Công cụ trực tuyến phân tích video tại nhà để dự đoán sức khỏe cơ xương

Để giải quyết vấn đề này, Boswell và các đồng nghiệp đã phát triển một công cụ trực tuyến có thể phân tích các video tự thu thập tại nhà được quay bằng điện thoại thông minh. Công cụ này được triển khai trong một nghiên cứu toàn quốc để có thể dự đoán sức khỏe thể chất (dựa trên tiêu chuẩn hóa) và viêm xương khớp ở đầu gối hoặc hông. Kết quả của nghiên cứu gần đây đã được mô tả trên Digital Medicine (một ấn phẩm của tờ Nature).

Công cụ này dựa trên bài kiểm tra ngồi - đứng, trong đó người tham gia sẽ được yêu cầu bắt đầu từ tư thế ngồi khoanh tay và đứng lên và ngồi xuống tổng cộng năm lần trong khi được bấm giờ. Nếu số giây càng nhiều cho thấy sức mạnh phần dưới cơ thể đã bị suy giảm. Đây có thể là một tình trạng ảnh hưởng đến hệ thống cơ xương, hoặc có thể đơn giản là lão hóa. Các nhà khoa học lưu ý rằng bản thân bài kiểm tra không phải là thước đo chính xác về chức năng thể chất tuy nhiên bài kiểm tra này giúp ích cho các các phân tích động học (đánh giá chuyển động). Bằng cách đánh giá những thứ như góc và gia tốc của các bộ phận khác nhau của cơ thể trong quá trình vận động, có thể đưa ra những dự đoán chính xác hơn về sức khỏe cơ xương.

Bằng cách sử dụng điện thoại thông minh, một người có thể quay video bản thân mình thực hiện bài kiểm tra tư thế đứng, sau đó tải video này lên ứng dụng. Công cụ này sẽ kết hợp một thuật toán nguồn mở để ước tính tư thế của người tham gia với các thuật toán tùy chỉnh để tính toán thời gian cần thiết để người tham gia hoàn thành bài kiểm tra cùng với các yếu tố liên quan đến chuyển động học (góc khớp trong khi di chuyển).

Những người tham gia cũng thực hiện một cuộc khảo sát để nhập thông tin nhân khẩu học và hoàn thành bảng câu hỏi để đánh giá các triệu chứng như mệt mỏi, đau đớn, đau khổ về cảm xúc và chức năng thể chất tổng thể. Đồng thời, ứng dụng cũng sẽ xác định những người tham gia có được chẩn đoán lâm sàng về viêm xương khớp trước đó. 

Bởi vì nghiên cứu tiếp cận được với đa dạng người nên tỷ lệ tham gia cao hơn rõ rệt so với các thử nghiệm cơ sinh học truyền thống. Boswell giải thích: “Các cuộc điều tra về chuyển động của con người thường chỉ giới hạn trong các phòng thí nghiệm cơ sinh học được trang bị các thiết bị kỹ thuật và đắt tiền. Trong nghiên cứu trên toàn quốc của họ, Boswell và các đồng nghiệp đã tổng hợp dữ liệu từ 405 người tham gia từ 35 tiểu bang của Hoa Kỳ, với các cá nhân gửi video chỉ trong hơn một tháng. Được biết, nghiên cứu bao gồm số lượng đối tượng trung bình nhiều hơn 35 lần so với các nghiên cứu cơ sinh học truyền thống. Trong đó,  độ tuổi của những người tham gia dao động (từ 18 đến 96 tuổi), và độ tuổi trung bình trong nhóm  là 37,5 tuổi.

Tương tự như các đánh giá lâm sàng và phòng thí nghiệm trước đây, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng những người khi đứng nghiêng về phía trước nhiều hơn có thể có tỉ lệ mắc các bệnh viêm xương khớp lớn hơn ngay cả khi họ có các yếu tố khác nhau như tuổi tác, giới tính hoặc cơ thể chỉ số khối lượng (BMI). Giống như các nghiên cứu cơ sinh học trước đây, công cụ này phát hiện ra rằng thời gian hoàn thành bài kiểm tra ngồi - đứng lâu hơn có liên quan đến điểm sức khỏe thể chất thấp hơn, chỉ số BMI cao hơn và tuổi già hơn. Những kết quả này cho thấy rằng các đánh giá dựa trên điện thoại thông minh tại nhà có thể khả thi cho các nghiên cứu cơ sinh học trong tương lai.

Với số lượng người tham gia đa dạng, các nhà nghiên cứu có thể đánh giá các yếu tố liên quan đến nhân khẩu học với sự khác biệt về cơ chế sinh học. Khi so sánh hai nhóm dân tộc lớn nhất trong nghiên cứu của mình, họ phát hiện ra rằng 243 người da trắng có sự khác biệt đáng kể về góc thân trong bài kiểm tra tư thế đứng so với 103 người tham gia châu Á, ngay cả sau khi tính đến các biến số khác. Boswell nhấn mạnht: “Phát hiện này chỉ ra rằng chúng ta không thể giả định sự tương đồng giữa các nhóm chủng tộc và dân tộc và nhấn mạnh tầm quan trọng của các mẫu đa dạng hơn trong các nghiên cứu cơ sinh học”.