旁姿势评估。

设计

横断面和纵向观察性研究，结合临床医生主导的共同创新、可用性测试、可行性评估、临床效用分析，以及针对三维运动捕捉的分析验证。

地点

三级住院神经康复医院。

参与者

康复临床医生（n=10）、ABI患者（n=20；60%为女性；年龄45.0±17.7岁）以及神经系统正常对照组（n=12）。

方法

作业治疗师、物理治疗师、工程师和康复科学家共同开发了一种用于坐位和站立位姿势评估的无标记CV工作流程。评估了可用性、可行性、治疗相关变化、分析有效性以及与临床医生报告指标的相关性。

结果

临床医生报告了极好的可用性（系统可用性量表：85.3±12.3）。所有ABI参与者均完成了测试，无不良事件发生，所有姿势指标均成功采集。在住院神经康复期间，坐位颈部侧屈（β= ?0.084°/天，95% CI：?0.163至?0.005，p=0.037）和站立躯干侧屈（β= ?0.096°/天，95% CI：?0.152至?0.040，p=0.0008）随时间显著下降，表明姿势对线改善。CV指标与临床医生评定的姿势异常相关，包括无支撑坐位躯干位移（ρ=0.531，p=0.023）、骨盆位移（ρ=0.501，p=0.034）和头颈部位移（ρ=0.482，p=0.043）。与运动捕捉的一致性在颈部和躯干侧屈方面较强（两者ICC[A,1]=0.83）。

结论

临床医生主导的共同创新产生了一个可用、可行且有临床意义的CV工具，该工具能够捕捉与治疗相关的姿势变化，并与ABI中临床医生报告的损伤一致。

章节片段

引言

姿势控制是获得性脑损伤（ABI）患者康复的关键组成部分，因为它直接影响平衡、活动能力和进行日常生活活动的能力¹。临床上，姿势障碍常表现为垂直定向受损、负重不对称、姿势摆动增加，以及静态和动态稳定性降低^2–4。在更严重的表现中，身体定向控制障碍可导致侧倾，通常被称为

研究设计与参与者

本研究设计为多阶段、迭代开发和评估研究，结合参与式共同设计和顺序进行的可用性、可行性和分析验证阶段（图1）。招募了三个不同的队列以支持这种方法：（1）康复临床医生，用于评估可用性和工作流程整合；（2）接受住院康复的ABI患者，用于评估可行性和初步临床效用；以及（3）神经系统正常的

结果

临床医生参与者报告了高系统可用性，平均系统可用性量表（SUS）得分为85.3±12.3。所有ABI参与者均成功完成评估程序，无不良事件发生，所有姿势指标在测试期间均成功采集。关于临床效用，在报告时，14名ABI患者获得了纵向坐位评估（≥2次），共28次观察，重复评估按指示的间隔进行

讨论

本研究表明，临床医生主导的共同创新可以将CV方法转化为一个高度可用、可行且分析有效的床旁系统，用于在常规住院康复期间量化ABI患者的坐位和站立姿势对线。这些发现扩展了支持CV作为神经康复人群中获取运动学指标的临床相关方法的日益增长文献^65–70。先前在ABI患者中的工作使用了基于实验室的

局限性

本研究的发现应被解释为支持CV衍生姿势对线指标在住院神经康复中潜在临床相关性的初步证据。需要更大规模、更长持续时间的研究来确定这些指标是否能预测功能性结局或有意义地指导治疗选择。未来的工作应评估不同诊断亚组和严重程度水平下的反应性、最小临床重要差异、跨站点可扩展性，以及

结论

本研究表明，临床医生主导的共同创新可以将计算机视觉转化为一种临床可行的床旁工具，用于神经康复中的姿势评估。在此背景下，CV衍生指标捕捉了与治疗相关的姿势对线变化，并与临床医生观察到的损伤一致，支持其作为恢复客观标志物的相关性。

本材料的任何演示致谢

本工作在2025年于伊利诺伊州芝加哥举行的美国康复医学大会上进行了展示，时间为10月

参考文献

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  Hugues, A. 等。 卒中后物理治疗对平衡的有限证据：系统综述和荟萃分析。 PLoS One 14,

制造商和非药物产品

^aHAS-Motion，加拿大安大略省金斯顿：Visual3D生物力学分析软件。

^bKemtai Ltd，以色列佩塔提克瓦：Kemtai计算机视觉平台。

^cQualisys AB，瑞典哥德堡：Arqus三维运动捕捉系统和Qualisys Track Manager软件。

Elise Kirkby|Helen Burke|Stephanie Cline|Rana Karimpour|Arun Piyasena|Karla Travitz|Stephen Kinney|Annie Whitlock|Nicholas Evans|T. Bradley Willingham