AIモーションキャプチャーを用いた手指関節可動域の測定法の確立

基于AI动作捕捉的手指关节活动范围测量方法的建立

• 批准号: 21K16694
• 负责人: 谷本 浩二
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K16694/
• 关键词: ハンディスキャナー; 手指関節角度; 3D画像; 仮想3次元画像; 3D深度カメラ; AI モーションキャプチャー; 手指関節可動域測定; 診療補助 ツール; オンライン診療

本研究の目的は、AIモーションキャプチャーを用いて簡便に手指関節可動域を測定する方法を確立し、スマートフォンのアプリケーションツールとして社会に普及させることである。さらに今後、発展が期待されるオンライン診療に対し診療補助ツールとしての実用化を目指した研究である。まず、手の仮想3次元画像を作成しAIモーションキャプチャーによる手指関節角度や関節可動域の解析を試みることが必要である。仮想3次元画像の構築と再現は、カメラを2台用いて各々のカメラを注目する点に対して三角状になるよう別々の位置に置き、撮影角度を変えて対象物を注視させるようにして再現できる予定であったが、どこを基準点として設定すれば正確な可動域を測定することができるか検証する必要がでてきたため、ハンディスキャナーを用いて、手の仮想3D画像の構築を行った。ハンディスキャナーによる手の仮想3D画像の構築は、一定の肢位で固定した状態でスキャンすることで多少の時間を要すものの、限局的には再現性が得られた。3D画像構築後は、計測ソフトを用いて、1指ごとであるが真側面に位置するように各々座標軸を調整し、指背部を頂点としてプロットすることで、指背縁に沿った関節角度を比較的迅速に計測することが可能であった。その手指関節の計測角は従来のゴニオメーターを用いたものと比較して同等であった。さらに、一度構築した3D画像は保存しておくことが可能であるため、再計測や基準軸を検討する上で有用と考えられた。ただし、現状の課題として、対立位を形成する際、母指が他の４指とは大きく座標軸が異なるため、特に動的な環境下においては、瞬時に手指全体の正確な関節角度を計測することは困難であること、また、手指が重なった部分においては画像構築が粗雑であるため、その点についての改善が求められる。

The purpose of this study is to establish a simple method for measuring the finger joint motion domain, and to popularize it in society. In the future, the development of medical treatment, medical treatment subsidies, and practical research will be expected. It is necessary to create a 3D portrait of the hand and the finger joint angle and the joint movable region. 3-D image construction and reproduction: 2 sets of images; 3 sets of images; 4 sets of images; 5 sets of images; 6 sets of images; 7 sets of images; 8 sets of images; 9 sets of images; 9 sets; 9 sets of images; 9 sets; 9 sets of images; 9 Hand to hand 3D portrait construction The construction of 3D images is based on the fixed position and the important time limit. After 3D image construction, the calculation method is used, and the position of the true bottom surface of the finger is adjusted. The vertex of the finger back is adjusted. The joint angle of the finger back is compared. The calculation method is possible. The measurement angle of the finger joint is equal to that of the finger joint. The 3D image is preserved, measured, and examined. The problem of the current situation is that when the position is formed, the mother finger is different from the other four fingers, and the coordinate axis is different. Under the special environment, the correct joint angle of the whole finger is measured instantaneously. The difficulty is that the finger is heavy, and the image is rough.