İnsan hareketlerinin üç boyutlu olarak ölçülmesinde geleneksel yöntem, vücuda yansıtıcı işaretleyiciler yerleştirilmesi ve bu işaretleyicilerin kızılötesi kameralarla takip edilmesidir. İşaretleyici tabanlı hareket yakalama olarak adlandırılan bu yöntem ayrıntılı biyomekanik ölçümler sağlayabilse de işaretleyicilerin doğru anatomik noktalara yerleştirilmesi, kameralar tarafından sürekli görülebilmesi ve hareket sırasında düşmemesi gerekir. Derin çömelme, geniş eklem hareketleri ve uzuvların birbirini kapatması gibi durumlar bu sistemi zorlaştırabilir.

Bu çalışma, ticari ve otomatik bir işaretleyicisiz hareket yakalama sisteminin, yoga pozları ve günlük yaşam aktiviteleri sırasında ayak bileği, diz ve kalça eklem açılarını geleneksel işaretleyici tabanlı sistemle ne ölçüde benzer biçimde tahmin ettiğini araştırmıştır. On dokuz asemptomatik genç yetişkin; yürüme, oturup kalkma, basamak çıkma, basamak inme, Y-Denge Testi, pasif kalça hareket açıklığı değerlendirmesi ve beş yoga pozu gerçekleştirmiştir. İncelenen yoga pozları Sandalye, Ağaç, Savaşçı I, Savaşçı II ve Dua Çömelmesi pozlarıdır.

Katılımcıların hareketleri aynı anda iki sistemle kaydedilmiştir. İşaretleyici tabanlı ölçümler sekiz kızılötesi kamerayla 120 Hz’de, ticari otomatik işaretleyicisiz ölçümler ise sekiz video kamerayla 60 Hz’de gerçekleştirilmiştir. İki yöntemin sonuçları kök ortalama kare farkı, yani RMSD ve sınıf içi korelasyon katsayısı, yani ICC kullanılarak karşılaştırılmıştır.

Genel sonuç, işaretleyicisiz sistemin özellikle sagital düzlemde —eklemlerin öne ve arkaya doğru bükülme-açılma hareketlerinde— geleneksel sistemle orta ile mükemmel arasında değişen bir uyum gösterebildiğini ortaya koymuştur. Diz ekleminin sagital düzlem sonuçları çoğu görevde en güçlü uyumu göstermiştir. Buna karşılık yatay eksen çevresindeki iç-dış rotasyonları temsil eden transvers düzlem, özellikle ayak bileği ve dizde en düşük uyumun ve en büyük farkların görüldüğü düzlem olmuştur.

Derin çömelme gerektiren Dua pozunda ayak bileği için RMSD değerleri üç düzlemde 9,9° ile 28,1° arasında değişmiş ve ICC değerleri düşük kalmıştır. Dizde transvers düzlem farkı aynı pozda 34,8°’ye ulaşmıştır. Araştırmacılar derin çömelme sırasında ayak, alt bacak ve pelvis işaretleyicilerinin kapanmasının; ayrıca kalça ve uyluk çevresindeki yumuşak doku hareketlerinin ölçüm farklılıklarına katkıda bulunmuş olabileceğini belirtmiştir.

Çalışma, işaretleyicisiz sistemin yoga biyomekaniğinde kullanılabileceğine ilişkin umut verici bir ön doğrulama sunmaktadır. Ancak sonuçlar 19 genç ve asemptomatik yetişkinle, laboratuvar ortamında, sekiz kameralı ticari bir sistem kullanılarak elde edilmiştir. Bulgular tek kameralı telefon uygulamalarına, ev ortamına, yaşlı bireylere, ağrılı hastalara veya farklı vücut tiplerine doğrudan genellenemez. Çalışma ayrıca bir preprinttir ve hakem değerlendirmesinden geçmemiştir.

Çalışmanın temel problemi nedir?

Yoga pozlarının yalnızca görsel olarak “doğru” veya “yanlış” değerlendirilmesi, eklemlerin gerçekte hangi açılara ulaştığını belirlemek için yeterli değildir. Aynı poz iki kişi tarafından benzer görünebilir; ancak bir kişinin hareketi kalçadan, diğerinin hareketi dizden veya ayak bileğinden karşılanıyor olabilir. Bu nedenle bir yoga pozunun biyomekanik yükünü, eklem hareket açıklığını ve kişiye özgü uyarlama gereksinimini anlayabilmek için eklem açılarının nesnel olarak ölçülmesi gerekir.

Bu ölçümler rehabilitasyon açısından da önemlidir. Yoga; bel ağrısı, kas-iskelet sistemi sorunları ve bazı kronik rahatsızlıklarda tamamlayıcı bir yaklaşım olarak kullanılabilmektedir. Ancak belirli bir pozun hangi eklemde ne kadar hareket gerektirdiği güvenilir biçimde ölçülmeden, egzersizin dozu ve ilerletilmesi kişiye özgü olarak düzenlenemez.

Geleneksel işaretleyici tabanlı hareket yakalama sistemleri bu amaçla yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte sistemlerin kurulumu, kalibrasyonu, işaretleyici yerleşimi ve veri temizliği zaman alıcıdır. İşaretleyicilerin anatomik noktalara birkaç milimetrelik farklılıklarla yerleştirilmesi bile eklem açısı hesaplarını etkileyebilir. Yoga gibi geniş hareket açıklığı gerektiren aktivitelerde işaretleyiciler kameraların görüş alanından çıkabilir, vücudun başka bir bölümü tarafından kapatılabilir veya ciltten ayrılabilir.

İşaretleyicisiz sistemler, standart video görüntülerinden vücut bölümlerinin yönelimini derin öğrenme algoritmalarıyla tahmin ederek bu uygulama yükünü azaltmayı amaçlamaktadır. Araştırmanın temel sorusu şu şekilde özetlenebilir:

Ticari otomatik işaretleyicisiz hareket yakalama sistemi, yoga pozlarında ve günlük yaşam hareketlerinde ayak bileği, diz ve kalça açılarını, geleneksel işaretleyici tabanlı sistemle yeterli ölçüde benzer tahmin edebilir mi?

Yakınsak geçerlik ne anlama geliyor?

Yakınsak geçerlik, aynı yapıyı ölçmesi beklenen iki farklı yaklaşımın benzer sonuçlar üretip üretmediğini inceler. Bu çalışmada ölçülen yapı, alt ekstremite eklem açılarıdır. Geleneksel işaretleyici tabanlı yöntem ile ticari otomatik işaretleyicisiz yöntem aynı hareketi eş zamanlı kaydetmiş ve elde edilen açılar karşılaştırılmıştır.

Burada önemli bir ayrım vardır: İki sistemin birbirine yakın sonuç vermesi, ölçümlerin mutlaka anatomik açıların kusursuz ve mutlak doğru değeri olduğu anlamına gelmez. Çalışma esas olarak iki yöntemin birbirleriyle ne ölçüde uyuştuğunu değerlendirmektedir. İşaretleyici tabanlı sistem karşılaştırma yöntemi olarak kullanılmış olsa da işaretleyici kapanması, yumuşak doku hareketi ve anatomik yerleştirme hataları bu yöntemi de etkileyebilir.

İki hareket yakalama yaklaşımı nasıl çalışıyor?

İşaretleyici tabanlı hareket yakalama — MB

Katılımcıların ayak, alt bacak, uyluk ve pelvis bölgelerine 22 adet retroreflektif işaretleyici yerleştirilmiştir. PDF’de işaretleyici çapı 0,9 mm olarak bildirilmiştir. İşaretleyiciler çift taraflı bant, hipoalerjenik yapıştırıcı ve elastik sargı malzemeleriyle sabitlenmiştir.

Sekiz kızılötesi kamera işaretleyicileri saniyede 120 kare örnekleme hızıyla izlemiştir. İşaretleyicilerin uzaydaki üç boyutlu koordinatları üzerinden vücut segmentleri tanımlanmış ve eklem açıları Visual3D yazılımında hesaplanmıştır.

Ticari otomatik işaretleyicisiz hareket yakalama — CAML

Aynı hareketler, 1920 × 1080 piksel çözünürlükte ve saniyede 60 kare kayıt yapan sekiz video kamerayla çekilmiştir. Video görüntüleri Theia3D v2024.1.0.2309 yazılımında işlenmiştir. Sistem, derin öğrenme temelli poz algılama ve ters kinematik yaklaşımıyla vücut segmentlerinin uzaydaki yönelimini ve eklem açılarını tahmin etmiştir.

Bu nedenle araştırmadaki “işaretleyicisiz sistem”, tek bir telefon kamerasından çalışan basit bir tüketici uygulaması değildir. Sekiz kameranın aynı anda kullanıldığı, kalibre edilmiş ve ticari bir çok kameralı laboratuvar sistemidir.

Katılımcılar kimlerdi?

Çalışmaya 19 asemptomatik yetişkin katılmıştır:

• Ortalama yaş: 23,5 ± 2,3 yıl
• Ortalama vücut kitle indeksi: 25,98 ± 4,41 kg/m²
• Erkek katılımcı: 10
• Kadın katılımcı: 9

Katılımcıların değerlendirmeden önceki 72 saat içinde ağrı kesici veya sedatif ilaç kullanmamış olması istenmiştir. Hareketi etkileyebilecek nörolojik, kas-iskelet veya tıbbi rahatsızlıkları bulunanlar; yakın zamanda düşme, travma veya alt ekstremite yaralanması yaşayanlar ve son altı ay içinde diz ağrısı ya da alt ekstremite cerrahisi öyküsü olanlar çalışma dışında bırakılmıştır.

Araştırma New York Üniversitesi Kurumsal Etik Kurulu tarafından incelenmiş ve katılımcılardan bilgilendirilmiş onam alınmıştır.

Hangi hareketler incelendi?

Katılımcılar günlük yaşam aktiviteleri, denge ve eklem hareket açıklığı testleri ile yoga pozlarından oluşan geniş bir görev grubu gerçekleştirmiştir.

Her görev beş kez tekrarlanmış ve görev sırası rastgele belirlenmiştir. Yorgunluğu azaltmak için hareketler arasında 1–2 dakika dinlenme verilmiştir. Günlük yaşam görevleri katılımcının kendi seçtiği rahat hızda, çoğunlukla 2–3 saniyede tamamlanmıştır. Yoga pozlarında ise üç saniyelik statik tutuş uygulanmıştır.

Bu ayrıntı sonuçların yorumlanması açısından önemlidir. Çalışma, yoga pozuna giriş ve pozdan çıkış sırasında oluşan bütün dinamik hareketi değil, ağırlıklı olarak pozun üç saniyelik sabit tutulma bölümünü değerlendirmiştir.

Hareketler nasıl standartlaştırıldı?

Katılımcılara pozların nasıl yapılacağı açıklanmış ve veri toplamadan önce üç uygulama denemesi yaptırılmıştır. Örneğin:

• Sandalye pozu: Katılımcı kollarını kaldırmış, arkasında hayali bir sandalyeye oturuyormuş gibi çömelmiş ve pozu üç saniye tutmuştur.
• Ağaç pozu: Dominant olmayan ayak dominant bacağın kaval bölgesine yerleştirilmiş, diz dışa açılmış ve kollar yukarı kaldırılmıştır.
• Savaşçı pozları: Ayakların yönü, bacak açıklığı ve diz bükülmesi için belirli talimatlar verilmiştir.
• Dua Çömelmesi: Kalça diz seviyesinin altına inecek biçimde derin çömelme yapılmış, dirsekler dizlerin iç yanına bastırılarak poz üç saniye korunmuştur.

Eklerde gösterilen iskelet modelleri, aynı görevlerin işaretleyici tabanlı ve işaretleyicisiz yazılımlar tarafından nasıl temsil edildiğini göstermektedir. Özellikle derin Dua Çömelmesi pozunda alt bacak, ayak ve pelvis bölgelerinin birbirine yaklaşması, işaretleyicilerin veya vücut segmentlerinin kameralar tarafından görülmesini zorlaştırabilecek bir geometri oluşturmaktadır.

Veriler nasıl işlendi?

İşaretleyici tabanlı veri

• Ham işaretleyici yörüngeleri eksik bölümlerde enterpole edilmiştir.
• Dördüncü dereceden Butterworth alçak geçiren filtre kullanılmıştır.
• Kesim frekansı 6 Hz olarak belirlenmiştir.
• Katılımcıya özgü modeller Uluslararası Biyomekanik Derneği koordinat önerilerine göre oluşturulmuştur.
• Eklem açıları Euler açıları kullanılarak hesaplanmıştır.

İşaretleyicisiz veri

• Video tabanlı poz verilerinden ters kinematik çözümler hesaplanmıştır.
• Diz eklemi için üç serbestlik derecesi etkinleştirilmiştir.
• Genelleştirilmiş çapraz doğrulamalı spline yumuşatma filtresi kullanılmıştır.
• Statik görevlerde kesim frekansı 5 Hz, dinamik görevlerde 8 Hz olarak belirlenmiştir.

İki sistemin örnekleme hızları ve filtreleme yöntemleri aynı değildir. İşaretleyici tabanlı sistem 120 Hz, video sistemi 60 Hz kayıt yapmış; veriler de farklı filtre ayarlarıyla işlenmiştir. Bu farklılıklar çalışmanın karşılaştırma bağlamının bir parçasıdır.

Günlük yaşam aktivitelerinde ağırlık taşıma evreleri araştırmacılar tarafından elle işaretlenmiştir. Yoga pozlarında dominant bacağın üç saniyelik statik tutuş bölümü seçilmiştir. Bütün görevlerde ayakta duruş sırasında ölçülen başlangıç ofseti çıkarılmıştır.

Üç anatomik düzlem neyi temsil ediyor?

Eklem hareketleri üç düzlemde değerlendirilmiştir:

• Sagital düzlem: Öne ve arkaya doğru hareketler; diz bükülmesi, kalça fleksiyon-ekstansiyonu ve ayak bileği plantar fleksiyon-dorsifleksiyonu gibi hareketleri temsil eder.
• Frontal düzlem: Yana doğru açılma-kapanma; kalçada abdüksiyon-adduksiyon ve ayak bileğinde eversiyon gibi hareketleri içerir.
• Transvers düzlem: Uzun eksen çevresindeki iç-dış rotasyon hareketlerini temsil eder.

Araştırmacılar sağ el kuralına dayalı bir işaret sistemi kullanmıştır. Bu nedenle tablolardaki eksi ve artı işaretleri hareketin iyi veya kötü olduğunu değil, tanımlanan koordinat sistemindeki yönünü göstermektedir. Örneğin derin diz fleksiyonu bazı tablolarda büyük negatif açılarla ifade edilmiştir.

RMSD neyi ölçüyor?

RMSD, iki yöntem arasındaki açısal farkın büyüklüğünü derece cinsinden özetler. Çalışmada denklem açık biçimde yazılmamıştır. Kullanılan ölçütün mantığı açıklama amacıyla şu temel ilişkiyle gösterilebilir:

\[ \mathrm{RMSD} = \sqrt{\frac{1}{N}\sum_{i=1}^{N}\left(\theta_{\mathrm{CAML},i}-\theta_{\mathrm{MB},i}\right)^2} \]

Burada:

• N, karşılaştırılan zaman noktası veya gözlem sayısını,
• θ_CAML,i, işaretleyicisiz sistemin i anındaki eklem açısını,
• θ_MB,i, işaretleyici tabanlı sistemin aynı andaki eklem açısını

ifade eder.

RMSD ne kadar düşükse iki sistem arasındaki mutlak açısal fark o kadar küçüktür. Örneğin RMSD’nin 3° olması, 25° olmasına göre yöntemlerin birbirine çok daha yakın ölçüm yaptığını gösterir.

ICC neyi ölçüyor?

Sınıf içi korelasyon katsayısı, iki yöntemin katılımcılar veya denemeler arasındaki değişimi ne ölçüde benzer biçimde sıraladığını ve takip ettiğini gösterir. Çalışmada ICC(3,k) modeli kullanılmıştır. Yazarların kullandığı sınıflandırma şöyledir:

ICC ve RMSD aynı şeyi ölçmez. İki sistem katılımcıları benzer biçimde sıralayabilir ve yüksek ICC üretebilir; ancak sistemlerden biri bütün değerleri diğerinden sürekli daha yüksek veya daha düşük ölçüyorsa RMSD yine büyük olabilir.

Bunun açık bir örneği ayak bileğinin Y-Denge Testi sagital düzlem sonucudur. ICC 0,84 ile iyi uyumu gösterirken RMSD 26,6°’dir. İşaretleyici tabanlı ortalama 27,6 ± 13,0°, işaretleyicisiz ortalama ise 2,7 ± 8,7° olarak bildirilmiştir. Yani iki sistem kişiler arası değişim örüntüsünü benzer izliyor olabilir; fakat mutlak açı değerleri arasında çok büyük bir sistematik fark bulunmaktadır.

Şekil 1’deki iş akışı ne anlatıyor?

Çalışmanın iş akışı şemasında iki sistemin aynı anda kalibre edildiği ve aynı hareketleri eş zamanlı kaydettiği gösterilmektedir. Sol tarafta Qualisys işaretleyici tabanlı sistem ve sekiz kızılötesi kamera, sağ tarafta Theia işaretleyicisiz sistem ve sekiz video kamera yer almaktadır.

İki kayıt yaklaşımı aynı görev listesine uygulanmış; ardından veriler Visual3D ve makine öğrenmesi destekli işaretleyicisiz işlem hattıyla analiz edilmiştir. Eş zamanlı kayıt, katılımcının iki ayrı seansta aynı hareketi birebir tekrar etmesi gereksinimini ortadan kaldırdığı için çalışmanın önemli güçlü yönlerinden biridir.

Sagital düzlem grafikleri ne gösteriyor?

Şekil 2’de mavi çizgi işaretleyici tabanlı sistemi, turuncu çizgi işaretleyicisiz sistemi göstermektedir. Yürüme, basamak çıkma, basamak inme ve oturup kalkma gibi görevlerde iki çizginin genel hareket biçimleri çoğunlukla birbirine benzemektedir. Başka bir ifadeyle iki sistem, hareketin ne zaman arttığını, azaldığını veya yön değiştirdiğini çoğu durumda benzer şekilde izlemektedir.

Bununla birlikte özellikle büyük eklem açıları gerektiren görevlerde çizgiler arasında dikey uzaklıklar oluşmaktadır. Sandalye, Savaşçı ve Dua pozlarında eğriler benzer biçimde ilerlese bile sistemlerden biri diğerine göre sürekli daha yüksek veya düşük açı verebilmektedir. Bu durum yüksek ICC ile birlikte yüksek RMSD görülmesinin görsel karşılığıdır.

Tek bacak dengesi olarak gösterilen görevde, özellikle kalça ve ayak bileği çizgileri arasında belirgin bir ofset bulunmaktadır. Dua pozunda diz ve kalça eğrileri birbirine paralel görünse de mutlak açı düzeyleri farklıdır.

Ayak bileği sonuçları

Ayak bileğinde en iyi sonuçlar çoğunlukla sagital düzlemde görülmüştür. Basamak inme, Savaşçı I, Savaşçı II ve Ağaç pozlarında ICC değerleri 0,80–0,88 arasında değişmiştir. Bununla birlikte bu görevlerde RMSD 4,1° ile 7,6° arasındadır.

Ağaç pozu ayak bileği için görece güçlü bir sonuç vermiştir:

• Sagital düzlem: RMSD 4,1°, ICC 0,80
• Frontal düzlem: RMSD 3,7°, ICC 0,85
• Transvers düzlem: RMSD 21,3°, ICC 0,09

Bu örnek, aynı poz içinde bile düzleme göre performansın büyük ölçüde değişebildiğini göstermektedir. Öne-arkaya ve yana hareketler iyi uyum gösterirken rotasyon tahmini zayıf kalmıştır.

Dua Çömelmesi ayak bileğinin en problemli görevlerinden biridir:

• Sagital düzlem: RMSD 9,9°, ICC 0,34
• Frontal düzlem: RMSD 11,0°, ICC 0,46
• Transvers düzlem: RMSD 28,1°, ICC −0,36

Araştırmacılar derin çömelme sırasında distal alt bacak ve ayak işaretleyicilerinin kapanmasının işaretleyici tabanlı ölçümü bozmuş olabileceğini belirtmektedir. Dolayısıyla farkın tamamı otomatik sistemin hatasına bağlanamaz.

Ayak bileğinde transvers düzlem bütün görevlerde zayıf kalmıştır. RMSD değerleri 19,0° ile 30,6° arasında, ICC değerleri ise −0,36 ile 0,15 arasında değişmiştir.

Diz sonuçları

Diz eklemi sagital düzlemde çalışmanın en tutarlı sonuçlarını vermiştir. On görevin dokuzunda ICC 0,90’ın üzerinde, Sandalye pozunda ise 0,89 olarak bildirilmiştir.

Örnekler:

• Yürüme: RMSD 3,3°, ICC 0,94
• Basamak inme: RMSD 6,6°, ICC 0,98
• Ağaç pozu: RMSD 2,7°, ICC 0,95
• Dua pozu: RMSD 8,9°, ICC 0,94
• Y-Denge Testi: RMSD 5,1°, ICC 0,98

Bu değerler, işaretleyicisiz sistemin diz fleksiyon-ekstansiyon örüntüsünü geleneksel sistemle oldukça benzer takip ettiğini düşündürmektedir.

Ancak Savaşçı II pozunda sagital RMSD 11,3° olmasına karşın ICC 0,93’tür. Yine iki sistem hareket örüntüsünü benzer izlerken mutlak açı düzeylerinde anlamlı bir fark bulunabileceği görülmektedir.

Dizin frontal düzlem sonuçları karışıktır. Yürümede ICC 0,55, Savaşçı II’de 0,73, Dua pozunda 0,65 ve Y-Denge Testi’nde 0,64 bulunmuştur. Oturup kalkma, basamak çıkma, basamak inme ve Sandalye pozunda ICC değerleri negatif veya sıfıra yakın kalmıştır.

Diz transvers düzlemi en sorunlu alanlardan biridir. Bütün görevlerde RMSD 21°’nin üzerindedir. En büyük fark Dua pozunda görülmüştür:

• İşaretleyici tabanlı ortalama dış rotasyon: −0,9 ± 34,1°
• İşaretleyicisiz ortalama: 16,6 ± 13,2°
• RMSD: 34,8°
• ICC: 0,51

Bu sonuç, yalnızca ICC’ye bakıldığında orta düzeye yaklaşan bir uyum görülebileceğini; fakat mutlak açısal farkın klinik veya biyomekanik yorum açısından çok büyük olabileceğini göstermektedir.

Kalça sonuçları

Kalça eklemi sagital ve frontal düzlemlerde birçok görevde iyi veya mükemmel uyum göstermiştir. Özellikle statik yoga pozları dikkat çekmektedir:

Bu tablodaki sonuçlar, yüksek korelasyonun her zaman küçük fark anlamına gelmediğini yeniden göstermektedir. Örneğin Sandalye pozunda kalça sagital düzlem ICC değeri 0,95 ile mükemmel olmasına karşın RMSD 10,8°’dir. İşaretleyici tabanlı sistem ortalama 77,3 ± 13,2°, işaretleyicisiz sistem 69,5 ± 13,5° bildirmiştir.

Kalçada en dikkat çekici olumsuz sonuç Y-Denge Testi’nin sagital düzlemidir:

• İşaretleyici tabanlı ortalama: −30,5 ± 16,2°
• İşaretleyicisiz ortalama: −47,0 ± 23,3°
• RMSD: 29,5°
• Tabloda verilen ICC: −4,15

−4,15 olarak verilen ICC değeri çalışmanın tablosunda aynen bu şekilde yer almaktadır ve olağandışı bir değerdir. Bu makalede değer düzeltilmemiştir; hakemli veya revize edilmiş sürümde kontrol edilmesi gereken bir tablo verisi olarak değerlendirilmelidir.

Kalça transvers düzlemde çoğu görevde zayıf uyum göstermiştir. Görece daha iyi sonuçlar Savaşçı I’de ICC 0,65, Ağaç pozunda 0,62 ve Dua pozunda 0,79 olarak bildirilmiştir. Yürüme, basamak görevleri, Sandalye, Savaşçı II, Y-Denge Testi ve pasif hareket açıklığında transvers düzlem ICC değerleri zayıf kalmıştır.

Neden sagital düzlem daha başarılı görünüyor?

Yoga ve günlük yaşam aktivitelerindeki büyük hareketlerin önemli bölümü diz ve kalçanın fleksiyon-ekstansiyonu gibi sagital düzlem hareketlerinden oluşmaktadır. Bu hareketlerde eklem açısındaki değişim daha büyüktür ve video görüntüsünde segmentlerin yönü daha belirgin biçimde değişir.

Transvers düzlemdeki rotasyonlar ise çoğu zaman daha küçük açı aralıklarında gerçekleşir. Küçük segment yönelim hataları, anatomik eksen tanımındaki farklılıklar, işaretleyicilerin cilt üzerindeki hareketi veya video tabanlı modelin segment rotasyonunu tahmin etme hatası sonuç üzerinde daha büyük oransal etki oluşturabilir.

Çalışmanın verileri bu farklılığı açık biçimde göstermektedir. Diz sagital ICC değerleri çoğu görevde 0,90’ın üzerindeyken transvers düzlem ICC değerleri büyük ölçüde sıfıra yakındır. Ayak bileğinde transvers RMSD değerleri hemen bütün görevlerde 20°’yi aşmaktadır.

Dua Çömelmesi neden zorlayıcıydı?

Dua Çömelmesi, kalçanın diz seviyesinin altına indirildiği ve eklemlerin yüksek derecede büküldüğü derin bir pozdur. Bu geometri birkaç ölçüm sorunu yaratabilir:

• Ayak ve alt bacak üzerindeki işaretleyiciler uyluk veya diğer vücut bölümleri tarafından kapatılabilir.
• Pelvisin ön kısmındaki işaretleyiciler kameraların görüş alanından çıkabilir.
• Kalça ve uyluk çevresindeki yumuşak doku, kemiğe göre bağımsız hareket ederek işaretleyici tabanlı modelde artefakt oluşturabilir.
• Derin fleksiyon sırasında vücut segmentlerinin birbirine yaklaşması, video tabanlı poz tahminini de zorlaştırabilir.

Araştırmacılar özellikle ayak bileği sagital düzlemindeki büyük farkı distal alt bacak ve ayak işaretleyicilerinin kapanmasıyla, kalça farklarını ise pelvis işaretleyicilerinin kapanması ve yumuşak doku artefaktlarıyla ilişkilendirmiştir.

Yüksek ICC ile yüksek RMSD neden birlikte görülebilir?

Bu çalışmanın en öğretici yönlerinden biri, korelasyon temelli uyum ile mutlak farkın birlikte değerlendirilmesi gerektiğini göstermesidir.

Örneğin iki sistem şu değerleri üretsin:

• İşaretleyici tabanlı sistem: 40°, 50°, 60°
• İşaretleyicisiz sistem: 30°, 40°, 50°

İki sistem de kişileri aynı sırada ve aynı değişim örüntüsüyle ölçmektedir. Bu nedenle ICC yüksek olabilir. Ancak her ölçüm arasında sabit 10° fark bulunduğu için RMSD de yüksek olacaktır.

Çalışmadaki Sandalye, Savaşçı, Y-Denge ve bazı kalça sonuçları bu duruma benzemektedir. Bu nedenle “ICC yüksek, sistem tamamen doğrudur” biçiminde bir yorum yapılamaz. Klinik veya egzersiz reçetesi açısından mutlak açı değerleri önemliyse RMSD ve sistematik ofset de dikkate alınmalıdır.

Çalışmanın güçlü yönleri

• Eş zamanlı kayıt: İki sistem aynı hareketi aynı anda kaydetmiştir. Böylece farklı denemeler arasındaki doğal hareket değişkenliği azaltılmıştır.
• Üç eklem ve üç düzlem: Yalnızca diz fleksiyonu değil; ayak bileği, diz ve kalçanın sagital, frontal ve transvers düzlemleri incelenmiştir.
• Çeşitli görevler: Günlük yaşam hareketleri, denge testi, pasif hareket açıklığı ve beş yoga pozu birlikte değerlendirilmiştir.
• Hem dinamik hem statik görevler: Yürüme ve basamak görevleriyle üç saniyelik yoga tutuşları aynı çalışma içinde karşılaştırılmıştır.
• İki tamamlayıcı istatistik: Yalnızca ICC değil, mutlak farkı gösteren RMSD de kullanılmıştır.
• Ayrıntılı görev talimatları: Yoga pozlarının nasıl uygulandığı eklerde görsellerle açıklanmıştır.
• Etik onay ve bilgilendirilmiş onam: İnsan katılımcılarla yürütülen prosedürler etik kurul tarafından incelenmiştir.

Çalışmanın sınırlılıkları

• Küçük örneklem: Yalnızca 19 katılımcı bulunmaktadır.
• Homojen katılımcı grubu: Katılımcılar genç, asemptomatik ve dar bir yaş aralığındadır. Yaşlı, ağrılı, eklem kısıtlılığı bulunan veya nörolojik hastalığı olan bireyler temsil edilmemektedir.
• Laboratuvar sistemi: İşaretleyicisiz ölçüm sekiz kalibre edilmiş kamerayla yapılmıştır. Sonuçlar tek kamera veya cep telefonu uygulamalarına doğrudan aktarılamaz.
• Standart kıyafet: Katılımcılar vücut segmentlerinin görünmesini kolaylaştıran şort ve atlet benzeri kıyafetler giymiştir. Bol veya katmanlı kıyafetlerin etkisi değerlendirilmemiştir.
• Yoga pozunun yalnızca statik bölümü: Pozlara giriş ve çıkış hareketleri yerine üç saniyelik tutuş bölümü analiz edilmiştir.
• Farklı kayıt hızları: İşaretleyici tabanlı sistem 120 Hz, işaretleyicisiz sistem 60 Hz kullanmıştır.
• Farklı filtre ayarları: İki veri hattı farklı filtre türleri ve kesim frekanslarıyla işlenmiştir.
• Transvers düzlem zayıflığı: Özellikle ayak bileği ve diz rotasyonlarında çok büyük RMSD ve düşük ICC görülmüştür.
• İşaretleyici sistem de hatasız değildir: Derin pozlarda işaretleyici kapanması ve yumuşak doku artefaktları karşılaştırma yöntemini etkilemiş olabilir.
• ICC güven aralıkları verilmemiştir: Tablolarda yalnızca nokta tahminleri sunulmuştur; tahminlerin belirsizliği görülememektedir.
• Farklı vücut tipleri incelenmemiştir: Yazarlar gelecekte daha çeşitli vücut yapıları ve kıyafetlerle araştırma yapılması gerektiğini belirtmiştir.

Metin ve tablolar arasında dikkat gerektiren noktalar

Preprintte bazı sonuç ifadeleriyle tablolar arasında kontrol edilmesi gereken uyumsuzluklar bulunmaktadır:

• Özette, ayak bileği sagital düzleminde Basamak İnme, Savaşçı I, Savaşçı II ve Ağaç için “RMSD < 0,8°” ifadesi kullanılmıştır. Buna karşılık Tablo 1’de bu görevlerin RMSD değerleri sırasıyla 4,9°, 7,3°, 7,6° ve 4,1° olarak verilmiştir.
• Tartışma bölümünde Ağaç pozunun ayak bileği için “düşük RMSD (>0,5°)” ifadesi yer almaktadır. “Düşük” ifadesiyle kullanılan büyüktür işareti ve tablodaki 4,1°–3,7° değerleri açıklık gerektirmektedir.
• Kalça Tablo 3’te Y-Denge Testi sagital ICC değeri −4,15 olarak verilmiştir. Değer metinde ayrıca açıklanmamıştır.
• Kalça için oturup kalkma görevinin frontal düzlem RMSD hücresi tabloda tireyle bırakılmıştır.
• Özet, frontal düzlem performansını genel olarak olumlu ifade etse de ayak bileği ve diz frontal sonuçları görevler arasında oldukça değişkendir ve birçok ICC değeri zayıftır.

Bu noktalar düzeltilmemiş, yumuşatılmamış veya alternatif değerlerle değiştirilmemiştir. Çalışmada nasıl sunulduysa o şekilde aktarılmış ve yorum sırasında açıkça belirtilmiştir.

Çalışma ne söylüyor?

• İşaretleyicisiz ticari sistem, birçok görevde sagital düzlem eklem hareket örüntülerini işaretleyici tabanlı sistemle benzer biçimde izleyebilmiştir.
• Diz fleksiyon-ekstansiyon ölçümleri, görevlerin çoğunda yüksek ICC göstermiştir.
• Kalça sagital ve frontal düzlem ölçümleri birçok yoga pozunda iyi veya mükemmel ICC üretmiştir.
• Transvers düzlem, özellikle ayak bileği ve dizde, en düşük uyumu göstermiştir.
• Derin çömelme ve büyük hareket açıklığı gerektiren pozlarda iki sistem arasındaki farklar artabilmektedir.
• İşaretleyicisiz yaklaşım yoga pozlarının biyomekanik değerlendirmesinde umut verici bir araçtır; ancak düzleme ve göreve özgü doğruluk sınırlılıkları vardır.

Çalışma ne söylemiyor?

• İşaretleyicisiz sistemin bütün eklemlerde ve bütün düzlemlerde geleneksel sistemin yerine tamamen geçebileceğini göstermemektedir.
• Tek kameralı telefon uygulamalarının aynı doğruluğu sağlayacağını göstermemektedir.
• Sistemin ev ortamında, geniş kıyafetlerle veya kameraların farklı yerleştirildiği koşullarda aynı performansı vereceğini kanıtlamamaktadır.
• Yoga pozlarının güvenli veya tedavi edici olduğunu değerlendirmemektedir.
• Belirli bir eklem açısının yaralanmaya yol açtığını veya yaralanmayı önlediğini göstermemektedir.
• Hastalarda klinik karar verme, tanı koyma veya rehabilitasyon sonucunu iyileştirme kanıtı sunmamaktadır.
• İşaretleyici tabanlı sistemin mutlak ve hatasız bir referans olduğunu kanıtlamamaktadır.

Geçmiş, bugün ve gelecek açısından önemi

Geçmişte üç boyutlu biyomekanik analizler büyük ölçüde laboratuvara, uzman personele ve işaretleyici yerleşimine bağımlıydı. Bu sistemler bilimsel araştırmalarda önemli bir standart oluşturmuş olsa da hazırlık süresi ve maliyet nedeniyle geniş ölçekli kullanım sınırlı kalmıştır.

Bugün derin öğrenme destekli işaretleyicisiz sistemler, video görüntüsünden vücut segmentlerini otomatik olarak tahmin ederek bu süreci hızlandırmayı amaçlamaktadır. Bu çalışma, söz konusu teknolojinin yalnızca yürüme gibi tanıdık hareketlerde değil, geniş hareket açıklıkları ve asimetrik pozisyonlar içeren yoga görevlerinde de nasıl performans gösterdiğini ortaya koymaktadır.

Gelecekte daha yüksek kamera çözünürlüğü, daha yüksek kayıt frekansı, daha çeşitli vücut tipleriyle eğitilmiş veri kümeleri ve gelişmiş derin öğrenme algoritmaları özellikle transvers düzlem tahminlerini iyileştirebilir. Bununla birlikte gelişmenin yalnızca yazılım doğruluğuyla sınırlı kalmaması gerekir. Farklı yaş grupları, hastalıklar, kıyafetler, kamera yerleşimleri, ışık koşulları ve gerçek yaşam ortamlarıyla bağımsız doğrulamalar yapılmalıdır.

Gündelik yaşam açısından bu teknoloji uzun vadede yoga eğitmenlerinin, fizyoterapistlerin ve araştırmacıların hareketleri daha az hazırlıkla ölçebilmesine katkıda bulunabilir. Ancak mevcut çalışma, sekiz kameralı laboratuvar düzeninde elde edilmiş bir ön doğrulamadır. Bugünkü verilerle sistemin klinik tanı, yaralanma öngörüsü veya evde otomatik tedavi yönlendirmesi için tek başına kullanılabileceği sonucuna varılamaz.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Araştırma tasarımının teknik özeti

Ayak bileği: RMSD ve ICC sonuçlarının tamamı

Diz: RMSD ve ICC sonuçlarının tamamı

Kalça: RMSD ve ICC sonuçlarının tamamı

Temel bulguların düzenli özeti

Kaynak ve Yöntem Notu

Bu içerik, Soniya Kadam, Riva Karia ve Smita Rao tarafından hazırlanan “Convergent Validity of Lower Extremity Joint Angles during Yoga and Activities of Daily Living estimated using Marker-Based vs Commercial Automated Marker-Less Motion Capture Approaches” başlıklı çalışmaya dayanmaktadır.

Çalışma, SSRN üzerinde sunulan bir preprint araştırma makalesidir. Metinde açıkça “This preprint research paper has not been peer reviewed” ve “Preprint not peer reviewed” uyarıları bulunmaktadır. Dolayısıyla çalışma hakem değerlendirmesinden geçmemiştir. PDF’de nihai bir hakemli dergi kabulü veya doğrulanmış yayın durumu belirtilmemektedir.

Araştırma bir klinik tedavi çalışması değildir. Yoga uygulamasının ağrı, hastalık, yaralanma, yaşam kalitesi veya tedavi başarısı üzerindeki etkisini test etmemiştir. Çalışma, sağlıklı ve asemptomatik yetişkinlerde iki hareket yakalama yaklaşımının ürettiği alt ekstremite eklem açılarını karşılaştıran bir biyomekanik yöntem doğrulama çalışmasıdır.

İşaretleyicisiz sistem sekiz video kameralı, kalibre edilmiş ticari bir laboratuvar düzenidir. Sonuçlar tek kamera, cep telefonu, internet kamerası veya tüketici sınıfı yoga uygulamalarının doğruluğu için kanıt oluşturmaz.

Çalışmada bazı görevlerde yüksek ICC ile birlikte yüksek RMSD görülmüştür. Bu nedenle sistemler hareket örüntüsünü benzer izlese bile mutlak eklem açıları arasında klinik açıdan önemli farklar bulunabilir. Özellikle ayak bileği ve diz transvers düzlem sonuçları dikkatli yorumlanmalıdır.

Preprintte özet ile Tablo 1’deki bazı RMSD değerleri arasında, kalça Y-Denge Testi ICC değerinde ve bazı eksik tablo hücrelerinde açıklığa kavuşturulması gereken noktalar bulunmaktadır. Bu içerikte söz konusu veriler değiştirilmemiş veya düzeltilmemiş; çalışmada sunuldukları biçimde aktarılmıştır.

Makale yalnızca yüklenen PDF’deki araştırma tasarımı, tablolar, şekiller, yöntemler ve yazarların açıklamalarına dayanılarak hazırlanmıştır. PDF’de bulunmayan klinik güvenlik, tedavi başarısı, tanısal doğruluk veya ticari kullanım iddiaları eklenmemiştir.