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Enregistrement W4401880856 · doi:10.2196/55476

Recognition of Forward Head Posture Through 3D Human Pose Estimation With a Graph Convolutional Network: Development and Feasibility Study

2024· article· en· W4401880856 sur OpenAlexvenueno aff
Haedeun Lee, Bumjo Oh, Seung-Chan Kim

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueMusculoskeletal pain and rehabilitation
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesMinistry of Trade, Industry and EnergyKorea Medical Device Development Fund
Mots-clésComputer scienceBody postureGraphKey (lock)PoseArtificial intelligenceComputer visionPhysical medicine and rehabilitationMachine learningHuman–computer interactionMedicineTheoretical computer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Prolonged improper posture can lead to forward head posture (FHP), causing headaches, impaired respiratory function, and fatigue. This is especially relevant in sedentary scenarios, where individuals often maintain static postures for extended periods-a significant part of daily life for many. The development of a system capable of detecting FHP is crucial, as it would not only alert users to correct their posture but also serve the broader goal of contributing to public health by preventing the progression of chronic injuries associated with this condition. However, despite significant advancements in estimating human poses from standard 2D images, most computational pose models do not include measurements of the craniovertebral angle, which involves the C7 vertebra, crucial for diagnosing FHP. OBJECTIVE: Accurate diagnosis of FHP typically requires dedicated devices, such as clinical postural assessments or specialized imaging equipment, but their use is impractical for continuous, real-time monitoring in everyday settings. Therefore, developing an accessible, efficient method for regular posture assessment that can be easily integrated into daily activities, providing real-time feedback, and promoting corrective action, is necessary. METHODS: The system sequentially estimates 2D and 3D human anatomical key points from a provided 2D image, using the Detectron2D and VideoPose3D algorithms, respectively. It then uses a graph convolutional network (GCN), explicitly crafted to analyze the spatial configuration and alignment of the upper body's anatomical key points in 3D space. This GCN aims to implicitly learn the intricate relationship between the estimated 3D key points and the correct posture, specifically to identify FHP. RESULTS: -score (macro) of 77.54%, compared to the baseline feedforward neural network (FFNN) model's 75.88%. Specifically, the GCN model showed a more balanced precision and recall between the classes, suggesting its potential for better generalization in FHP detection across diverse postures. Meanwhile, the baseline FFNN model demonstrates a higher precision for FHP cases but at the cost of lower recall, indicating that while it is more accurate in confirming FHP when detected, it misses a significant number of actual FHP instances. This assertion is further substantiated by the examination of the latent feature space using t-distributed stochastic neighbor embedding, where the GCN model presented an isotropic distribution, unlike the FFNN model, which showed an anisotropic distribution. CONCLUSIONS: Based on 2D image input using 3D human pose estimation joint inputs, it was found that it is possible to learn FHP-related features using the proposed GCN-based network to develop a posture correction system. We conclude the paper by addressing the limitations of our current system and proposing potential avenues for future work in this area.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,019
Score d'incertitude au seuil0,037

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,089
Tête enseignante GPT0,444
Écart entre enseignants0,356 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations6
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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