MAIA Motion Note technique sur la mesure · version 1

Ce que nous avons mesuré, et ce que nous n'avons pas mesuré.

Cette note s'adresse à des professionnels de santé. Elle dit ce que vaut la mesure, d'où viennent les chiffres, et ce qui manque encore pour parler de validité.

Ce document n'est pas une étude de validation. Aucune comparaison à un étalon, goniométrie ou système optoélectronique, n'a été conduite à ce jour. Aucune fidélité inter-opérateur n'a été établie. Les chiffres ci-dessous décrivent la répétabilité interne de la chaîne de traitement, ce qui est utile mais n'est pas la même chose. Tant que les colonnes manquantes ne sont pas remplies, ne présentez pas cette mesure comme validée.

Le principe de la mesure

Un modèle de détection de pose localise des repères corporels sur chaque image. Les angles sont ensuite calculés géométriquement entre ces repères, dans le plan de l'image. Aucune intelligence n'intervient dans le calcul de l'angle : c'est de la trigonométrie sur des coordonnées.

La conséquence la plus importante est que la mesure est bidimensionnelle. Elle est pertinente pour un mouvement qui se déroule dans le plan perpendiculaire à l'axe de la caméra, et elle ne l'est pas pour les autres.

Bruit de mesure, sujet immobile

Protocole : un sujet debout, immobile, filmé de profil, pendant la première seconde d'une prise. L'angle réel ne varie pas. Tout ce que l'on observe est donc du bruit de localisation des repères.

GrandeurÉcart-typeAmplitude observée
Flexion de genou1,40°5,41°
Inclinaison du tronc2,09°6,44°
Angle de cheville2,88°9,77°

C'est de ce plancher qu'est tiré le seuil de significativité affiché à côté de chaque mesure. Le logiciel le recalcule sur chaque prise, à partir des deux secondes immobiles du début, parce qu'il dépend de l'éclairage, de la tenue et de l'appareil.

Lecture pratique. Une variation inférieure au seuil affiché ne doit pas être interprétée. Si une personne passe de 95° à 92° entre deux séances, vous n'avez rien mesuré.

Concordance entre deux implémentations indépendantes

La même prise a été traitée par deux chaînes écrites séparément, avec deux modèles de détection différents : l'une en Python sur ordinateur, l'autre dans le navigateur.

MesureChaîne AChaîne BÉcart
Flexion de genou minimale79,5°79,5°0,0°
Inclinaison maximale du tronc40,6°40,8°0,2°

Cela ne dit pas que la mesure est juste. Cela dit qu'elle est reproductible et qu'elle ne dépend pas d'un détail d'implémentation. Deux erreurs identiques resteraient invisibles à ce test.

Ce qui dégrade la mesure, et à partir de quand

Taille du sujet à l'image

Sur douze vidéos, la confiance de localisation du genou est corrélée à la hauteur du sujet en pixels, avec un coefficient de 0,78.

Hauteur du sujetConfiance du genou
148 à 195 px0,67 à 0,87
343 px0,87
550 à 773 px0,91 à 0,95

Le logiciel refuse une prise en dessous de 300 px de sujet, et signale en dessous de 450 px. Ces seuils viennent de ce tableau, pas d'une estimation.

Vêtement et fond

Le genou est le repère le plus fragile de la chaîne. Sur une prise où le sujet portait un pantalon sombre devant un canapé sombre, la confiance du genou tombait à 0,76 contre 1,00 pour la hanche, avec 8,4 % des images sous le seuil. C'est la raison de la consigne sur la tenue, et le logiciel vérifie ce point à chaque prise.

Immobilité de la caméra

Le déplacement de la caméra a été mesuré par trois méthodes indépendantes sur la même prise : corrélation croisée sur images extraites, corrélation de phase, et suivi de mouchetures dans le navigateur.

MéthodeDérive mesurée
Corrélation croisée41 px
Corrélation de phase36 px
Suivi de mouchetures40 px

Les trois concordent à 10 % près. Une translation pure de l'image ne modifie pas un angle, mais elle rend impossible toute comparaison entre deux séances, et elle interdit toute mesure de distance. Le logiciel bloque au-delà de 3 % de la hauteur d'image.

Orientation du sujet

Le rapport entre l'écart des hanches et la taille du sujet distingue nettement deux situations, sur les mêmes douze vidéos :

SituationRapport mesuré
Vue de profil franche0,019 à 0,042
Vue de face ou de biais0,104 à 0,127

Le seuil de refus est placé à 0,06, entre les deux groupes.

Ce que la méthode ne mesure pas

Ce qui manque, et comment le compléter

Trois colonnes manquent pour parler de validité. Les deux premières peuvent être produites en cabinet, sans matériel particulier.

Ce qui manqueComment l'obtenir
Fidélité test-retest Deux prises consécutives de la même personne, trépied démonté et remonté entre les deux. L'écart entre les deux mesures donne l'erreur type de mesure, et la différence minimale détectable.
Fidélité inter-opérateur La même personne mesurée par deux praticiens différents, chacun installant le dispositif selon le guide.
Validité concurrente Comparaison simultanée à un goniomètre, et idéalement à un système optoélectronique. Demande un partenariat avec un laboratoire.

Protocole test-retest, à faire soi-même. Installez, mesurez, démontez entièrement le trépied, réinstallez selon vos repères au sol, remesurez la même personne dans la foulée. Répétez sur dix personnes. L'écart-type des différences, multiplié par 1,96 et par la racine de deux, donne la différence minimale détectable. C'est ce chiffre, et non le bruit interne, qu'il faudra afficher le jour où il existera.

Conditions dans lesquelles ces chiffres ont été obtenus

La 4K n'apporte rien : sur la même prise, les mesures sont identiques en 1080p et en 4K, pour un temps de traitement deux fois plus long.