Capturing Movement Patterns in Pre-School Children using Markerless Motion Capture Technology

Mange skolebørn og teenagere oplever muskuloskeletale smerter i underekstremiteterne. For nogle individer bliver smerterne vedvarende og påvirker både helbred og karriere valg senere i livet. Eftersom muskuloskeletale smerter er hyppigt forekommende allerede i skolealderen, og kan have store konsekvenser, er det naturligt at undersøge om der kan identificeres forudliggende risikofaktorer tidligere i livet. En sådan potentiel risikofaktor kunne være dynamisk knæ valgus (DKV). DKV er defineret som en position af knæet der går mod midtlinjen af kroppen under dynamiske vægtbærende bevægelser. DKV er blevet undersøgt blandt voksne og teenagere, og er generelt anset for at være en risikofaktor for at erhverve sig både traumatiske og overbelastnings skader i underekstremiteten. Det er velkendt at DKV er mere normalt forekommende blandt kvinder, og man mener at denne kønsforskel accelererer omkring puberteten. DKV er velundersøgt blandt voksne og teenagere, men det er ukendt i hvilket omfang børnehavebørn bevæger sig med DKV, om der er nogle køns relaterede forskelle i forekomsten af DKV, og om der er nogen sammenhæng imellem DKV tidligt i livet og senere udvikling af muskuloskeletale smerter. Målinger af DKV kræver specialudstyr til bevægelsesoptagelser, også kaldet ’motion capture’. Traditionelle motion capture systemer kræver at undersøgeren placerer et sæt af markører præcist på huden af en deltager. Det plejer, derfor, at tage lang tid at forberede en deltager til optagelse. Ydermer kan de påsatte markører påvirke det naturlige bevægemønster hos deltageren. Derfor er traditionelle motion capture systemer problematiske at bruge til optagelser af børnehavebørn. Inden for de sidste år har en ny markørløs teknologi til brug for bevæge optagelser fundet indpas. Denne teknologi har stort potentiale for optagelser af børnehavebørn da den hverken kræver markører eller antropometriske mål for at kunne fungere. Derfor tager det typisk kortere tid at forberede en deltager til optagelse, og deltageren kan desuden bevæge sig frit uden at være påvirket af påsat udstyr. Det er dog ukendt hvor valide og pålidelige disse markørløse systemer er – specielt til målinger af børnehavebørn. Det overordnede mål for denne afhandling var at identificere en gruppe af motion capture variabler der var valide og anvendelige blandt børnehavebørn, og dernæst at bruge disse variabler til at skabe et datasæt der kan danne grundlag for fremtidig prospektiv forskning i risikofaktorer. De specifikke delmål for afhandlingen var først at estimere og vurdere validiteten af et markørløst system ved at sammenligne målinger fra systemet med samtidigt optagede målinger fra et traditionelt markørbaseret system. Disse målinger blev fortaget i en gruppe bestående af 14 børnehavebørn (Studie 1). Sekundært, at estimere og evaluere uge-til-uge test-retest stabiliteten af udvalgte kinematiske mål og springlængde målt ved brug af et markørløst system i en gruppe bestående af 63 børnehave (Studie II). Tertiært, at beskrive fundne fra et tværsnits studie der undersøgte DKV målt ved brug af et markørløst system i en gruppe bestående af 458 4 til 6-årige børnehavebørn (Studie III). Mere specifikt undersøgte Stuide III den generelle forekomst af DKV, om der var nogle køns og alders-relaterede forskelle i forekomsten af DKV, samt om der var nogen sammenhæng imellem forekomsten af DKV og motorisk ydeevne. I Studie I fandt vi at 5 kinematiske variabler samt spring længde og spring højde kunne måles af det markløse system med acceptabel validitet. I Studie II fandt vi at uge-til-uge stabiliteten af enkeltvise mål af de samme 5 kinematiske variabler var lav. Vores resultater tydede på at den lave stabilitet skyldtes at børnene hver især bevægede sig meget forskelligt under de to sammenlignede optagelser. I Studie III fandt vi at omkring 75% af de 4 til 6-årige børn lander med en eller anden grad af DKV, men også at pigerne var dobbelt så hyppigt forekommende som drengene blandt den gruppe af børn som landede med mest udtalt DKV. Forskningsprojektet formåede at indsamle komplet bevæge data fra 604 børnehavebørn, hvilket har betydelig værdi for fremtid prospektiv forskning. Det markørløse system som blev brugt til bevægeoptagelserne, er nu modnet til et niveau hvor det er anvendeligt i store forskningsprojekter. Overordnet set fandt vi at børnehavebørn lander med stor uge-til-uge variation på trods af at deres spring længde i samme periode er rimeligt stabil. Omkring 75% af børnene lander med en eller anden grad af DKV, og 2 ud af 3 af de børn med mest udtalte DKV er piger. Der er behov for mere forskning for at kunne afklare en potentiel sammenhæng imellem motorisk ydeevne og forskellige spring landings mønstre, samt for at kunne afklare om der er en sammenhæng imellem DKV tidligt i livet og senere udvikling af muskuloskeletale smerter eller skader.