Clinical use of prediction regions for motion analysis.

SUMMARY This study assesses the diagnostic capability of statistically defined prediction regions, developed by a ‘bootstrap’ method, for assessing the curves of angular rotation of joints in children as they walk. The prediction regions had been previously developed in the authors' laboratory from a study of 309 normal children. The goal of the present study was to determine whether these computer-generated prediction regions could be used as a screen in clinical gait analysis, to determine whether a movement falls outside the normal range of variability. Kinematic analysis of 38 consecutive children referred to the motion analysis laboratory for clinical gait assessment provided 912 curves of lower-extremity joint angle dynamics. An experienced observer first inspected the patients' curves with mean normal curves superimposed and designated the curves as normal or abnormal. The performance of the computer-generated prediction regions was judged by comparison with the experienced observer's designations. The prediction regions were found to have a high sensitivity (81%), indicating that they can be used as an initial screen to identify deficits in lower limb function. RESUME Usâge clinique des zones de prediction dans ľ analyse du mouvement Cette etude evalue la capacite diagnostique des zones de prediction definies statistiquement, etablies par methode de ‘bootstrap’, pour ľ'evaluation de courbes de rotation angulaire des articulations chez l'enfant au cours de la marche. Les zones de prediction ont initialement te etablies dans le laboratoirc de l'auteur a partir d'une etude de 309 enfants normaux. Le but de ľetude presente dtait de preciser si ces zones de prediction generdes par ordinateur- pouvaient etre utilisees en dgpistâge durant l'analyse clinique de la demarche, pour determiner si un mouvement sort de la zone de variation normale. Des analyses cinetiques ont ete effectuees chez 38 enfants adresses consecutivement au laboratoire d'analyse du mouvement pour une evaluation de la demarche, et ont fournies 912 courbes de la dynamique articulaire a l'extremite inferieure. Un observateur experimente examinait tout d'abord les courbes des patients en superposant une courbc moyenne et qualifiait les courbes de normales ou anormales. La performance des zones de prediction generees par ordinateur etait evaluee en comparant l'appreciation de l'observateur experimente. II a ete note une forte scnsibilite des zones de prediction (81%). et cellesci peuvent done etre utilisees avec profit comme depistâge initial pour identifier les defauts fonctionnels des membres inferieurs. ZUSAMMENFASSUNG Klinische Anwendung von prediction Regions fur die Bewegungsanalyse Diese Studie beurteilt die diagnostische Aussagekraft von statistisch definierten prediction Regions, die durch eine ‘bootstrap’ Methode entwickelt wurde, urn die Kurven der Rotationswinkel der Gelenke beim Laufen bei Kindern zu untersuchen. Die prediction Regions sind zuvor durch den Autor anhand von Untersuchungen an 309 gesunden Kindern erarbeitet worden. Es war das Ziel der vorliegenden Studie, festzustellen, ob diese Computer erzeugten prediction Regions als Screening Methode bei der klinischen Ganganalyse zur Bestimmung normabweichender Bewegungen zu verwenden sind. Die kinematische Analyse von 38 Kindern, die dem Labor fur Bewegungsanalyse zur Gangbeurteilung iiberwiesen wurden, ergab 912 Kurven der Gelenkwinkeldynamik der unteren Extremitat. Ein erfahrener Untersucher beurteilte die Kurven der Patienten zunachst im Vergleich mit normalen Kurven und teilte sie in normal und pathologisch cin. Die Wertigkeit dcr Computer erzeugten prediction Regions wurde durch einen Vergleich mit den Einteilungen des erfahrenen Untersuchers beurteilt. Die prediction Regions zeigten eine hone Sensitivitat (81%) und konnen damit fur ein erstes Screening bei Funktionsstorungen der unteren Extremitat benutzt werden. RESUMEN Uso clinico de regiones predictivas parael analisis del movimiento Este estudio evalua la capacidad diagnostica de las regiones de prediccion estadisticamente definidas, desarrolladas por el metodo de la ‘cincha de zapato’ para evaluar las curvas de la rotation angular de las articulaciones, en ninos cuando estos andan. Las regiones predictivas han sido desarrolladas previamente en el laboratorio de los autores a partir de un estudio realizado en 309 ninos normales. La finalidad del presente estudio era determinar si estas regiones de prediccion generadas por computadora podian usarse como un barrido en el analisis clinico de la marcha, para determinarsi el movimiento cae fuera del margen normal de variabilidad. El analisis cinemritico de 38 ninos consecutivos vistos en el laboratorio del analisis del movimiento para la evaluacion clinica de la marcha, proporciono 912 curvas de dinamica angular de las articulaciones de la extremidad inferior. Primero un observador experimentado inspection^ las curvas de los pacientes con curvas normales de promedio superpuestas y califico las curvas como normales o anormalcs. EI papel de las regiones predictivas generadas por el computador se juzgaron por comparacion con las designaciones del observador experimentado. Se hallo que las regiones predictivas tenfan una sensibilidad alta (81%) lo que indica que pueden ser usadas como un barrido inicial para identificar deficits en la funcion de las extremidades inferiores.