Podcast
“Technologie w Rehabilitacji”
Odcinek #061
Ten odcinek jest dla Ciebie, jeżeli:
- chcesz wiedzieć, co w ogóle oznacza wideo analiza 2D?
- ciekawi Cię, jakie są zalety, a jakie wady wideo analizy ruchu?
- zastanawiasz się, czym jest efekt paralaksy i efekt Hawthorne’a i jak wpływa na pomiar?
- chcesz wiedzieć, dlaczego system wideo analizy pozwala dosłownie “cofnąć czas”?
Słuchaj w wybranej platformie streamingowej:
Spotify
Apple Podcast
YouTube
- Skąd pomysł na odcinek o systemie do analizy wideo?
- O czym dokładnie będzie odcinek?
- Skąd wzięła się wideo analiza ruchu 2D?
- Sprzęt i jego koszty do wideo analizy wczoraj i dziś
- Jak wygląda sam pomiar i analiza wideo 2D?
- Jak wyglądają przykładowe systemy do wideo analizy ruchu?
- Synchronizacja obrazu z więcej niż jednej kamery – czy jest ważna przy analizie wideo?
- Czy łatwo nauczyć się obsługi systemu do analizy ruchu 2D?
- Mobilność i nieinwazyjność jako zalety tego typu systemów
- Czy systemy wideo analizy ruchu pozwalają na obiektywne pomiary?
- Wady systemów do wideoanalizy – efekt paralaksy
- Jak sobie radzić z efektem paralaksy?
- Wada nr 2 czyli ręczna analiza to podstawa
- Wada nr 3 i nr 4 czyli brak trzeciej płaszczyzny ruchu i okluzja
- Wada nr 5 – artefakty tkanek miękkich
- Wada nr 6 – ostatnia – efekt Hawthorne
- Podsumowanie zalet i wad systemów do wideoanalizy ruchu
- Wideo analiza ruchu 2D a badania naukowe
- Kiedy stosować systemy do analizy wideo 2D?
- Czym się kierować przy wyborze rozwiązania do analizy wideo 2D?
- Więcej niż kamera czyli system – jak wybrać?
- Wyboru c.d. – sprawdź możliwości analizy
- Wyboru c.d. – czy można rozbudować system w przyszłości i o co?
- Wyboru c.d. – a jak z raportowaniem?
- Ile kosztuje system do wideoanalizy ruchu?
- Jak wygląda szkolenie z systemu analizy wideo – na przykładzie rozwiązań Noraxon?
- Jak wygląda system wideo od strony serwisowej?
- Podsumowanie i zakończenie odcinka
Skąd pomysł na odcinek o systemie do analizy wideo?
Tradycyjnie na początku kilka słów wyjaśnienia, skąd w ogóle pomysł na ten odcinek. Bo jeżeli śledzicie ten podcast, to nie jest pierwszy odcinek o tej tematyce ogólnie. Mieliśmy wcześniej kilka odcinków o samej analizie ruchu albo o krótkich porównaniach między różnymi technologiami służącymi analizie ruchu.
Ale nie było jeszcze w tym podcaście takiego zebranego jednego materiału o właśnie wideoanalizie ruchu, a dokładniej wideoanalizie ruchu 2D. W odcinku tym, od razu też mówię, posłużymy się w niektórych momentach, ale rzadko, odniesieniami do systemu, do wideoanalizy 2D, którego jesteśmy dystrybutorem na Polskę, czyli Noraxon Ninox z oprogramowaniem myoVideo.
Ponieważ jest to konkretnie o jakimś wycinku rynku, o jakiejś konkretnej technologii mającej bardzo sprecyzowane zastosowania i miejsce w całej układance, jeżeli chodzi o diagnostykę narządu ruchu, to potraktujemy to też jako początek kolejnej z serii. Na wzór tego, co robiliśmy o Tyromotion jakiś czas temu, ale tutaj będzie mocne ukierunkowanie na diagnostykę, na różne technologie służące właśnie do oceny i analizy ruchu człowieka.
Co do poprzednich treści, linki będą w opisie tego odcinka, ale na pewno część informacji była wcześniej w odcinku czwartym, czyli bardzo dawno temu, gdzie omawialiśmy rozterki związane z zakupem systemu do analizy ruchu, a także były przynajmniej dwa wpisy blogowe, gdzie rozprawialiśmy o wadach i zaletach różnych systemów do analizy ruchu, a także dokonaliśmy takiego ogólnego przeglądu takich systemów.
Myślę, że po zakończeniu tej serii warto będzie to lekko odświeżyć.
I jeszcze jedna ważna rzecz.
Pamiętajcie, że nasze treści w przypadku odcinków produktowych kierujemy do profesjonalnego odbiorcy, zwłaszcza do osób wykonujących zawody medyczne. A ponieważ urządzenie Noraxon Ninox z oprogramowaniem jest wyrobem medycznym, należy je stosować zgodnie z etykietą lub instrukcją użytkowania.
O czym dokładnie będzie odcinek?
A teraz, skoro mamy i wstęp i część formalno-prawną za sobą, przechodzimy już do głównego tematu tego odcinka. Zaczniemy od tego, że opowiem tak ogólnie czym jest wideoanaliza 2D, trochę opowiem jak to wygląda technicznie, trochę opowiem jakie są zalety, jakie są wady, jak wybrać takie rozwiązanie, na co zwrócić uwagę, czy można je rozbudować. I ogólnie wszystko to, co w miarę można umieścić w jakiś ramach relatywnie krótkiego odcinka, się tutaj znajdzie.
Skąd wzięła się wideo analiza ruchu 2D?
Zaczynamy od tego, skąd się to w ogóle wzięło.
O, może tak historycznie. Analiza 2D to tak naprawdę jest analiza płaskiego obrazu.
Kiedyś to były zdjęcia, teraz jest to i zdjęcie, i obraz wideo, więc jakby jeżeli bardzo mocno chcielibyśmy się cofnąć w historii, to w XIX wieku Eadward Muybridge wykonywał zdjęcia sekwencyjne konia galopującego, zrywającego kolejne linki – potykacze – z kamer i były wykonywane zdjęcia.
Chciano znaleźć odpowiedź na pytanie, czy podczas galopu konia wszystkie jego kończyny są na ziemi, czy zawsze jedna przynajmniej musi się podpierać. Więc jeżeli kogoś to mocno interesuje, Eadward Muybridge i analiza zdjęciowa konia, to jest taki początek do tego.
Następnie co? Mieliśmy na pewno obserwacyjną analizę chodu. To polegało na tym, że ktoś sobie siedział i obserwował jak ktoś chodzi lub jak ktoś wykonuje jakiś ruch i stąd się wzięła potrzeba tego – ponieważ nasze oko nie jest super doskonałe i nie jest w stanie wychwycić wszystkich szczegółów, wprowadzono zapis wideo, który wspomagał tą obserwacyjną analizę chodu.
Następnie zaczęto synchronizować sobie te zapisy, synchronizować na zasadzie takiej, że jeden obraz wideo, jedna kamera to jednak było za mało, żeby uchwycić wszystko, co się stało.
Pamiętajmy, analiza wideo ma jedną kolosalną przewagę nad obserwacyjną analizą. Ona nam pozwala po prostu cofnąć czas. Generalnie jak ktoś przed nami przejdzie, czy wykona jakiś wzorzec ruchowy, to to się stało.
Ile zarejestrowały nasze oczy, patrząc przez pryzmat tego, jak mocno jesteśmy zmęczeni, jakie jest oświetlenie i tak dalej, jak jesteśmy względem pacjenta usytuowani, to tyle zarejestrowaliśmy.
Analiza wideo nam pozwala trochę ten czas cofnąć, przyspieszyć, oddalić. Będzie o tym troszkę później w tym odcinku. No więc jak się okazało, że jedna kamera wideo to za mało, zaczęto je zsynchronizować dokładając kolejne. Co wtedy wymagało drogich komputerów.
Sprzęt i jego koszty do wideo analizy wczoraj i dziś
Pamiętam jakieś 12 lat temu, kiedy pojawiały się na szerszą skalę takie komercyjnie dostępne systemy, że było oprogramowanie i była możliwość synchronizacji tego obrazu wideo, to często komputer był droższy niż te kamery. I to nie dlatego, że on miał nie wiadomo jaką moc obliczeniową, tylko że wtedy nie było tak dobrych kamer na przykład na USB i nie dało się ich zsynchronizować w żaden sposób, w żaden sensowny sposób.
Więc tak naprawdę budowano stację roboczą, do której wkładano kamery, które były stosowane przy profesjonalnych produkcjach wideo. I taki komputer potrafił kosztować kilkadziesiąt tysięcy złotych, a kamera tylko kilka tysięcy, taka szybkoklatkowa. Więc jakby koszt tego sprzętu był kolosalny w porównaniu do kosztu oprogramowania.
Teraz sytuacja się odwróciła. To oprogramowanie nawet trochę staniało w porównaniu z tym, co było kilka, kilkanaście lat temu, a sprzęt spadł cenowo o kilka rzędów wielkości.
Teraz, żeby mieć system, który ma dwie zsynchronizowane kamery wideo, to potrzebujemy takiego mocniejszego gamingowego laptopa. Za 5-6 tysięcy plus VAT spokojnie można by już takiego laptopa kupić i do tego potrzebujemy dwie kamery wideo i często są to trochę lepsze kamery, które umożliwiają po prostu zapis obrazu z większą ilością niż 30 klatek na sekundę. I te kamery spokojnie działają na USB.
Więc teraz odwraca się to, koszt komputera jest relatywnie mały w stosunku do kosztu oprogramowania, które ma mieć sporo funkcji. Bo takie zwykłe oprogramowanie do zapisu wideo, no to nie oszukujmy się nie jest drogie.
Jak wygląda sam pomiar i analiza wideo 2D?
No dobra, ale jak wygląda jakby sam pomiar?
Co rozumiemy przez system 2D? 2D to jest po prostu dwie płaszczyzny, two dimensions. I w obrębie tych płaszczyzn my tak naprawdę rejestrujemy koordynaty 2D. To są informacje na obrazie czy na stopklatce wideo, czyli na zdjęciu, czy na samym obrazie wideo to są informacje o ruchu z jednej strony na drugą tej ramki obrazu, upraszczając powiedzmy lewo-prawo, i informacje też o ruchu w górę i w dół w obrębie tej danej ramki obrazu. Ten ruch, jeżeli będziemy śledzić go w postaci jakiegoś punktu, to możemy opisać za pomocą koordynatów. Cofając się do matematyki, XY powie nam, jakie to jest przemieszczenie, gdzie to się po prostu mieści. No ale oprócz koordynatów mamy coś, jak wielu osób stosujących analizę wideo mówi, mamy sam obraz i film z analizy, bo to nam daje o wiele więcej. Analiza 2D oznacza też, jakie płaszczyzny my tak naprawdę mierzymy. Zasadniczo mówi się, że te pomiary wykonujemy najczęściej w płaszczyźnie strzałkowej, czyli wszystkie zgięcia, zgięcia stawu biodrowego, zgięcia stawu kolanowego. I w płaszczyźnie czołowej: odwiedzenia, przywiedzenia. Pewnie jakby się gdzieś uprzeć i ustawić tą kamerę inaczej, to moglibyśmy mierzyć np. rotację całego ciała wzdłuż osi. Ale nam chodzi o uchwycenie jak największej ilości stawów, więc tutaj no niestety rotacji za mocno sobie nie zmierzymy, tak, jakby do mierzenia rotacji są inne systemy, są systemy 3D, o nich będzie na pewno w innym materiale. Więc co do zasady, my widzimy płaski obraz jakiegoś ruchu, natomiast zawsze należy mieć z tyłu głowy, że każdy ruch nie jest wykonywany w formie płaskiej, on jest zawsze wykonywany w przestrzeni w 3D, bo nasze ciała mają formę przestrzenną, są bryłami, czy nam się to podoba, czy nie. Stąd też nasz ruch ma dodatkową głębię i on wychodzi poza ramy lewo, prawo, czy góra, czy dół i to zawsze trzeba mieć gdzieś z tyłu głowy, że to nie jest jedyne źródło prawdy. To jest jakaś projekcja tego ruchu na płaszczyźnie, na obrazie, który my widzimy. Jak my później odtwarzamy ten obraz w wideo, to nie jest tak jak obraz z naszych oczu, my nie będziemy widzieli tej głębi. I jakby co jest największą wartością? Nawet nie te koordynaty, jak przed chwilą wspomniałem, tylko samo wideo 2D. To, że my możemy cofnąć ten czas, to, że my możemy go zwolnić, możemy go przyspieszyć, możemy go przybliżyć, możemy powtarzać jakiś cykl, jakiś jego kawałek, tyle razy ile potrzebujemy, żeby dobrze tego pacjenta sparametryzować, żeby go dobrze opisać, żeby postawić mu trafne rekomendacje co do dalszego postępowania z nim. Oczywiście są na świecie osoby, które bez narzędzi potrafią za pomocą obserwacyjnej oceny chodu czy obserwacyjnej oceny ruchu podejmować decyzje. I to nawet kliniczne, ale to tak naprawdę wymaga lat doświadczeń, aby ta ich – dla większości z nas tak naprawdę subiektywna ocena – miała znamiona oceny obiektywnej. A ponieważ większość z nas nie chce czekać tych lat czy dziesiątek lat, żeby nabrać takiej płynności skupiając się na tym jednym wycinku biomechaniki i tym jednym wycinku badawczym, jakim jest obserwacyjna analiza ruchu, możemy się wspomagać technologią. Ona będzie tą naszą taką protezą, czego my nie ocenimy sami, starając się uchwycić to jedno, jedyne przejście pacjenta, który mamy dla siebie, bo ruch jest na przykład za szybki i on się już wydarzył, a nas na przykład coś rozproszyło w sali, to technologia pozwala nam dosłownie, tak jak cały czas mówię, cofnąć czas i dokładnie obejrzeć, co się stało.
Jak wyglądają przykładowe systemy do wideo analizy ruchu?
Może teraz krótko o tym, jak wyglądają takie systemy już technicznie. Wiecie, jakby… większość z nas, myślę, że tak 99% z nas, a chyba wszyscy, którzy słuchają tego podcastu, zawsze ma ze sobą system do analizy wideo 2D. Każdy z nas ma smartfona w kieszeni, z nielicznymi wyjątkami pewnie. Więc jeżeli potrzeba nam tylko obrazu z jednej kamery wideo, no to my jesteśmy zawsze gotowi do pracy. Każdy z nas jest w stanie nagrać ten obraz wideo. Są aplikacje płatne – mniej lub bardziej – które umożliwiają jakąś podstawową formę analityki przeprowadzić. My zawsze jesteśmy gotowi do przeprowadzenia analizy wideo. Diabeł tkwi w szczegółach.
Z jedną kamerą – możemy wziąć kamerę internetową, którą mamy. Może niekoniecznie tą wbudowaną w laptop, ale jakąś zewnętrzną na kablu. Postawić ją przed swoim laptopem w gabinecie i też wykonywać zapis obrazu, i później to obrabiać. Problem się pojawia wtedy, kiedy my chcemy mieć więcej niż obraz… Przepraszam. Obraz z więcej niż jednej kamery, z więcej niż jednej perspektywy, zwłaszcza jednocześnie, no bo jeżeli nie jednocześnie, no to zawsze możemy mówić pacjentowi, osobie badanej, żeby jeżeli nie wiem, wykonał jakiś wzorzec ruchowy, najpierw go robił przodem do kamery, potem tyłem, bokiem i tak dalej.
Synchronizacja obrazu z więcej niż jednej kamery – czy jest ważna przy analizie wideo?
Natomiast jeżeli chcemy łapać ten sam ruch z różnych perspektyw w tym samym czasie, no to bardzo rzadko wystarczy podłączyć dwie kamery, bo zawsze dochodzi tutaj ten komponent ich synchronizacji, czyli żeby one faktycznie rozpoczynały rejestrację tego obrazu, albo przynajmniej zarejestrowały obraz i później ten obraz był zapisany z początkiem i końcem w tym samym momencie na obydwu tych kamerach. To da się rozwiązać jakimiś dodatkowymi rzeczami, które nam pokażą, że rozpoczyna się pomiar na obrazie z każdej kamery i później trzeba to ręcznie niestety przyciąć – lub może się to dziać automatycznie też za pomocą jakichś sygnałów synchronizujących. Tu dużo zależy od tego technicznie jaki posiadamy system.
Czy łatwo nauczyć się obsługi systemu do analizy ruchu 2D?
Też systemy 2D mają taką bardzo łatwą, można powiedzieć krzywą uczenia się. Każdy umie ustawić kamerę. Łatwo generalnie nauczyć się tego, jak ustawiać też parametry obrazu, jasność, przybliżenie, oddalenie, ostrość, żeby o tym pamiętać. Nawet jeżeli oprogramowanie ma jakąś formę narzędzi analitycznych w środku, to też co do zasady łatwo nam jest to mówiąc po prostu po ludzku ogarnąć, no bo narysować coś na obrazie będziemy umieli bez jakiegoś super szkolenia, jeżeli będzie jakaś formuła śledzenia punktów charakterystycznych na ciele badanej osoby, śledzenia markerów, to też relatywnie łatwo jest się tego nauczyć. Dane są też użyteczne, one są od razu użyteczne przede wszystkim. Oczywiście też do tego stopnia takiego my znamy ograniczenia tych danych, czyli to co mówiliśmy wcześniej, że to są dane 2D, nie ma tej głębi i jeszcze parę innych rzeczy, o których będzie w sekcji o wadach. Tam też są takie dwa główne ograniczenia, o których trzeba pamiętać przy analizie.
Mobilność i nieinwazyjność jako zalety tego typu systemów
Na pewno też te systemy są mocno przenośne. Smartphone jest ultra przenośny, to chyba nikt nie będzie tutaj polemizował, ale same kamery też, laptop zasilany bateryjnie, kamera na USB, jesteśmy gotowi do pracy.
Nie są inwazyjne zasadniczo. Jedyna jakaś tam forma inwazyjności to jest taka, że nie wiem, musimy nakleić markery lub jakieś taśmy lub znaczniki na badanej osobie, ale bardzo rzadko trzeba tą osobę rozebrać tak jak na przykład do analizy 3D w laboratorium, że jest się w samej bieliźnie. Tak to można spokojnie robić na ubraniach. Względnie czasem my analizę wideo robimy też bez znaczników. Jeżeli chcemy oceniać powtarzalnie jakieś skoki, hop-testy, to też zawsze to można po prostu zapisywać i to się robi też bez znaczników. W nowszych systemach, takich właśnie jak Noraxon, o którym wspomniałem na początku – od niedawna jest też formuła takiej bezmarkerowej analizy wideo 2D. Tam już w ogóle nie musimy żadnych znaczników dawać. Algorytm, pod warunkiem, że widzi całe ciało osoby badanej, jest w stanie wyznaczyć punkty charakterystyczne i na tej podstawie mierzyć kąty. Następnie trzeba też jeszcze uważać na to, czy jak mamy znaczniki, czy jak coś wyrysujemy, czy to oznaczenie znaczników odbywa się automatycznie, żeby sobie ten cały obraz przejrzeć, czy gdzieś te punkty nie poprzeskakiwały, gdzieś ten algorytm nie popełnił jakiegoś drobnego problemu.
Czy systemy wideo analizy ruchu pozwalają na obiektywne pomiary?
Na pewno też systemy 2D są obiektywne, zdecydowanie bardziej obiektywne niż praca bez tych systemów, to trzeba sobie jasno powiedzieć, no bo ta obiektywność polega nie tylko na tym, że mamy obraz zapisany, możemy go sobie opisać, ale przede wszystkim, że my jesteśmy w stanie obiektywnie ocenić pacjenta, bo jest mniejsza szansa, że nam coś umknie, więc co do zasady, systemy wideo 2D na pewno zwiększają Twoje możliwości obiektywne. To są zalety i główna rzecz, na którą warto zwrócić uwagę, wybierając taki system.
Wady systemów do wideoanalizy – efekt paralaksy
Jakie są wady? No to jest już taki ciekawszy temat.
Przede wszystkim jest jedna główna wada w systemach wideo 2D w szczególności. Nazywasz to efekt paralaksy, czyli prosto mówiąc przy różnych kątach patrzenia mamy różne wyniki. Możecie to zrobić za pomocą eksperymentu bardzo prostego domowego, właściwie dwóch. Jeden jest taki, że wyobraźcie sobie sytuację, albo nawet jeżeli następnym razem będziecie jechać samochodem. Kierowca patrzy na prędkościomierz w samochodzie, patrzy na niego na wprost, to widzi gdzie ta wskazówka prędkościomierza jest. Tu bym polecał akurat robić to może w samochodach, które jeszcze nie mają cyfrowego wyświetlacza, bo to wtedy łatwiej jest na tym uchwycić, w tych cyfrowych niekoniecznie ta głębia musi być tak widziana, zależy od wyświetlacza. Mamy wskazówkę prędkościomierza, patrzymy na nią, widzimy, nie wiem, jedziemy 50-60 km/h. Pasażer siedzący z boku, jeżeli popatrzy ze swojej perspektywy na ten sam prędkościomierz, nie zobaczy tych 50 km na godzinę, zobaczy inną wartość, bo patrzy na to pod kątem. Nie widzi dokładnie na wprost, jak ta wskazówka jest rzutowana też na tą płaszczyznę pod nią, która jest. Pasażer siedzący na tylnej kanapie od strony kierowcy też będzie widział inną prędkość niż kierowca i osoba siedząca z przodu. Kąt widzenia wpływa nam na to, jaki mamy wynik.
Drugi eksperyment, jeżeli ten będzie dla Was niewystarczający, to będzie wymagał trochę więcej zabawy.
Musicie na przykład w domu wziąć jakiś element, idealnie byłoby, żeby przynajmniej jedna z, dwie krawędzie tego elementu tworzyły kąt prosty. To może być na przykład zeszyt, notatnik, cokolwiek innego. Kładziecie go na przykład, albo nie wiem, rama okna otwartego. W przypadku tego zeszytu, notatniku, kładziecie go sobie płasko na stole i robicie jego zdjęcie, pilnując tego, żeby powierzchnia aparatu, którym będziecie robili zdjęcie, powierzchnia tego obiektywu była równoległa do powierzchni tego notatnika, tego zeszytu. Jeżeli to zdjęcie, nie wiem, nawet weźmiecie, wydrukujecie lub wyrysujecie kąt po tych krawędziach, ważne jest to, żeby to sobie wyrysować, a nie na to tylko patrzeć, no bo nasz umysł zawsze będzie wiedział, że to jest kąt prosty, a na wydruku zobaczycie, że tam faktycznie ten kąt prosty jest. Nie patrzcie już z góry na ten zeszyt, tylko usiądźcie przed tym biurkiem, żeby przed wami leżał ten zeszyt, nawet trochę przesuńcie się w bok, odchylcie się na krześle do tyłu i pod takim kątem zróbcie zdjęcie tego notatnika znowu. I narysujcie sobie krawędzie tego kąta prostego, które tam były. Jak to porównacie, zobaczycie, że ten kąt już prosty nie jest, tylko mamy kąt ostry.
I to jest bardzo częsty błąd przy analizie wideo, zwłaszcza z dużej odległości. Jeżeli patrzymy na jakiegoś zawodnika od przodu i on trzyma kończynę górną przy sobie, przewiezioną, zgiętą w łokciu pod kątem 90 stopni, no to zawsze to będzie dla nas, patrząc na wprost na niego, te 90 stopni. Ale jeżeli on będzie stał do nas pod kątem, a my będziemy patrzeć na niego lekko z góry, to zobaczymy tą kończynę zgiętą pod zupełnie innym kątem. Więc efekt paralaksy to jest coś, na co musimy zwracać szczególną uwagę i jak sobie z nim radzić.
Jak sobie radzić z efektem paralaksy?
Tutaj musimy zachować bardzo dużą higienę co do warunków pomiarowych, które mamy. Czyli przede wszystkim musimy pilnować tego, żeby kamera była zawsze pod takim samym kątem nachylona. Idealnie byłoby, żeby ona nie była nachylona, żeby lustro tego obiektywu – ten obiektyw był prostopadły do ziemi,
równoległy do tego, co my mierzymy. Czyli tak jak stoimy na wprost lustra, tak to powinno wyglądać.
Jeżeli nie montujemy tej kamery w żaden sposób na ścianie, tylko ją przenosimy, to pamiętajmy też o tym, żeby zawsze pacjent stał w tej samej odległości od kamery. Czy wyrysowując sobie jakieś linie, czy używając miarki i zaznaczając to taśmą klejącą. No bo jeżeli raz będzie dalej, raz będzie bliżej, no to siłą rzeczy będziemy mieli trudność też w porównaniu różnych wyników, trudność w porównaniu pewnych zakresów. Nawet do tego stopnia, że jeżeli raz jest ktoś bardzo daleko, a raz ktoś jest bardzo blisko kamery, to my mamy nawet różną dokładność, z jaką my złapiemy to, jak się zmieniają na przykład kąty na obrazie, nie? No bo z większej odległości ciężej nam wychwycić pewne szczegóły. Ta odległość, to trzymanie tej odległości jest też ważne z racji tego, że w niektórych systemach jest też możliwość tzw. kalibracji tego obrazu. Kalibracji na zasadzie takiej, że my, nie wiem, kładziemy przed, na tej płaszczyźnie, którą chcemy mierzyć jakiś element, którego wymiary znamy. Nie wiem, niech to będzie belka z FMS-a, która ma długość 100 cm, albo cokolwiek innego.
Nie pamiętam jaki rozmiar ma belka z FMS-a, więc jakby nie hejtujcie mnie w komentarzach, jeżeli się okazało, że nie ma 100. Ale załóżmy, że ma 100, wiemy, że ma 100, kładziemy ją, zaznaczamy jej skrajne krawędzie na obrazie i mówimy komputerowi: „ta odległość w pikselach na tej ramce obrazu z tej odległości wynosi 100 cm” i on na tej płaszczyźnie będzie Wam pokazywał przemieszczenie obrazu. Lewo, prawo, góra, dół, tak jak mówiliśmy w ramach tych koordynatów, właśnie w tej jednostce miary, czyli w centymetrach. Ale jeżeli ktoś się oddali o pół metra albo się przybliży o pół metra, to 100 centymetrów nie będzie setką dalej. To będzie trochę takie porównanie jak taka ryba u wędkarzy. Każdy będzie to widział inaczej, więc tu trzeba zachować tą higienę, żeby zawsze pilnować tego miejsca, gdzie jesteśmy. I to jest ta największa wada, czyli efekt paralaksy.
Wada nr 2 czyli ręczna analiza to podstawa
Druga taka wada, ale już mniejsza, to jest to, że jednak ten obraz wymaga ręcznej analizy, czyli tej ręcznej interakcji. Samo się nie zrobi, z małym wyjątkiem – o nim na końcu tego podpunktu. Albo rysujemy, albo przy systemach markerowych oznaczamy, poprawiamy, wycinamy. Przy bezmarkerowych pilnujemy tego, czy on to dobrze zaznaczył. I wymaga może nawet nie analizy, tylko takich ręcznych czynności manipulacyjnych przy obrazie, im bardziej automatycznie system, właśnie taki jak na przykład Noraxon, pozwala automatycznie śledzić markery, tym jest nam łatwiej. I bardziej nasza część związana z analizą tych danych wiąże się z tym, że my przeglądamy sobie te dane, przed puszczeniem ich do raportu, na przykład jakiejś gotowej, bezmarkerowej analizy, biegu, ale o tym w osobnym webinarze i osobno na naszej stronie. Może też powiem trochę o tym pod koniec.
Wada nr 3 i nr 4 czyli brak trzeciej płaszczyzny ruchu i okluzja
Kolejną wadą jest brak trzeciej płaszczyzny ruchu, czyli generalnie zasadniczo będzie to brak rotacji, która jest obecna w systemach 3D.
Mamy też takie zjawisko, które po angielsku nazywa się okluzja. Tak naprawdę chodzi o to, że mając zwłaszcza markery albo śledząc automatycznie jakieś punkty na ciele osoby poddawanej pomiarom, czasem jest tak, że wyobraźmy sobie sytuację, że chodzimy na bieżni i ktoś z jakąś określoną prędkością po tej bieżni chodzi czy po tej bieżni idzie, biegnie. No i oprócz ruchu kończyn dolnych następuje też najczęściej ruch kończyn górnych.
To jest dla nas naturalne, że tymi kończynami górnymi też ruszamy i co jakiś czas my przesuwamy dłonią kończyny górnej przed obiektywem kamery zasłaniając staw biodrowy. Jeżeli tam jest marker lub automatyczny punkt, no to lepsze systemy potrafią zinterpretować to, że my przed chwilę zasłaniamy ten marker i wykonują uzupełnienie tej ścieżki, której nie ma. A w systemach, które nie mają takiej automatyki, my po prostu stracimy ten wycinek. Nie będziemy wiedzieli, co się dzieje z biodrem. Jak nie wiemy, co się dzieje z biodrem i on jest podstawą do na przykład kąta w stawie kolanowym czy kąta pochylenia tułowia, no to będziemy mieli takie puste plamy na wykresie. I trzeba o tym po prostu pamiętać. Bo generalnie, jeżeli brakuje nam markera, to brakuje nam danych. Brakuje nam punktów, brakuje nam danych i w płaszczyźnie strzałkowej to jest właśnie najczęściej widoczne, zwłaszcza w obrębie miednicy.
Wada nr 5 – artefakty tkanek miękkich
Kolejną wadą, ale to jest tak naprawdę wada dotycząca także systemów 3D do analizy ruchu, także systemów całkowicie bezmarkerowych, to jest coś, co nazywamy artefaktami tkanek miękkich. Obraz, który my rejestrujemy, to jest obraz naszej skóry, naszej powierzchni ciała. Jeżeli pod tą powierzchnią skóry jest dużo miękkiej tkanki, np. tłuszczowej, a mniej mięśniowej, to my też rejestrujemy tak naprawdę artefakty tej skóry, co może trochę wpłynąć na jakość i dokładność tego pomiaru.
Wada nr 6 – ostatnia – efekt Hawthorne
Ostatnią wadą, którą mam na liście, to jest tzw. efekt Hawthorne. O co chodzi? Z definicji mówi się, że: „efekt Hawthorne to zjawisko będące źródłem błędów podczas prowadzenia badań na grupie ludzi wynikające z tego, że oni wiedzą o tym, że uczestniczą w jakimś eksperymencie.” Czyli generalnie jest to też udowodnione naukowo. Chodzi o sytuacje, gdy osoby badane potencjalnie wykonują ruch inaczej niż naturalnie, ponieważ one wiedzą, że są obserwowane. I to jest bardzo duży problem przy wielu rodzajach badań, nawet ankietowych, jeżeli my mamy świadomość, że wypełniamy ankietę, która będzie oceniana, no to siłą rzeczy my się zastanawiamy bardziej nad jakąś odpowiedzią. Więc jakby musimy zwrócić na to uwagę, fajnie byłoby zrobić parę takich zapisów, na przykład pokazać to osobom, jak wygląda taki gotowy zapis, jakie z tego dane zrobimy i dopiero potem zrobić ten właściwy, ćwiczeniowy, który będzie podstawą do analityki, ale nie zawsze mamy taki luksus.
Podsumowanie zalet i wad systemów do wideoanalizy ruchu
Podsumowując jeszcze raz ten fragment, szybko wymienię zalety, czyli:
– systemy analizy wideo 2D są ekonomiczne,
– pozwalają na ich szybkie przygotowanie do działania,
– łatwo jest się ich nauczyć,
– dane są mocno użyteczne,
– są przenośne,
– zasadniczo nie są inwazyjne,
– i są na pewno obiektywne – zdecydowanie bardziej niż jakbyśmy nie stosowali niczego i przede wszystkim też zwiększają Twoje możliwości diagnostyczne.
Natomiast jeżeli chodzi o podsumowanie wad, no to mamy:
– efekt paralaksy, czyli kąt widzenia wpływa na jakość danych,
– mamy konieczność ręcznej analizy danych,
– mamy brak trzeciej płaszczyzny ruchu,
– mamy zjawisko okluzji, czyli zasłaniania markerów,
– mamy artefakty tkanek miękkich,
– i mamy efekt Hawthorna, czyli jak ktoś wie, że na niego patrzymy, to będzie się bardziej starał, tak mówiąc kolokwialnie.
Wideo analiza ruchu 2D a badania naukowe
Dobrze, kolejnym punktem, o którym teraz jeszcze chwilę opowiem, to jest tak zgrubnie, co mówią badania, czy można stosować badania i czy się stosuje? Tak, stosuje się, powstało ponad 1500 prac naukowych… na pewno więcej niż te 1500 z paru źródeł, jeżeli się na szybko sprawdzi, to wychodzi mniej więcej taka liczba. Na pewno już w latach 90-tych jeden z ojców modeli biomechanicznej, Roy Davis, mówił, że podejście do oceny kinematyki za pomocą obrazu 2D relatywnie dobrze odwzorowuje zwłaszcza ruchy w płaszczyźnie strzałkowej, w stawie biodrowym, w stawie kolanowym. Trzeba bardziej się skupić faktycznie nad oceną tego w zakresie stawu skokowego, no bo staw skokowy zazwyczaj nie rusza się tylko w jednej płaszczyźnie podczas zgięcia grzbietowego/podeszwowego, więc tutaj trzeba ostrożnie podchodzić do tych danych. To wynika też właśnie z tego, że kamera rejestruje tylko to co widzi, a staw skokowy zazwyczaj wykonuje ruch więcej niż w jednej płaszczyźnie podczas zgięcia grzbietowego i podeszwowego. Wiele lat później też zawsze zwracano uwagę, że generalnie to, jak mocno my dochowamy tej higieny przy ustawianiu kamer, żeby dochować tych powtarzalności warunków pomiarowych, bardzo mocno zwiększa dokładność tych pomiarów, bo jeżeli my nie dochowamy takiej higieny, to ciężko jest te pomiary ze sobą porównywać, więc tu musimy zawsze zwracać uwagę na to, jak te urządzenia są umieszczone.
Kiedy stosować systemy do analizy wideo 2D?
Pewnie wszyscy też zastanawiamy się, to skoro to ma trochę wad, trochę zalet, to kiedy to tak naprawdę stosować. Na pewno, jeżeli mamy do czynienia z sytuacją, że po prostu chcemy zwiększyć swoje możliwości pomiarowe, swoje możliwości analityczne. Chcemy szybko pozyskiwać jakieś dane, dane, które mają nam posłużyć do obiektywizacji, ale jednocześnie wiedząc, jakie niesie za sobą system wideoanalizy 2D ograniczenia. Mamy na przykład mało miejsca, no relatywnie to zajmuje bardzo mało miejsca, jest mocno mobilne i możemy zrobić na tym praktycznie każdy ruch lub wycinek tego ruchu, niezależnie od tego jak duży mamy gabinet, czy jak dużym pomieszczeniem – czy jak małym pomieszczeniem dysponujemy. Mamy mały budżet, to co mówiłem na początku, największym kosztem teraz będzie raczej oprogramowanie niż sprzęt.
Czym się kierować przy wyborze rozwiązania do analizy wideo 2D?
No a czym się kierować przy wyborze tego? To zależy, ponieważ zazwyczaj zaczynamy od jakiegoś małego budżetu, to łatwo się pogubić w tym, żeby kupić jednak coś relatywnie taniego. Dobrze sobie przemyśleć temat na wejściu. Tu odsyłam znowu do tego odcinka czwartego, jak wybrać system, żeby nie żałować. Natomiast jakbym miał to podsumować w jakichś punktach, to tak:
Jeżeli jesteśmy pewni, że nigdy, albo przynajmniej przez długi, długi czas poza analizę z jednej kamery my nie wyjdziemy, nie czujemy tej potrzeby, to kupcie po prostu smartfona z dobrym aparatem, dobrą aplikacją do pomiaru czegoś i dobry regulowany statyw plus jakieś oświetlenie, żeby tą scenę sobie oświetlić.
Natomiast jeżeli złapiecie się na tym albo macie świadomość tego, że będziecie się męczyć cały czas przestawiając tą kamerę, nagrywając to z różnych perspektyw i chcecie wyjść poza to, że macie po prostu nagrany filmik, z pacjentem, który gdzieś tam może posłużyć do jakiejś dokumentacji i faktycznie chcecie to analizować, to Wam będzie potrzebna po prostu więcej niż jedna kamera i tu już mówimy o tym, że potrzebny nam będzie do tego po prostu system.
Więcej niż kamera czyli system – jak wybrać?
I na co patrzeć przy takim systemie?
Przede wszystkim: jak są zapisywane dane, czy zawsze te wideo będzie zachowane, czy będzie można się cofnąć przy jego zapisie, przy jego obróbce itd. Sprawdźcie, czy na pewno dane z tych kamer są zsynchronizowane, a nie tak, że klikacie start, rozpoczyna się zapis obrazu z jednej kamery, a po 5 sekundach z drugiej i gdzieś Wam może coś uciec. Czyli jeżeli naciśniecie odtwórz po zapisie tego obrazu, to faktycznie widzicie, że ten ruch się zaczyna w tym samym momencie – ten sam ruch, co ważne! A nie, że lewy krok na pierwszej kamerze się zaczyna, a na drugiej dopiero prawy, czyli że ten sam ruch zaczyna się w tym samym momencie w tej samej klatce na obydwu tych kamerach. Wtedy one są po prostu zsynchronizowane. I to już jest wyższa szkoła jazdy i Wam odetnie trochę rozwiązań gotowych, które są na rynku. Bo pamiętajcie, że zasadniczo czymś innym jest podpiąć dwie kamery np. przez USB, a czymś innym upewnić się, że nagranie wideo z wielu kamer faktycznie się zaczyna i kończy w tym samym momencie. I dopytajcie, jak to się dzieje.
To może być tak, że jest zewnętrzny synchronizator do tego światełku, cokolwiek innego. To może być tak, że ta kamera po prostu dostaje też sygnał z oprogramowania w jakiejś formie, że teraz jest początek i wysyła zwrotnie, że ona teraz zaznaczyła ten zapis i w oprogramowaniu jest osobna, na przykład… zakładka, gdzie widzicie te początki pomiaru, te piki sygnału, jak kamera się z raportu powiedziała: „hej, zaczynam nagranie” – i system wtedy automatycznie sobie scala i obcina to, co się działo przed tą chwilą czasową na obydwu kamerach i od tego momentu ten obraz jest połączony. To jest naprawdę wyższa szkoła jazdy, dużo systemów tego w ten sposób nie ma.
Wyboru c.d. – sprawdź możliwości analizy
Na pewno sprawdźcie też jakie możliwości macie w analizie danych.
Czy to jest tylko zapis wideo?
Czy to jest zapis do wspólnej bazy z jakąś możliwością przechowania danych pacjentów?
Czy jest możliwość odtwarzania z różnymi prędkościami?
Czy macie tam możliwość rysowania?
Czy jest śledzenie punktów, markerów przy dodatkowych znacznikach?
A w końcu, tak jak mamy teraz w Ninoxie z Noraxona, z nowym programem, myoVideo już tej edycji czwartej, myoResearch, czy jest możliwość bezmarkerowej analizy, czyli system sam nałoży model i sam za pomocą algorytmu wyznaczy punkty charakterystyczne.
Wyboru c.d. – czy można rozbudować system w przyszłości i o co?
Zastanówcie się też, czy w przyszłości nie warto byłoby rozszerzyć możliwości analitycznych, dokładając inny sprzęt, bo jest dużo systemów, które synchronizują kamery, ale już jest bardzo mało systemów, które synchronizują kamery i synchronizują jakieś dodatkowe narzędzia. Platformy do oceny skoczności, system do analizy EMG, może system 3D dodatkowo do tego, co robicie w 2D. I to nie chodzi o to, żeby na przykład tylko zebrać te dane i wysłać do softu z platform informację o tym, że się rozpoczął, zakończył pomiar. Może warto zastanowić się nad takim rozwiązaniem, że my w jednej bazie danych mamy dane z jednego, drugiego, trzeciego narzędzia i my razem tworzymy z tego raport, z tego co potrzebujemy. Ja mówię tworzymy, mam ten luksus, że rozmawiam o Noraxonie, tam właśnie taką funkcjonalność mam, ale wiem, że nie wszystkie systemy tak mogą, więc warto też to sobie przeanalizować. Nie mówię, że każdemu też jest to potrzebne. Czasem nie ma sensu, czasem z tego nie skorzystacie i wtedy jakby ta inwestycja jest dla Was po prostu zbędna.
Wyboru c.d. – a jak z raportowaniem?
No i też sprawdźcie na sobie to, jakie są możliwości raportowania, czy to jest jakiś gotowy raport, czy nie, czy jest jakaś dodatkowa możliwość analityczna. Tu Was zachęcam do sprawdzania na naszej stronie czegoś takiego, co się nazywa w Noraxonie Powers Running Assessment. To jest zautomatyzowana ocena biegu na bieżni za pomocą wideoanalizy, oparta właśnie o takiego człowieka, który „zęby zjadł” na obserwacyjnej analizie ruchu i po kilkudziesięciu latach postanowił to sparametryzować. I postanowił udostępnić te swoje rozkminy analityczne za pomocą gotowego protokołu, który sam się liczy z obrazu wideo, pod warunkiem, że macie odpowiednio właśnie zsynchronizowane kamery i ustawione te kamery. Jak chcecie wiedzieć więcej, to też chętnie udzielimy o tym informacji, ale to jest temat jakby na osobny webinar, zresztą za chwilę on będzie online, jeżeli słuchacie tych odcinków w miarę na bieżąco. I zanim zakończymy ten odcinek, jeszcze odpowiedź na kilka pytań.
Ile kosztuje system do wideoanalizy ruchu?
Ile kosztuje taki przykładowy system do wideoanalizy i jak wygląda z niego szkolenie?
No to jeżeli chodzi o same koszty, to ten przykładowy, wymieniony nawet w tytule tego odcinka, system Noraxona razem z oprogramowaniem już myoVideo z tą najnowszą wersją MR4, MyoResearch 4, przy dwukamerowym systemie, to jest koszt od około 40 tysięcy złotych netto wzwyż. Mówię wzwyż, no bo tu w standardzie macie dwa lata gwarancji i dwa lata takiego wsparcia, że ta aplikacja będzie zawsze aktualna – bo to są dwie różne rzeczy; można to skonfigurować tak, że ta gwarancja jest krótsza, ale cały czas macie na przykład licencję na aktualizację, to się odnawia corocznie i akurat w przypadku systemu wideo, jak i w przypadku systemu inercyjnego, tu warto takie aktualizacje jednak mieć, bo co jakiś czas ten algorytm jest ulepszany lub są dodawane dodatkowo nowe funkcjonalności. Jeżeli chodzi o taki protokół przykładowy, o którym wspomniałem, Powers Running Assessment, no to jego cena to jest około 15 tysięcy złotych netto za gotowy pakiet analityczny, natomiast to jest kwota dożywotnia. Jak macie licencję z Noraxona, do niego jest ona przypisana, a ponieważ standardowo licencja jest przypisana do dwóch stanowisk, taka trochę pływająca, że możecie ją włączać i wyłączać na dowolnym komputerze, no to wtedy możecie używać tego protokołu Powersa na dwóch stacjach roboczych jednocześnie. I do tej ceny warto też doliczyć sobie komputer, to może być laptop, natomiast dobrze byłoby, żeby on miał trochę lepsze parametry. Myślę, że w okolicach 5-6 tysięcy złotych netto za laptopa jesteśmy już w stanie znaleźć bardzo sensowne rozwiązanie, żeby nam to obsłużyło. Oczywiście, im mocniejszy komputer, tym szybciej te dane są później przetwarzane i obrabiane.
Jak wygląda szkolenie z systemu analizy wideo – na przykładzie rozwiązań Noraxon?
Jeżeli chodzi o szkolenie, to standardowo większość tych rzeczy można nawet pokazać za pomocą szkolenia online – ale jeżeli jest taka potrzeba, to warto sobie na takie szkolenie przeznaczyć jeden dzień – gdzie pokaże się jak to urządzenie się podłącza – co jest relatywnie proste – co też wybrzmiewało w tym odcinku. Natomiast też pokażemy: jak wygląda cały proces raportowania; jak przetworzyć te dane; jak prowadzić analizę z wykorzystaniem automatycznego śledzenia punktów – analizy bezmarkerowej – i bez niej; jak wyedytować sobie, zaprojektować własny raport, żeby on był dostosowany do tego, co wy akurat u siebie robicie w placówce.
Jeżeli mówimy o Powersie, no to do tego jest dodatkowe szkolenie, na które też trzeba sobie zarezerwować powiedzmy jeden dzień, bo tego materiału jest tam dosyć sporo.
Jak wygląda system wideo od strony serwisowej?
I odpowiedź na koronne pytanie, czy często się to psuje? Zazwyczaj, jeżeli jest jakiś problem, no to on dotyczy oprogramowania, przynajmniej z naszej praktyki i to najczęstsze zgłoszenie mamy wtedy, kiedy trzeba przeinstalować oprogramowanie na inny komputer i z jakiegoś powodu ktoś nie „odklikał” sobie, że trzeba przenieść tą licencję. Względnie raz może zdarzyła się sytuacja, że jakiejś awarii uległa kamera, no to ją trzeba było po prostu wymienić, bo tak naprawdę tutaj nie za bardzo ma co się zepsuć.
Podsumowanie i zakończenie odcinka
No i to chyba tyle. Jakby omówione są wady, zalety systemu wideoanalizy. Pamiętajcie jeszcze raz, że w naszym przypadku, w przypadku Noraxona to są wyroby medyczne, więc te treści są skierowane do profesjonalnego użytkownika i przed użyciem zapoznajcie się z instrukcją użytkowania lub etykietą.
Mam nadzieję, że taka forma Wam się podobała, dała Wam jakąś wartość, zwłaszcza omawianie pewnie tych zalet i wad każdego z tych systemów i wykorzystacie to w swojej praktyce, czy przy wyborze systemu, czy jeżeli już macie system analizy wideo, to żeby jeszcze usprawnić swoją pracę, wykonywać jeszcze bardziej powtarzalne pomiary, chociaż jestem pewien, że już teraz robicie je bardzo powtarzalnie i sprawnie posługujecie się tymi narzędziami. Jeżeli chcecie wiedzieć więcej na temat systemów video 2D, śledźcie nas, śledźcie naszą stronę. Tam wrzucamy takie informacje. Sprawdźcie też, jak wygląda właśnie urządzenie Noraxona. Noraxon Ninox, taka jest nazwa kamery. Noraxon MyoVideo, tak się nazywa oprogramowanie –
jako część takiej dużej platformy MR4 albo MyoResearch 4. I zobaczcie sobie jak wygląda automatyczna analiza biegu od Chrisa Powers – Powers Running Assessment. Linki podrzucimy w opisie co ważniejszych tych rzeczy.
No i to tyle. Dziękuję Wam bardzo za wysłuchanie tego odcinka. Jeżeli Wam się spodobał, napiszcie nam komentarz, udostępnijcie, polubcie, polajkujcie, czy śledźcie, zależy na jakiej platformie to robicie. Nam to pomoże dotrzeć do jeszcze większej ilości osób i do usłyszenia za dwa tygodnie.
Cześć i czołem!
Zobacz inne materiały, które mogą Cię zainteresować:
