Purpose: Our aim was to evaluate the Microsoft Kinect sensor (MKS) as a markerless system for motion capture and analysis of lower limb motion, compare it with a state-of-the-art marker-based system (MBS), and investigate its accuracy in simultaneously capturing several lower limb joint movements on several planes while participants walked freely. Method: Participants were asked to walk while gait data were simultaneously recorded by both the MKS and the MBS. Software for analysing the Kinect data stream was developed using Microsoft Visual Studio and Kinect for Windows software development kits. Visual three-dimensional (3D) C-Motion software was used to calculate 3D joint angles of the MBS. Deviation of the joint angles calculated by the two systems was calculated using root-mean-square error (RMSE) on the basis of a designated formula. Results: The calculated RMSE average was <5° between the two systems, a level of difference that has practically no clinical significance. Conclusions: Quantitative measurements of the joint angles of the knee and hip can be acquired using one MKS with some accuracy. The system can be advantageous for clinical use, at the pre- and post-treatment stages of rehabilitation, at significantly lower costs. Further evaluation of the MKS should be performed with larger study populations.
Objectif : évaluer le capteur Kinect de Microsoft (CKM), un système sans marqueur de capture des mouvements et d’analyse des mouvements des membres inférieurs, par rapport à un système de marqueur (SDM) de pointe et en étudier la précision pour capter simultanément plusieurs mouvements des membres inférieurs sur divers plans, pendant une période de marche libre des sujets. Méthodologie : les participants ont été invités à marcher pendant que les données sur la démarche étaient enregistrées dans les systèmes de CKM et de SDM. Le logiciel pour analyser les données du CKM a été mis au point au moyen de l’outil Microsoft Visual Studio de la trousse de développement logiciel de Kinect pour Windows. Le logiciel Visual3D (C-Motion) a été utilisé pour calculer les angles tridimensionnels de l’articulation du SDM. L’écart-type des angles de l’articulation calculés par les deux systèmes a été obtenu au moyen de l’erreur quadratique moyenne (EQM) d’après une formule préétablie. Résultats : la moyenne de l’EQM était inférieure à cinq degrés entre les deux systèmes, soit une différence qui n’a pratiquement aucune signification clinique. Conclusion : on peut obtenir les mesures quantitatives des angles de l’articulation du genou et de la hanche avec une certaine précision au moyen d’un CKM. Ce système peut être avantageux pour un usage clinique avant et après la réadaptation, à un coût peu élevé. L’évaluation du capteur Kinect devrait être poursuivie dans le cadre d’une étude auprès de populations plus vastes.
Keywords: biomechanical phenomena; gait; lower limb; motion.
© Canadian Physiotherapy Association.