به گزارش روابطعمومی دانشگاه تهران، تیم پژوهشی دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر این دانشگاه، شاخصی جدید با نام Hip Osteoarthritis Index (HOI) برای ارزیابی و پایش آرتروز مفصل لگن ارائه کرده است. این شاخص خطی، ساده، پیوسته و قابل تفسیر بالینی، محدودیتهای روشهای رایج تصویربرداری مانند رادیوگرافی و سیستم درجهبندی Kellgren-Lawrence (KL) را برطرف میکند و امکان پایش زودهنگام بیماری حتی در محیطهای غیرکلینیکی را فراهم میآورد.
دکتر رضوان نصیری، سرپرست تیم پژوهشی، در توضیح ضرورت این پژوهش گفت: «عوامل خطر آرتروز شامل افزایش سن، چاقی، جنسیت، سبک زندگی کمتحرک و کار بدنی سنگین هستند. همچنین ناهنجاریهای الگوی راه رفتن میتواند ریسک ابتلاء را افزایش دهد، بنابراین پایش حرکت پا و مفاصل برای تشخیص زودهنگام و ارزیابی اثربخشی درمان ضروری است.»
در این پژوهش، دادههای کینماتیکی راه رفتن ۸۰ فرد سالم و ۱۰۶ بیمار مبتلا به آرتروز لگن جمعآوری شد. دو ویژگی اصلی، شامل سرعت زاویهای بیشینه مفصل لگن (F6) و مساحت نمودار سرعت زاویهای مفصل زانو نسبت به لگن (F10)، برای طراحی HOI انتخاب شدند. شاخص HOI به صورت عددی بین ۰ تا ۱ ارائه میشود؛ مقدار کمتر شاخص نشاندهنده کیفیت بهتر راه رفتن و ریسک پایینتر آرتروز است.
مزایای HOI شامل تفسیرپذیری بالینی، امکان پایش در مراکز درمانی، پیگیری پیشرفت بیماری، و قابلیت استفاده با حسگرهای اینرسی (IMU) یا دوربین گوشیهای هوشمند است. نتایج این پژوهش نشان داد که مدل خطی HOI میتواند افراد سالم و بیمار را با دقت ۸۴٪ و پای مبتلا و غیرمبتلا را با دقت ۹۱٪ تفکیک کند. همچنین پس از عمل تعویض مفصل لگن، شاخص پای مبتلا بهبود یافته و تقارن حرکتی بازیابی شد.
مقایسه با مدلهای پیچیده یادگیری ماشین (MLP و RNN) نشان داد که این مدل خطی بهترین عملکرد ممکن را دارد و ویژگیهای استخراجشده بیشترین دقت تفکیک را ارائه میدهند.
این تحقیق با همکاری دکتر رضوان نصیری، کامیار رحمانی، منصور داودی و محمدسجاد علمدار انجام شده و در مجله Scientific Reports منتشر گردیده است. جزئیات بیشتر از طریق Nature قابل دسترسی است