СИСТЕМЫ ВИДЕОАНАЛИЗА ДВИЖЕНИЙ В МЕДИЦИНСКОЙ ПРАКТИКЕ

Т.Т. Батышева, С.В. Тихонов, М.В. Алексеева, Ю.А. Климов, А.И. Шадеркина, В.В. Бородина
ГБУЗ «Научно-практический центр детской психоневрологии Департамента здравоохранения г. Москвы», Москва, Российская Федерация

УДК: 615.8

РЕЗЮМЕ
Введение. Видеоанализ движений (технология захвата движений, motion capture) представляет собой технологию записи, фиксации и в ряде случаев проведения оценки движений объектов или людей в пространстве. Видеоанализ по методу его выполнения возможно разделить на маркерный и безмаркерный захват движений. В данной статье мы рассмотрим существующие решения для видеоанализа движений человека, особенности их применения в различных сферах медицины, спорта и фундаментальных научных исследованиях, а также направления развития данной технологии.
Материалы и методы. Литературный обзор проводился в базах данных PubMed, научной электронной библиотеке Elibrary, а также в открытых интернет-источниках.
Результаты. Как диагностический инструмент маркерный видеоанализ применяется в неврологии и ортопедии и в ряде случаев входит в состав систем для реабилитации пациентов. Безмаркерный видеоанализ является более молодой технологией, и в настоящее время его эффективность и возможности применения активно изучаются и валидируются. Основная часть систем безмаркерного анализа основана на применении глубокого машинного обучения. Безмаркерные технологии значительно уменьшают время проведения исследования и размеры системы, делая её более мобильной и таким образом расширяя возможные сферы применения. В области исследований биомеханики наблюдается тенденция к уменьшению количества аппаратного обеспечения (количества камер и иного оборудования) и внедрению алгоритмов на базе искусственного интеллекта.
Заключение. Области применения маркерного видеоанализа в настоящее время расширяются, и в медицинской практике он выступает как объективный способ оценки биомеханических показателей движения человека, постепенно заменяя предшествующий и долгое время существующий визуальный метод оценки походки в тех случаях, когда требуется высокая точность и достоверность результатов.

Ключевые слова: безмаркерный видеоанализ, протезирование, маркерный видеоанализ, биомеханика движений, управляемая реабилитация.

SYSTEMS OF MOTION CAPTURE IN CLINICAL PRACTICE

T.T. Batysheva, S.V. Tikhonov, M.V. Alekseeva, Yu.A. Klimov, A.I. Shaderkina, V.V. Borodina
Scientific and Practical Centre of Pediatric Psychoneurology of Moscow, Healthcare Department, Moscow, Russian Federation

SUMMARY
Introduction. Video analysis of movements (motion capture technology) is a technology for assessing the movements of objects or people. Based on the method of its implementation, video analysis can be divided into marker-based and markerless motion capture technology. In this article solutions for video analysis of human movements are reviewed, as well as features of their application in various fields of medicine, sports, and fundamental scientific research. Directions for the further development of this technology are discussed.
Materials and methods. This literature review was conducted in the PubMed and Elibrary databases, and open Internet sources.
Results. As a diagnostic tool, marker-based video analysis is currently used in neurology and orthopedics, and in some cases, it acts as a part of systems for patient rehabilitation. Markerless video analysis was developed recently, and its effectiveness and application possibilities are currently being actively studied and validated. The majority of markerless gait analysis systems are based on the use of deep machine learning. Markerless technologies significantly reduce research time and system size, making it more mobile and thus expanding possible areas of its application. In the field of biomechanics research, there is a trend towards reducing the amount of hardware (the number of cameras and other equipment) and applying algorithms which are based on artificial intelligence.
Conclusion. The areas of application of marker-based analysis are currently expanding, and in practical medicine it acts as an objective way to assess biomechanical characteristics of human movement, gradually replacing the previous long-existing method of visual gait assessment in cases where high accuracy and reliability of the results are required.

Keywords: markerless video analysis, prosthetics, marker-based video analysis, biomechanics of movements, controlled rehabilitation.

Татьяна Тимофеевна Батышева – доктор медицинских наук, профессор, директор ГБУЗ «НПЦ ДП ДЗМ», главный внештатный детский специалист по медицинской реабилитации МЗ РФ, главный внештатный детский специалист по неврологии ДЗМ, заслуженный врач РФ, Москва, Российская Федерация.
E-mail: detb18@mail.ru

Сергей Владимирович Тихонов – кандидат биологических наук, ученый секретарь ГБУЗ «НПЦ ДП ДЗМ», доцент кафедры неврологии, физической, реабилитационной медицины и психологии детского возраста ФНМО МИ РУДН; ГБУЗ «Научно-практический центр детской психоневрологии Департамента здравоохранения г. Москвы», Москва, Российская Федерация.
E-mail: detb18@mail.ru

Марина Валерьевна Алексеева – кандидат медицинских наук, заместитель директора по организационно-методической работе ГБУЗ «Научно-практический центр детской психоневрологии Департамента здравоохранения г. Москвы», Москва, Российская Федерация.
E-mail: detb18@mail.ru

Юрий Андреевич Климов – доцент, кандидат медицинских наук, старший преподаватель ГБУЗ «НПЦ ДП ДЗМ», декан медицинского факультета РГСУ; ГБУЗ «Научно-практический центр детской психоневрологии Департамента здравоохранения г. Москвы», Москва, Российская Федерация.
E-mail: detb18@mail.ru

Анастасия Игоревна Шадеркина – – младший научный сотрудник ГБУЗ «Научно-практический центр детской психоневрологии Департамента здравоохранения г. Москвы», Москва, Российская Федерация.
E-mail: detb18@mail.ru

Виолетта Вячеславовна Бородина – врач-ординатор ГБУЗ «Научно-практический центр детской психоневрологии Департамента здравоохранения г. Москвы», Москва, Российская Федерация.
E-mail: detb18@mail.ru