TY  - JOUR
T1  - Reliability and validity of an innovative method of ROM measurement using Microsoft Kinect V2
TT  - Microsoft Kinect V2 tabanlı yenilikçi bir yöntem ile ROM ölçümlerine ait geçerlilik ve güvenirlik çalışması
AU  - Kösesoy, İrfan
AU  - Öz, Cemil
AU  - Aslan, Fatih
AU  - Köroğlu, Fahri
AU  - Yığılıtaş, Mustafa
PY  - 2018
DA  - October
JF  - Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi
PB  - Pamukkale Üniversitesi
WT  - DergiPark
SN  - 2147-5881
SP  - 915
EP  - 920
VL  - 24
IS  - 5
LA  - en
AB  - MeasuringRange of Motion (ROM) is the first step of physical therapy. A new method tomeasure ROM by Kinect V2 whose camera type is time of flight is proposed.Colored markers are attached to related joints and then their camera centeredthree-dimensional world coordinates are located by Kinect. Using these coordinates,joint angle, and ROM can be accurately calculated. To analyze reliability andvalidity of the method, ROM measurements of right and left elbow from tenparticipants are taken by standard goniometer and Kinect separately. Forinter-observer reliability, measurements were taken in two sessions by threephysiotherapists. The reliability tests Intra-class Correlation Coefficient(ICC), Standard Error of Measure (SEM), and Minimal Detectable Change (MDC)belonging to the measurements have been obtained. To compute absolute accuracyof the method, a goniometer marked with colors has been recorded at fourdifferent angles (45, 90, 135, and 180° ) by Kinect in six sessions having50-frame periods each. Mean, Standard Deviation (SD), Root Mean Square Error(RMSE), and Limits of Agreement (LOA) values are given for each angle andsession. The measurements taken for absolute accuracy clearly shows that Kinecthas 1- to 3-degree error rate and below 1-degree standard deviation. Analyzingthe collected data, the ICC values of Kinect measurements that are 0.94 forright arm and 0.93 for left arm in contrast with the ICC values of goniometricmeasurements taken by observers are 0.78 for the right arm and 0.81 for theleft arm. This study indicates the proposed method has a high level of accuracyand reliability, and it can be efficiently used to measure ROM accurately.
KW  - Kinect
KW  - ROM
KW  - Joint angle
KW  - RGB-D sensors
N2  - Hareketaralığı ölçümü fizik tedavinin ilk aşamasını oluşturmaktadır. Bu çalışmada,derinlik bilgisi veren bir kamera türü olan Kinect V2 kullanılarak yeni birhareket aralığı ölçüm yöntemi önerilmiştir. İlgili uzva renkli işaretçileryapıştırılıp bu işaretçilerin her birinin ağırlık merkezine ait kamera merkezliüç boyutlu dünya koordinatları bulunmuştur. Bu koordinatlar kullanılarak eklemaçıları ve hareket aralığı ölçülmüştür. Yöntemin geçerlilik ve güvenirliğinitest etmek amacıyla 10 katılımcının sağ ve sol dirsek açıları standartgönyometre ve Kinect ile ayrı ayrı ölçülmüştür. Gözlemci içi güvenirliklerintest edilmesi için ölçümler üç oturumda her biri en az 10 yıl tecrübeli üçfizik tedavi uzmanı ve Kinect ile alınmıştır.  Güvenirlik analizlerindeölçümlere ait sınıf içi korelasyon katsayısı (ICC), Ölçüm standart hatası (SEM)ve tespit edilebilir minimal değişim (MDC) hesaplanmıştır. Cihaz ile yapılanölçümlerin mutlak doğruluğunu gözlemlemek için gönyometre üzerine işaretçileryapıştırılıp dört farklı açıya (45, 90, 135 ve 180°) ayarlanarak altışaroturumda ölçüm alınmıştır.  Her bir açı ve oturum için ölçümlere aitortalama, standart sapma, ortalama karesel hata (RMSE) ve karar sınırları (LOA)bulunmuştur. Mutlak doğruluk için yapılan ölçümlerde kullanılan yöntemin 1-3° hata payı ve 1° altındastandart sapması olduğu görülmüştür. Fizik tedavi uzmanlarının yaptığıölçümlerde sağ ve sol kol için sınıf içi korelasyon katsayıları sırasıyla 0.78ve 0.81 olarak bulunurken bu değerler Kinect için 0.94 ve 0.93 olarak elde edilmiştir. Bu çalışmada önerilen yönteminyapılan analizler sonrası geçerli ve güvenilir olduğu anlaşılıp klinikuygulamalarda kullanılabileceği görülmüştür.
CR  - Nussbaumer S, Leunig M, Glatthorn JF, Stauffacher S, Gerber H, Maffiuletti NA. “Validity and test-retest reliability of manual goniometers for measuring passive hip range of motion in femoroacetabular impingement patients”. BMC Musculoskeletal Disorder, 11(194), 2-11, 2010.
CR  - Gajdosik RL, Bohannon RW. “Clinical measurement of range of motion. Review of goniometry emphasizing reliability and validity”. Physical Therapy, 67(12), 1867-72, 1987.
CR  - Zhou H, Hu H. “Human motion tracking for rehabilitation-a survey”. Biomedical Signal Processing and Control, 3(1), 1-18, 2008.
CR  - Morris RG, Lawson SEM. “A review and evaluation of available gait analysis technologies and their potential for the measurement of impact transmission”.   2010.
CR  - Huber M, Seitz AL, Leeser M, Sternad D. “Validity and reliability of Kinect skeleton for measuring shoulder joint angles: a feasibility study”. Physiotherapy, 101(4), 389–393, 2015.
CR  - Bo APL, Hayashibe M, Poignet P. “Joint angle estimation in rehabilitation with inertial sensors and its integration with kinect”. 33rd Annual International Conference of the IEEE EMBS, Boston, Massachustts, USA, 30 August-03 September 2011.
CR  - Choppin SB, Lane B, Wheat JS. “The accuracy of the Microsoft Kinect in joint angle measurement”. Sports Technology, 7(1-2), 98-105, 2014.
CR  - Schmitz A, Boggess MY, Shapiro GR, Yang R, Noehren B. “The measurement of in vivo joint angles during a squat using a single camera markerless motion capture system as compared to a marker based system”. Gait Posture, 41(2), 694–698, 2015.
CR  - Schmitz A, Ye M, Shapiro R, Yang R, Noehren B. “Accuracy and repeatability of joint angles measured using a single camera markerless motion capture system”. Journal of Biomechanics, 47(2), 587-591, 2014.
CR  - Milani P, Coccetta CA, Rabini A, Sciarra T, Massazza G, Ferriero G. “Mobile smartphone applications for body position measurement in rehabilitation: a review of goniometric tools”. PM&R, 6(11), 1038-1043, 2014.
CR  - Mourcou Q, Fleury A, Diot B, Franco C, Vuillerme N. “Mobile phone-based joint angle measurement for functional assessment and rehabilitation of proprioception”. BioMed Research International, 2015, 1-15, 2015.
CR  - Quek J, Brauer SG, Treleaven J, Pua YH, Mentiplay B, Clark RA. “Validity and intra-rater reliability of an android phone application to measure cervical range-of-motion”. Journal of neuroengineering and rehabilitation, 11(1), 65, 2014.
CR  - Stone E, Skubic M. “Evaluation of an ınexpensive depth camera for passive ın-home fall risk assessment”. 5th International Conference on Pervasive Computing Technologies for Healthcare (PervasiveHealth) and Workshops, Dublin, Ireland, 23-26 May 2011.
CR  - Stone EE, Skubic M. “Passive in-home measurement of stride-to-stride gait variability comparing vision and Kinect sensing”. 33rd Annual International Conference of the IEEE EMBS, Boston, Massachusetts, USA, 30 August-3 September 2011.
CR  - Gabel M, Gilad-Bachrach R, Renshaw E, Schuster A. “Full body gait analysis with kinect”. 34th Annual International Conference of the IEEE EMBS, San Diego, California, USA, 28 August - 01 September 2012.
CR  - Destelle F, Ahmadi A, O'Connor NE, Moran K, Chatzitofis A, Zarpalas D, Daras P. "Low-cost accurate skeleton tracking based on fusion of kinect and wearable inertial sensors". 22nd European Signal Processing Conference (EUSIPCO), Lisbon, Portugal, 1-5 September 2014.
CR  - Otman, SA, Demirel H, Sade A. Tedavi Hareketlerinde Temel Değerlendirme Prensipleri, 2. Baskı, Ankara, Türkiye, Hacettepe Üniversitesi Fizik Tedavi ve Rehabilitasyon Yayınları, 1998.
CR  - Corti A, et al. "A metrological characterization of the Kinect V2 time-of-flight camera". Robotics and Autonomous Systems, 75, 584-594, 2015.
CR  - Khoshelham K, Sander OE. "Accuracy and resolution of kinect depth data for indoor mapping applications". Sensors, 12(2), 1437-1454, 2015.
CR  - Landis JR, Gary GK. "The measurement of observer agreement for categorical data". Biometrics, 33(1), 159-174, 1977.
CR  - Zaki R, Bulgiba A, Ismail R, Ismail NA. “Statistical methods used to test for agreement of medical instruments measuring continuous variables in method comparison studies: a systematic review”. PloS one, 7(5), 37908, 2012.
CR  - Li L, Zeng L, Lin ZJ, Cazzell M, Liu H. “Tutorial on use of intraclass correlation coefficients for assessing intertest reliability and its application in functional near-infrared spectroscopy-based brain imaging". Journal of Biomedical Optics, 20(5), 050801-050801, 2015.
CR  - Fernandez R, Fernandez G. “Validating the bland-altman method of agreement”. Annual Conference of Western Users of SAS Software, San Jose, USA, 2009.
CR  - De Vet HC, Terwee CB, Mokkink LB, Knol DL. Measurement in Medicine: A Practical Guide. New York, USA, Cambridge University Press, 2011
CR  - Khoshelham K. "Accuracy analysis of kinect depth data". International Archives of the Photogrammetry. Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 38(5), 133-138, 2012.
UR  - https://dergipark.org.tr/tr/pub/pajes/issue//469633
L1  - https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/552318
ER  -