JMMBS
Journal of Movement Mechanics & Biomechanics Science
Vol. 3 · Issue 2 · November 2026
ISSN: 3070-3662 (Online) · DOI Prefix: 10.66078/jmmbs
Review Article — Critical Narrative Review
Clinical Validity of Markerless Motion Capture for Biomechanical Decisions
Artículo de revisión — Revisión narrativa crítica
Validez clínica de la captura de movimiento sin marcadores para decisiones biomecánicas
مقالة مراجعة — مراجعة سردية نقدية
الصلاحية السريرية لالتقاط الحركة دون علامات في اتخاذ القرارات البيوميكانيكية
समीक्षा लेख — समालोचनात्मक वर्णनात्मक समीक्षा
बायोमैकेनिकल निर्णयों के लिए मार्करलेस मोशन कैप्चर की नैदानिक वैधता
Abstract
English
Background
Markerless motion capture can extend quantitative assessment beyond specialist laboratories. Its clinical value depends on whether a specified output supports a defined biomechanical decision.
Objective
To examine the evidence linking video-derived measurements to biomechanical interpretation and propose a practical framework for evaluating clinical use.
Methods
A critical narrative synthesis combined targeted scholarly searches, reference verification, accessible primary studies, and methodological guidance. Searches were updated on 10 November 2026. Evidence was organised by measurement construct, reference, population, task, and intended interpretation. Selection was purposive; no exhaustive search, pooled accuracy estimate, or formal certainty grade was undertaken.
Synthesis
Validation results depend on joint, rotation plane, task, recording conditions, and reference model. Clinical studies show that agreement in average sagittal waveforms can coexist with missed individual abnormalities or gait-classification disagreement. Multicentre group differentiation establishes a different property from individual measurement agreement. Kinetic estimation introduces additional dependence on external forces, contact assumptions, and musculoskeletal model structure. Correlation, repeatability, detectable change, clinically important change, and improved decisions require separate evidence.
Conclusion
Markerless motion capture should be evaluated as linked measurements and interpretations. Credible use requires explicit anatomical definitions, reference-aware agreement analysis, representative external evaluation, transparent treatment of failed recordings, and version-controlled longitudinal assessment. The proposed framework identifies evidence requirements without prescribing universal angular-error thresholds or presenting video-derived outputs as direct tissue-load measurements.
Keywords: markerless motion capture; clinical biomechanics; gait analysis; measurement validity; musculoskeletal modelling; uncertainty
Highlights
- Validity belongs to a specified output, population, task, setting and decision — not to a device.
- Favourable average waveform agreement can coexist with missed individual abnormalities and gait-classification disagreement.
- Kinematic agreement does not establish kinetic validity; net joint moments are not tissue forces.
- Detectable change, clinically important change and improved decisions each require separate evidence.
Resumen
Español
Antecedentes
La captura de movimiento sin marcadores puede extender la evaluación cuantitativa más allá de los laboratorios especializados. Su valor clínico depende de si una salida específica respalda una decisión biomecánica definida.
Objetivo
Examinar la evidencia que vincula las mediciones derivadas de vídeo con la interpretación biomecánica y proponer un marco práctico para evaluar su uso clínico.
Métodos
Una síntesis narrativa crítica combinó búsquedas académicas dirigidas, verificación de referencias, estudios primarios accesibles y guías metodológicas. Las búsquedas se actualizaron el 10 de noviembre de 2026. La evidencia se organizó por constructo de medición, referencia, población, tarea e interpretación prevista. La selección fue intencional; no se realizó una búsqueda exhaustiva, una estimación agrupada de la precisión ni una graduación formal de la certeza.
Síntesis
Los resultados de validación dependen de la articulación, el plano de rotación, la tarea, las condiciones de registro y el modelo de referencia. Los estudios clínicos muestran que la concordancia en las curvas sagitales medias puede coexistir con anomalías individuales no detectadas o con desacuerdos en la clasificación de la marcha. La diferenciación de grupos en estudios multicéntricos establece una propiedad distinta de la concordancia de la medición individual. La estimación cinética introduce una dependencia adicional de las fuerzas externas, de los supuestos de contacto y de la estructura del modelo musculoesquelético. La correlación, la repetibilidad, el cambio detectable, el cambio clínicamente importante y la mejora de las decisiones requieren evidencia independiente.
Conclusión
La captura de movimiento sin marcadores debe evaluarse como un conjunto de mediciones e interpretaciones vinculadas. Un uso creíble requiere definiciones anatómicas explícitas, análisis de concordancia que tenga en cuenta la referencia, evaluación externa representativa, tratamiento transparente de los registros fallidos y evaluación longitudinal con control de versiones. El marco propuesto identifica los requisitos de evidencia sin prescribir umbrales universales de error angular ni presentar las salidas derivadas de vídeo como mediciones directas de la carga tisular.
Palabras clave: captura de movimiento sin marcadores; biomecánica clínica; análisis de la marcha; validez de la medición; modelado musculoesquelético; incertidumbre
Puntos clave
- La validez corresponde a una salida, población, tarea, entorno y decisión especificados, no a un dispositivo.
- Una concordancia favorable en las curvas medias puede coexistir con anomalías individuales no detectadas y con desacuerdos en la clasificación de la marcha.
- La concordancia cinemática no establece la validez cinética; los momentos articulares netos no son fuerzas tisulares.
- El cambio detectable, el cambio clínicamente importante y la mejora de las decisiones requieren, cada uno, evidencia independiente.
الملخص
العربية
الخلفية
يمكن لالتقاط الحركة دون علامات أن يوسّع التقييم الكمّي إلى ما وراء المختبرات المتخصصة. وتعتمد قيمته السريرية على ما إذا كان مُخرَج محدّد يدعم قرارًا بيوميكانيكيًا معرّفًا.
الهدف
فحص الأدلة التي تربط القياسات المستخلصة من الفيديو بالتفسير البيوميكانيكي، واقتراح إطار عملي لتقييم الاستخدام السريري.
المنهجية
جمع تركيب سردي نقدي بين عمليات بحث علمية موجّهة، والتحقق من المراجع، والدراسات الأولية المتاحة، والإرشادات المنهجية. حُدّثت عمليات البحث في 10 نوفمبر 2026. ونُظّمت الأدلة حسب بنية القياس والمرجع والفئة السكانية والمهمة والتفسير المقصود. كان الاختيار هادفًا؛ ولم يُجرَ بحث شامل أو تقدير مُجمَّع للدقة أو تصنيف رسمي لدرجة اليقين.
التركيب
تعتمد نتائج التحقق على المفصل ومستوى الدوران والمهمة وظروف التسجيل والنموذج المرجعي. وتُظهر الدراسات السريرية أن التوافق في متوسط المنحنيات السهمية قد يتعايش مع تفويت حالات شاذة فردية أو مع اختلاف في تصنيف المشي. ويُثبت التمييز بين المجموعات في الدراسات متعددة المراكز خاصيةً مختلفة عن توافق القياس الفردي. ويُدخل تقدير الكينتيكا اعتمادًا إضافيًا على القوى الخارجية وافتراضات التلامس وبنية النموذج العضلي الهيكلي. ويتطلب كلٌّ من الارتباط والتكرارية والتغير القابل للكشف والتغير المهم سريريًا وتحسين القرارات أدلةً مستقلة.
الخلاصة
ينبغي تقييم التقاط الحركة دون علامات بوصفه منظومة من القياسات والتفسيرات المترابطة. ويتطلب الاستخدام الموثوق تعريفات تشريحية صريحة، وتحليل توافق يراعي المرجع، وتقييمًا خارجيًا تمثيليًا، ومعالجة شفافة للتسجيلات الفاشلة، وتقييمًا طوليًا مضبوط الإصدارات. ويحدّد الإطار المقترح متطلبات الأدلة دون فرض عتبات عامة للخطأ الزاوي، ودون تقديم مخرجات الفيديو بوصفها قياسات مباشرة لأحمال الأنسجة.
الكلمات المفتاحية: التقاط الحركة دون علامات؛ البيوميكانيكا السريرية؛ تحليل المشي؛ صلاحية القياس؛ النمذجة العضلية الهيكلية؛ عدم اليقين
أبرز النقاط
- تنتمي الصلاحية إلى مُخرَج وفئة سكانية ومهمة وبيئة وقرار محدّدة، لا إلى جهاز بعينه.
- قد يتعايش التوافق الجيد في متوسط المنحنيات مع تفويت حالات شاذة فردية واختلاف في تصنيف المشي.
- لا يُثبت التوافق الكينماتيكي الصلاحيةَ الكينتيكية؛ والعزوم المفصلية الصافية ليست قوى نسيجية.
- يتطلب كلٌّ من التغير القابل للكشف والتغير المهم سريريًا وتحسين القرارات أدلةً مستقلة.
सार
हिन्दी
पृष्ठभूमि
मार्करलेस मोशन कैप्चर मात्रात्मक मूल्यांकन को विशेषज्ञ प्रयोगशालाओं से आगे ले जा सकता है। इसका नैदानिक मूल्य इस पर निर्भर करता है कि कोई निर्दिष्ट आउटपुट किसी परिभाषित बायोमैकेनिकल निर्णय का समर्थन करता है या नहीं।
उद्देश्य
वीडियो-आधारित मापों को बायोमैकेनिकल व्याख्या से जोड़ने वाले साक्ष्य की जाँच करना और नैदानिक उपयोग के मूल्यांकन हेतु एक व्यावहारिक ढाँचा प्रस्तावित करना।
विधियाँ
एक समालोचनात्मक वर्णनात्मक संश्लेषण में लक्षित विद्वत खोजों, संदर्भ-सत्यापन, उपलब्ध प्राथमिक अध्ययनों और पद्धतिगत दिशानिर्देशों को सम्मिलित किया गया। खोजें 10 नवंबर 2026 को अद्यतन की गईं। साक्ष्य को माप-संरचना, संदर्भ, जनसंख्या, कार्य और अभिप्रेत व्याख्या के अनुसार व्यवस्थित किया गया। चयन उद्देश्यपूर्ण था; कोई संपूर्ण खोज, संयुक्त सटीकता-अनुमान या औपचारिक निश्चितता-ग्रेडिंग नहीं की गई।
संश्लेषण
सत्यापन के परिणाम जोड़, घूर्णन-तल, कार्य, रिकॉर्डिंग-परिस्थितियों और संदर्भ मॉडल पर निर्भर करते हैं। नैदानिक अध्ययन दर्शाते हैं कि औसत सैजिटल तरंग-रूपों में सहमति के साथ-साथ व्यक्तिगत असामान्यताएँ छूट सकती हैं या चाल-वर्गीकरण में असहमति हो सकती है। बहुकेंद्रीय समूह-भेदन व्यक्तिगत माप-सहमति से भिन्न गुण स्थापित करता है। काइनेटिक अनुमान बाहरी बलों, संपर्क-मान्यताओं और मस्कुलोस्केलेटल मॉडल-संरचना पर अतिरिक्त निर्भरता लाता है। सहसंबंध, पुनरावर्तनीयता, पता लगाने योग्य परिवर्तन, नैदानिक रूप से महत्वपूर्ण परिवर्तन और बेहतर निर्णय — प्रत्येक के लिए अलग साक्ष्य आवश्यक है।
निष्कर्ष
मार्करलेस मोशन कैप्चर का मूल्यांकन परस्पर जुड़े मापों और व्याख्याओं के रूप में किया जाना चाहिए। विश्वसनीय उपयोग के लिए स्पष्ट शारीरिक परिभाषाएँ, संदर्भ-सचेत सहमति-विश्लेषण, प्रतिनिधिक बाहरी मूल्यांकन, विफल रिकॉर्डिंग का पारदर्शी प्रबंधन और संस्करण-नियंत्रित अनुदैर्ध्य मूल्यांकन आवश्यक हैं। प्रस्तावित ढाँचा सार्वभौमिक कोणीय-त्रुटि सीमाएँ निर्धारित किए बिना, और वीडियो-आधारित आउटपुट को ऊतक-भार के प्रत्यक्ष माप के रूप में प्रस्तुत किए बिना, साक्ष्य संबंधी आवश्यकताओं की पहचान करता है।
मुख्य शब्द: मार्करलेस मोशन कैप्चर; नैदानिक बायोमैकेनिक्स; चाल विश्लेषण; माप वैधता; मस्कुलोस्केलेटल मॉडलिंग; अनिश्चितता
मुख्य बिंदु
- वैधता किसी उपकरण की नहीं, बल्कि निर्दिष्ट आउटपुट, जनसंख्या, कार्य, परिवेश और निर्णय की होती है।
- औसत तरंग-रूपों में अनुकूल सहमति के साथ व्यक्तिगत असामान्यताएँ छूट सकती हैं और चाल-वर्गीकरण में असहमति हो सकती है।
- काइनेमैटिक सहमति काइनेटिक वैधता स्थापित नहीं करती; शुद्ध संधि-आघूर्ण ऊतक-बल नहीं हैं।
- पता लगाने योग्य परिवर्तन, नैदानिक रूप से महत्वपूर्ण परिवर्तन और बेहतर निर्णय — प्रत्येक के लिए अलग साक्ष्य चाहिए।
67%
Gait-classification concordance in 202 children despite sagittal RMSE below 5°
4.5°
Pooled OpenCap joint-angle MAE in ten healthy adults — not an individual tolerance
7
Stages in the proposed validation pathway, from intended use to ongoing monitoring
Fig. 1 — Where uncertainty enters the measurement chain
Fig. 2 — OpenCap error depends on the task and output
Fig. 3 — Agreement in clinical gait analysis
Fig. 4 — Interpreting change across sessions
How to Cite This Article
Tiwari, S., Thomas, A., Mahajan, G., Adhadhii, N., Alfiero, C., & Majali, Y. (2026). Clinical validity of markerless motion capture for biomechanical decisions: A critical narrative review. Journal of Movement Mechanics & Biomechanics Science, 3(2). https://doi.org/10.66078/jmmbs.2026.v3i2.020
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