論文の概要: Towards nation-wide analytical healthcare infrastructures: A privacy-preserving augmented knee rehabilitation case study

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.20733v1
• Date: Mon, 30 Dec 2024 06:14:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-31 22:07:02.717501
• Title: Towards nation-wide analytical healthcare infrastructures: A privacy-preserving augmented knee rehabilitation case study
• Title（参考訳）: 全国的な分析医療インフラを目指して--プライバシ保護型膝リハビリテーション事例研究
• Abstract要約: 本稿では,近い将来のプライバシ保護型ビッグデータ分析医療プラットフォームに貢献する。 実験には、実生活の膝リハビリテーションビデオデータセットが含まれる。 モバイルから動画をプライバシー保護の診断タイムリーデータに変換するために,Google MediaPipeのポーズ推定を採用した。 開発した概念実証アルゴリズムは、患者にスティックフィギュア要素をオーバーレイすることで、膝運動ビデオを強化することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: The purpose of this paper is to contribute towards the near-future privacy-preserving big data analytical healthcare platforms, capable of processing streamed or uploaded timeseries data or videos from patients. The experimental work includes a real-life knee rehabilitation video dataset capturing a set of exercises from simple and personalised to more general and challenging movements aimed for returning to sport. To convert video from mobile into privacy-preserving diagnostic timeseries data, we employed Google MediaPipe pose estimation. The developed proof-of-concept algorithms can augment knee exercise videos by overlaying the patient with stick figure elements while updating generated timeseries plot with knee angle estimation streamed as CSV file format. For patients and physiotherapists, video with side-to-side timeseries visually indicating potential issues such as excessive knee flexion or unstable knee movements or stick figure overlay errors is possible by setting a-priori knee-angle parameters. To address adherence to rehabilitation programme and quantify exercise sets and repetitions, our adaptive algorithm can correctly identify (91.67%-100%) of all exercises from side- and front-view videos. Transparent algorithm design for adaptive visual analysis of various knee exercise patterns contributes towards the interpretable AI and will inform near-future privacy-preserving, non-vendor locking, open-source developments for both end-user computing devices and as on-premises non-proprietary cloud platforms that can be deployed within the national healthcare system.
• Abstract（参考訳）: 本研究の目的は,患者からストリームやアップロードしたタイムリーデータや動画を処理可能な,近未来のプライバシ保護型ビッグデータ分析医療プラットフォームに貢献することである。 実験には、単純でパーソナライズされた運動から、スポーツに戻るためのより一般的で挑戦的な運動まで、一連のエクササイズをキャプチャする実生活の膝リハビリテーションビデオデータセットが含まれる。 モバイルから動画をプライバシー保護の診断タイムリーデータに変換するために,Google MediaPipeのポーズ推定を採用した。 開発した概念実証アルゴリズムは、CSVファイル形式でストリームされた膝角推定によって生成された時系列プロットを更新しながら、患者に棒状の要素をオーバーレイすることで、膝運動ビデオを強化することができる。 患者や理学療法士にとって、過度な膝屈曲や不安定な膝運動、スティックフィギュアオーバーレイエラーなどの潜在的な問題を視覚的に表す側方から側方までのタイムリーのビデオは、a-priori膝角パラメータを設定することで可能となる。 リハビリテーションプログラムへの順応と,エクササイズセットと繰り返しの定量化のために,我々の適応アルゴリズムは,サイドビューとフロントビューのビデオから,すべてのエクササイズの91.67%〜100%を正しく識別することができる。 さまざまな膝運動パターンの適応的視覚分析のための透過的アルゴリズム設計は、解釈可能なAIに寄与し、国家医療システムにデプロイ可能な、エンドユーザーコンピューティングデバイスとオンプレミスの非プロプライエタリなクラウドプラットフォームの両方に対して、近未来的なプライバシ保護、非ベンダロック、オープンソース開発を通知する。

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