Summary
Se propone un protocolo para capturar la función natural de la mano de las personas con discapacidades de las manos durante sus rutinas diarias utilizando una cámara egocéntrica. El objetivo del protocolo es garantizar que las grabaciones sean representativas del uso típico de la mano de un individuo durante las actividades de la vida diaria en el hogar.
Abstract
La función deteriorada de la mano después de lesiones neurológicas puede tener un gran impacto en la independencia y la calidad de vida. La mayoría de las evaluaciones de miembros superiores existentes se llevan a cabo en persona, lo que no siempre es indicativo del uso de las manos en la comunidad. Se requieren enfoques novedosos para capturar la función de la mano en la vida diaria para medir el verdadero impacto de las intervenciones de rehabilitación. Se ha propuesto el video egocéntrico combinado con la visión por computadora para el análisis automatizado para evaluar el uso de la mano en el hogar. Sin embargo, existen limitaciones en la duración de las grabaciones continuas. Presentamos un protocolo diseñado para garantizar que los videos obtenidos sean representativos de las rutinas diarias respetando la privacidad de los participantes.
Se selecciona un programa de grabación representativo a través de un proceso de colaboración entre los investigadores y los participantes, para garantizar que los videos capturen tareas y rendimiento naturales, al tiempo que son útiles para la evaluación manual. El uso del equipo y los procedimientos se demuestra a los participantes. Un total de 3 h de grabaciones de vídeo están programadas durante dos semanas. Para reducir las preocupaciones de privacidad, los participantes tienen control total para iniciar y detener las grabaciones, y la oportunidad de editar los videos antes de devolverlos al equipo de investigación. Se proporcionan recordatorios, así como llamadas de ayuda y visitas domiciliarias si es necesario.
El protocolo se probó con 9 sobrevivientes de accidente cerebrovascular y 14 individuos con lesión de la médula espinal cervical. Los videos obtenidos contenían una variedad de actividades, como preparación de comidas, lavado de platos y tejido. Se obtuvieron una media de 3,11 ± 0,98 h de vídeo. Los períodos de grabación variaron de 12 a 69 d, debido a una enfermedad o eventos inesperados en algunos casos. Los datos se obtuvieron con éxito de veintidós de 23 participantes, con 6 participantes que requirieron asistencia de los investigadores durante el período de registro en el hogar. El protocolo fue efectivo para recopilar videos que contenían información valiosa sobre la función de la mano en el hogar después de lesiones neurológicas.
Introduction
La función de la mano es un determinante de la independencia y la calidad de vida en las poblaciones clínicas con deficiencias de las extremidades superiores1,2. Capturar la función de la mano de las personas con discapacidades de la mano en el hogar es vital para evaluar el progreso de su capacidad para llevar a cabo las actividades de la vida diaria (ADEL) durante y después de la rehabilitación. La mayoría de las evaluaciones clínicas de la función de la mano se llevan a cabo en un entorno clínico o de laboratorio, en lugar de en el hogar3,4. Las evaluaciones clínicas existentes de la función de la mano que buscan capturar el impacto en las ADL en el hogar son cuestionarios y se basan en calificaciones subjetivas autoinformadas5,6,7. Todavía no se ha disponible una evaluación objetiva para evaluar el impacto final de la rehabilitación en la función de la mano en el hogar.
En los últimos años, se han desarrollado e implementado muchas tecnologías portátiles para capturar la función de las extremidades superiores en entornos del mundo real. Los sensores portátiles, como los acelerómetros y las unidades de medición inercial (IMU), se han utilizado comúnmente para medir los movimientos de las extremidades superiores en la vida diaria. Sin embargo, estos dispositivos generalmente no distinguen si las épocas detectadas pertenecen a movimientos funcionales de las extremidades superiores8,9, definidos como movimientos intencionales destinados a completar una tarea deseada. Por ejemplo, algunos sensores portátiles son sensibles a la presencia de oscilaciones de las extremidades superiores durante la marcha, que no es un movimiento funcional de la extremidad superior. Además, aunque los acelerómetros que se usan en la muñeca capturan los movimientos de las extremidades superiores, no pueden capturar los detalles de la función de la mano en entornos del mundo real. Los guantes sensorizados permiten capturar información más detallada sobre las manipulaciones de la mano10, pero pueden ser engorrosos para las personas cuya función y sensación de la mano ya están deterioradas. También se han propuesto enfoques portátiles para capturar los movimientos de los dedos a través de la magnetometría o los acelerómetros usados con los dedos11,12,13,pero la interpretación funcional de esos movimientos sigue siendo un desafío14. Por lo tanto, aunque los dispositivos portátiles propuestos anteriormente son pequeños y convenientes de usar, son insuficientes para describir los detalles y el contexto funcional del uso manual.
Se han propuesto cámaras portátiles para llenar estos vacíos y capturar detalles de la función de la mano durante las ADL en el hogar para aplicaciones de neurorrehabilitación15,16,17,18,19. El análisis automatizado de videos egocéntricos utilizando visión por computadora tiene un potencial considerable para cuantificar la función de la mano en contexto, al proporcionar información tanto sobre las manos mismas como sobre las tareas realizadas en ADLs reales20. Por otro lado, la duración de las grabaciones continuas generalmente se limita a aproximadamente 1 a 1.5 h por consideraciones de batería, almacenamiento y comodidad. Aquí, dentro de estas limitaciones, presentamos un protocolo de recopilación de video egocéntrico destinado a obtener datos que sean representativos de la vida cotidiana de un individuo, así como informativos para la evaluación de la función de la mano.
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Protocol
El estudio fue aprobado por la Junta de Ética en Investigación de la Red Universitaria de Salud. Se obtuvo el consentimiento informado firmado de cada participante antes de la inscripción en el estudio. También se obtuvo el consentimiento informado firmado de cualquier cuidador o miembro del hogar que apareciera en las grabaciones de video.
1. Verificación de la aplicabilidad del protocolo a la persona
NOTA: Este protocolo está destinado a ser aplicado a individuos con deterioro pero no completamente ausente de la función de la mano (los criterios específicos se pueden adaptar a la población y / o pregunta de interés).
- Pregunte a los participantes si sus manos afectadas afectan su capacidad para llevar a cabo las ADL.
NOTA: Se recomienda pedir a los participantes que den algunos ejemplos de tareas que pueden y no pueden realizar de forma independiente con sus manos afectadas. - Verifique que la puntuación total en la Evaluación Cognitiva de Montreal (MoCA) sea superior a 21, con el fin de evitar posibles dificultades para comprender y seguir los procedimientos del protocolo.
2. Determinación de la rutina diaria de los participantes
- Pida a los participantes que recuerden sus rutinas diarias de las últimas dos semanas. Documente qué tareas diarias se realizan, durante cuánto tiempo y aproximadamente a qué hora.
- En colaboración con los participantes, seleccione 3 franjas horarias de 1,5 h cada una durante las cuales grabar videos. Seleccione franjas horarias que se distribuya en diferentes días de la semana y que tienen lugar cuando las ADL que involucran las manos generalmente se llevan a cabo en secuencia.
NOTA: Las ADL seleccionadas deben ser representativas de las actividades típicas de cada participante y ser percibidas por ellos como significativas. La programación de períodos de registro en diferentes días tiene como objetivo aumentar la variedad de ADL registradas y promover la captura de datos útiles y significativos.
NOTA: Las franjas horarias de grabación están programadas para la eficiencia de la grabación, pero los participantes deben comprender que tienen control total de cuándo comenzar y detener las grabaciones.
3. Acuerdo sobre los horarios de grabación y el contenido de video objetivo con los participantes
- Obtener el acuerdo de cada participante sobre los horarios de grabación, después de discutir cualquier inquietud que puedan tener.
- Establece un objetivo de 3 h de vídeos durante dos semanas. Informar a los participantes que la insuficiencia de videos puede llevar a extender sus períodos de grabación.
4. Énfasis en la importancia de realizar ADL de forma natural
- Indique a los participantes que se centren en capturar rutinas realistas, en lugar de especificar actividades particulares para registrar. La intención de la instrucción es disuadir a los participantes de registrar artificialmente actividades específicas en cantidades mayores de lo que es típico para ellos.
5. Notificación de posibles problemas de privacidad durante las grabaciones en casa
- Asegúrese de que los participantes entiendan que todas las grabaciones deben tener lugar dentro de sus hogares, no en lugares públicos para evitar problemas de privacidad.
- Dé algunos ejemplos que pueden plantear problemas de privacidad, como bañarse, vestirse / desnudarse y verificar la información confidencial. Recuerde a los participantes que estén atentos a los espejos, que pueden mostrar sus rostros en las grabaciones.
- Sugiera a los participantes que eviten la presencia de otras personas, como familiares o cuidadores, tanto como sea posible en los videos.
NOTA: En el contexto de los estudios de investigación, en los casos en que la presencia de otras personas es inevitable, se debe obtener el consentimiento informado de esas personas.
6. Instrucciones de la cámara y la tableta
NOTA: Si los participantes indican durante el contacto inicial que requieren asistencia del cuidador para muchas de sus necesidades diarias, se alienta al cuidador a que también asista a la visita del estudio y se capacite sobre el uso del equipo, para que luego puedan ayudar al participante.
- Demuestre cómo usar una cámara egocéntrica(Tabla de Materiales)a los participantes.
- Demuestre cómo encender y apagar la cámara.
- Demuestre cómo controlar las grabaciones (iniciar, pausar, detener) con la cámara.
- Demuestre cómo usar una tableta(Tabla de materiales)con la aplicación de cámara preinstalada para controlar las grabaciones, si corresponde.
NOTA: La demostración incluye el control de las grabaciones desde la aplicación de la cámara, así como la reproducción y edición (por ejemplo, recortar o eliminar) los videos grabados. Inicialmente se consideró un control remoto de la cámara(Archivos suplementarios),pero en la práctica no se utilizó porque los participantes se sentían cómodos usando la cámara o la tableta para iniciar y detener las grabaciones.- Demuestre cómo encender y apagar la tableta.
- Demuestre cómo conectar la tableta a la cámara a través de la aplicación de la cámara.
- Demuestre cómo controlar las grabaciones desde la aplicación de la cámara.
- Demuestre cómo revisar videos grabados desde la aplicación de la cámara.
- Demuestre cómo recortar o eliminar los videos de la aplicación de la cámara.
- Demuestre cómo ponerse y desconcertar la cámara usando una diadema elástica ajustable a la cabeza del participante.
NOTA: Consulte la Figura 1.
Figura 1. Configuración de la cámara portátil. (A) Posicionamiento de la cámara egocéntrica. (B) Ángulo de visión desde la cámara. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.- Coloque la cámara en la frente del participante. Ajuste la diadema para usar la cámara de manera cómoda y constante.
- Asegure un ángulo óptimo de la cámara con respecto a la frente.
- Pida a los participantes que graben un segmento corto de video mientras mueven las manos frente a ellos y manipulan un objeto (por ejemplo, la tableta).
- Revise el video grabado y asegúrese de que las dos manos sean claramente visibles en la región central de la escena mientras realiza tareas de manipulación.
- Practique el uso de la cámara y la tableta con los participantes y sus cuidadores, hasta que demuestren competencia.
7. Entrega del equipo
- Entregue el kit con todo el equipo a los participantes para que registren sus ADL en casa. Además de la cámara y la tableta, el kit incluye baterías adicionales para la cámara, cargadores de baterías tanto para la cámara como para la tableta, cables de carga, diadema para la cámara y un conjunto impreso de pautas para usar la cámara (consulte el Material complementario).
8. Solución de problemas experimentales y seguimiento
- Proporcione información de contacto de los investigadores para ayudar a resolver los obstáculos durante las grabaciones reales en el hogar. Después de una semana, los investigadores llaman a los participantes para documentar el progreso de la grabación y resolver cualquier posible problema técnico.
9. Recuperación de equipos y videos
- Retirar todo el equipo y videos de los participantes en persona o a través de paquetes de correo prepago.
- Asegúrese de que los participantes acepten compartir todos los videos devueltos. Se anima a los participantes a revisar todos los videos recopilados antes de devolverlos al equipo de investigación, y a eliminar cualquier parte que no deseen compartir.
- Para estudios de investigación, revise los videos devueltos y verifique si alguien aparece en el video sin haber dado su consentimiento. Si es así, envíe formularios de consentimiento o llame a las personas que aparecen en los videos para obtener sus consentimientos para el uso de los videos. Si los individuos no son accesibles, las partes de los videos en los que aparecen son eliminadas por los investigadores.
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Representative Results
Demografía de los participantes y criterios de inclusión
Se reclutó una muestra de 23 participantes para estos estudios: 9 sobrevivientes de accidente cerebrovascular (6 hombres, 3 mujeres) y 14 individuos con cSCI (12 hombres, 2 mujeres). El resumen de la información demográfica y clínica de la muestra reclutada se informa en la Tabla 1.
| Edad (años) | Duración después de la lesión (meses) | Etiología | Nivel de lesión | Evaluación de la función de las extremidades superiores (media ± de la DE) | |||
| Nivel de lesión | AIS | UEMS: Mano derecha | UEMS: Mano izquierda | ||||
| cSCI (N=14) | 55,9 ± 7,1 | 56,4 ± 58,9 | 12 Traumático | C4 – C8 | A – D | 18.1 ± 6.2 | 18,6 ± 6,4 |
| 2 No traumático | |||||||
| Accidente cerebrovascular (N = 9) | 56,8 ± 19,3 | 94,4 ± 134,4 | 5 Isquémico | FMA-UE: Mano afectada | ARAT: Mano afectada | ||
| 4 Hemorrágico | 45,6 ± 17,3 | 37,1 ± 19,1 | |||||
| AIS: Escala de Deterioro de ASIA; UEMS: Puntuación motora de las extremidades superiores | |||||||
| FMA-UE: Evaluación de Fugl-Meyer para extremidades superiores; ARAT: Prueba de brazo de investigación en acción | |||||||
Tabla 1. Información demográfica y clínica de los participantes reclutados.
Los criterios de inclusión mutua para ambos grupos en estos estudios fueron: 1) mayores de 18 años, 2) deterioro pero no ausencia de la función de la mano, 3) ausencia de otra enfermedad neuromusculoesquelética que afecta los movimientos de las extremidades superiores, 4) ausencia de deformidad de las articulaciones de las extremidades superiores y 5) ausencia de dolor al mover las extremidades superiores. Los criterios de inclusión adicionales para cada uno de los dos grupos fueron los siguientes.
Para individuos con cSCI: 1) nivel neurológico de lesión entre C4 y C8 de acuerdo con los Estándares Internacionales para la Clasificación Neurológica de la Lesión de la Médula Espinal (ISNCSCI), 2) American Spinal Injury Association Impairment Scale (AIS) grado A-D. 3) Lesiones traumáticas o no traumáticas, 4) Una puntuación motora unilateral de las extremidades superiores (UEMS) ISNCSCI entre 10 y 23 para al menos una extremidad.
Para individuos con accidente cerebrovascular: 1) al menos 6 meses después del accidente cerebrovascular, 2) puntaje total en la prueba de brazo de investigación de acción (ARAT) superior a 10, 3) puntaje de evaluación cognitiva de Montreal (MoCA) por encima de 21 para evitar posibles dificultades para comprender y seguir los procedimientos del estudio.
Contenido y duración del vídeo grabado
Los videos utilizados para el análisis presentado aquí fueron de 22 de los 23 participantes. El participante restante (hombre con cSCI) devolvió la cámara sin ningún dato utilizable después de estar fuera de contacto con el equipo de investigación durante casi 6 meses, y no se incluye en el resto del análisis. Como tal, el protocolo propuesto fue exitoso para el 95,7% de los participantes. En promedio, los participantes registraron más de 5 actividades. Las actividades incluidas en las grabaciones de video fueron preparación de comidas, comida, lavado de platos, actividad física y tejido de punto(Figura 2). Se obtuvo un promedio de 3,11 ± 0,98 h de video por participante, después de descartar segmentos donde estaban presentes otros individuos que no dieron su consentimiento o donde los datos no fueron utilizables en absoluto (por ejemplo, la cámara se dejó grabando en una mesa). Además, la duración media diaria de la grabación de vídeo por participante fue de 60 ± 33 min. Tres participantes pospusieron las grabaciones debido a una enfermedad. La mayoría de los participantes grabaron videos siguiendo los horarios acordados, pero informaron sentirse cansados e incómodos usando la cámara durante más de 1 h debido a su peso y calor contra la frente. Se programaron grabaciones adicionales para cumplir con el objetivo de duración de video de 3 h cuando fuera necesario. El período de grabación promedio requerido para adquirir 3 horas de video fue de 22.3 ± 12.9 d. Los períodos de grabación oscilaron entre 12 y 69 d, contando desde el día en que el participante recibió la cámara hasta el día en que la devolvió. En 4 casos, la duración de los videos obtenidos fue menor que el objetivo de 3 h debido a condiciones de salud o restricciones de programación. Dos participantes tardaron más de 2 meses en grabar 2 h de videos debido a responsabilidades familiares. Otro participante grabó casi 2 horas de videos durante dos semanas y luego decidió devolver la cámara debido a los planes de viaje. Otro participante borró accidentalmente todo el video grabado, y después de ser programado para grabaciones adicionales pudo proporcionar solo 1 hora de video debido a las responsabilidades familiares.
Además de las variaciones en la duración, la visibilidad de la mano influyó en la calidad de los videos. Algunas actividades registradas no mostraban las manos con claridad, como el entrenamiento físico y la búsqueda de objetos en gabinetes de cabeza. Las manos no se mostraron en 3 ADL de dos participantes con accidente cerebrovascular. Con respecto al entrenamiento físico, un participante estaba usando una banda elástica para ejercicios de extremidades superiores y jugando tenis en el patio trasero. Las manos en el video no siempre fueron visibles ya que los movimientos de los brazos eran grandes y rápidos. Aparte de las actividades que requieren movimientos de las extremidades superiores con un amplio rango, la mayoría de las ADL registradas se llevaron a cabo dentro de un espacio de trabajo entre la cintura y el hombro, con las manos visibles en las grabaciones.
Figura 2. Ejemplos de dos ADLs frecuentemente grabadas a partir de los vídeos obtenidos. (A) Preparación de comidas. (B) Lavado de platos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Asistencia requerida
Seis de cada veintidós (27%) participantes requirieron asistencia del equipo de investigación durante los períodos de registro en casa. En promedio, cada llamada de ayuda tardó de 5 a 10 minutos. No fueron necesarias visitas domiciliarias. Las dificultades encontradas se relacionaron con el cambio de batería, la conexión Bluetooth, la conexión Wi-Fi, la revisión y el recorte de videos en la tableta y el control de las grabaciones desde la tableta. Para resolver estos problemas se adoptaron las siguientes estrategias:
Como cambiar las baterías puede ser difícil para las personas con una función manual deteriorada, el investigador sugirió usar el cable de carga para recargar la cámara. Para problemas técnicos relacionados con las conexiones cámara-tableta (por ejemplo, problemas de Wi-Fi y Bluetooth), así como para revisar videos en la tableta, los investigadores guiaron verbalmente a los participantes a través de los procedimientos paso a paso. Para los problemas relacionados con el recorte de videos, se brindó asistencia cuando los participantes devolvieron los videos a los investigadores en persona para evitar eliminar involuntariamente otros videos grabados. En caso de que los participantes no pudieran usar la tableta para iniciar y detener las grabaciones, se les dijo que usaran la cámara sola, haciendo clic en el botón de grabación para controlar el inicio y la detención de las grabaciones de video.
Preocupaciones de privacidad
De acuerdo con los hallazgos anteriores21, la mayoría de los participantes y sus familiares no informaron preocupaciones de privacidad sobre el registro de ADL en el hogar. Un miembro de la familia de un participante no estaba dispuesto a ser incluido en el video, y el participante pudo evitar la situación. En total, se ayudó a un participante a recortar los videos devueltos. Los análisis cualitativos de las opiniones de los participantes sobre la recopilación de videos egocéntricos en el hogar se informarán en otro lugar, sin embargo, las consideraciones de privacidad no dieron lugar a ningún obstáculo para la recopilación de datos en estos estudios. En este protocolo, las ADL se registraron en entornos domésticos para evitar problemas de privacidad en espacios públicos. Además de los participantes, 15 transeúntes (incluidos cuidadores y familiares) de los participantes se incluyeron en los videos devueltos y consintieron en su inclusión en el estudio. Entre los 15 transeúntes incluidos en los videos, 6 de ellos no fueron identificables ya que sus rostros no fueron mostrados. Además, aproximadamente 20 minutos de videos de 2 familiares de participantes con accidente cerebrovascular fueron descartados porque partes de los videos mostraban sus rostros sin su consentimiento.
Material complementario. Haga clic aquí para descargar este archivo.
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Discussion
Presentamos un protocolo para grabar videos de ADL en el hogar utilizando cámaras portátiles en individuos con discapacidades de las extremidades superiores, como cSCI y accidente cerebrovascular. El protocolo es flexible y puede estar dirigido a objetivos para capturar el rendimiento de la función de la mano en ADL específicas o para rastrear el progreso de la rehabilitación de forma remota en personas que viven en el hogar. El paradigma de la visión egocéntrica tiene un gran potencial para el monitoreo remoto de la función de la mano en individuos que viven en la comunidad, y para optimizar la rehabilitación una vez que las personas son dadas de alta de la atención hospitalaria. A pesar de algunas limitaciones relacionadas con la comodidad durante el uso prolongado (por ejemplo, más de 1 h), las cámaras egocéntricas tienen un potencial considerable para capturar los detalles del uso de la mano durante las ADEL funcionales y para proporcionar información contextual que no se puede obtener a través de acelerómetros e IMU. Las aplicaciones potenciales de esta tecnología incluyen servir como base para nuevas medidas de resultados que cuantifican el uso independiente de la mano en el hogar, así como el análisis de la información postural para identificar estrategias de agarre o posturas compensatorias e informar la planificación de la terapia. Aunque las cámaras portátiles nos permiten capturar el uso natural de la mano en el hogar, las cámaras no pueden grabar continuamente durante varias horas debido a la duración de la batería, el almacenamiento y las limitaciones de comodidad, aunque la rápida evolución de la tecnología portátil puede reducir estas limitaciones en un futuro próximo. Con el fin de capturar las rutinas representativas de los participantes a pesar de la duración limitada de la grabación, el protocolo presentado aquí se basa en un proceso de colaboración entre los investigadores y los participantes para seleccionar un programa de grabación adecuado.
Gracias a los datos recopilados de individuos con cSCI y sobrevivientes de accidente cerebrovascular, pudimos refinar el protocolo e identificar las trampas y brechas que podrían mejorarse en estudios futuros. Por ejemplo, el período de grabación generalmente tomaba más tiempo que las dos semanas anticipadas para obtener 3 horas de datos de video. En nuestros estudios, estas situaciones generalmente fueron causadas por eventos inesperados (por ejemplo, enfermedades, viajes inesperados fuera de la ciudad, etc.) que impidieron que los participantes grabaran videos de acuerdo con el horario planificado. En estos casos, brindamos soporte a los participantes a través de llamadas telefónicas semanales, no solo para verificar el progreso de la grabación, sino también para solucionar cualquier problema técnico que pudiera surgir de un uso no frecuente de la tecnología. En total, 15 cuidadores de participantes participaron en ayudar a grabar videos en casa. Además de los problemas técnicos, hay dos recomendaciones generales a adoptar al grabar datos de video utilizando cámaras portátiles en personas con discapacidades en las manos: 1) Enfatizar cuándo los participantes deben grabar, en lugar de lo que deben grabar, para evitar grabar artificialmente largas duraciones de una sola actividad y aumentar la variedad de ADL. 2) Mantener la cámara encendida para grabaciones continuas más largas, siempre que sea cómodo hacerlo, con el fin de aumentar la eficiencia de grabación y capturar secuencias naturalistas de actividades.
Este protocolo se puede utilizar para capturar la función natural de la mano en el contexto de una variedad de actividades. En los videos recopilados, algunos participantes incluyeron no solo las necesidades de la vida diaria (es decir, comer) sino también las actividades de ocio. Dar a los participantes la libertad de registrar las actividades de sus rutinas diarias, en lugar de especificar una lista estricta de ADL, nos permitió lograr dos objetivos importantes: primero, nos aseguramos de que las actividades se llevaran a cabo de una manera similar a las condiciones naturales; en segundo lugar, pudimos registrar una amplia variedad de actividades. Sin embargo, los participantes eran conscientes de la presencia de la cámara en su cabeza y este sentimiento podría haber empujado a algunos de ellos a grabar más actividades de lo que su rutina normal.
Para lograr una recopilación de datos de video eficiente y significativa en condiciones de vida naturales, tuvimos que encontrar un equilibrio en las pautas y la información dada a los participantes antes de las grabaciones de video. Dar demasiada dirección sobre las actividades más interesantes para registrar podría llevar a los participantes a registrar solo esas actividades, por lo que no pueden capturar sus rutinas diarias y el rendimiento de las ADL naturales. Por otro lado, no dar suficiente información podría causar confusión en los participantes, que podrían no grabar suficiente video o perder interés en el estudio. Para resolver estos problemas y encontrar una compensación óptima para una recopilación de datos exitosa, es esencial una sesión de capacitación exhaustiva con los participantes, a fin de comprender sus rutinas y asegurarse de que entiendan claramente el propósito del estudio, que aquí se centró en registrar sus rutinas naturales en lugar de recopilar un conjunto estándar de actividades.
Se pueden identificar tres limitaciones del protocolo propuesto. Primero, las personas con problemas cognitivos pueden tener dificultades para recordar sus rutinas diarias o aprender a usar el equipo. En segundo lugar, las personas con función de mano baja pueden requerir que un cuidador ayude a configurar las grabaciones en el hogar. En tercer lugar, dado que los participantes tienen la oportunidad de recortar o eliminar grabaciones, es posible que eliminen ejemplos de ADL fallidas y sesguen los datos obtenidos. Sin embargo, esta posibilidad se hace menos probable por el hecho de que las ADL registradas fueron realizadas regularmente por los participantes y, por lo tanto, generalmente habían establecido estrategias para llevar a cabo las tareas con éxito. Comunicar cuidadosamente que el objetivo de usar este protocolo es capturar el rendimiento típico de ADL y que se esperan variaciones en la función puede disminuir el deseo de los participantes de recortar las tareas fallidas.
La recopilación de videos de ADL naturales es esencial para comprender la función de la mano de las personas con discapacidades de las manos en el hogar. A partir de los videos recopilados, los investigadores y los médicos pueden ver las tareas típicas que se realizan en el hogar, el uso de las manos durante estas tareas, así como las posturas de las manos y las estrategias de compensación que se adoptan durante las manipulaciones de objetos. La información obtenida de los videos es valiosa en la rehabilitación y permite el desarrollo de herramientas innovadoras e inteligentes para el análisis automático de la función de la mano en el hogar. De hecho, se han desarrollado algoritmos de visión artificial con el objetivo de cuantificar el uso de la mano (por ejemplo, el número y la duración de las interacciones mano-objeto para cada mano) en individuos con cSCI y trazo 16,17,18. Con la mejora constante de las técnicas de visión por computadora para el análisis egocéntrico de la mano y la disponibilidad de más datos de video recopilados, también se pueden obtener detalles adicionales sobre la calidad de las manipulaciones de las manos20. Eventualmente, el protocolo actual y la tecnología disponible conducirán a una descripción completa del uso de la mano en individuos con discapacidades de las extremidades superiores que viven en la comunidad, con el objetivo final de optimizar su recuperación y mejorar su calidad de vida.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
Los estudios que utilizan este protocolo fueron financiados por la Heart and Stroke Foundation (G-18-0020952), la Craig H. Neilsen Foundation (542675), el Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (RGPIN-2014-05498) y el Ministerio de Investigación, Innovación y Ciencia de Ontario (ER16-12-013).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Egocentric camera | GoPro Inc., CA, USA | GoPro Hero 4 and 5 | A camera that records from a first-person angle. |
| Battery chager and batteries | GoPro Inc., CA, USA | MAX Dual Battery Charger + Battery | Extra batteries for the camera and battery charger |
| Camera charger | GoPro Inc., CA, USA | Supercharger | This charger is connected to the camera directly without disassembling the camera frame. |
| Camera frame | GoPro Inc., CA, USA | The Frame | The hinge of the camera frame can be used to adjust the angle of view of the camera. |
| Headband for the camera | GoPro Inc., CA, USA | Head Strap + QuickClip | |
| SD card | SanDisk, CA, USA | 32GB microSD | |
| Tablet | ASUSTeK Computer Inc., Taiwan | ZenPad 8.0 Z380M | The tablet is installed with the GoPro App in order to connect with the camera. |
References
- Nichols-Larsen, D. S., Clark, P., Zeringue, A., Greenspan, A., Blanton, S. Factors influencing stroke survivors' quality of life during subacute recovery. Stroke. 36 (7), 1480-1484 (2005).
- Anderson, K. D. Targeting recovery: priorities of the spinal cord-injured population. Journal of Neurotrauma. 21 (10), 1371-1383 (2004).
- Gladstone, D. J., Danells, C. J., Black, S. E. The Fugl-Meyer assessment of motor recovery after stroke: a critical review of its measurement properties. Neurorehabilitation and Neural Repair. 16 (3), 232-240 (2002).
- Barreca, S. R., Stratford, P. W., Lambert, C. L., Masters, L. M., Streiner, D. L. Test-retest reliability, validity, and sensitivity of the Chedoke arm and hand activity inventory: a new measure of upper-limb function for survivors of stroke. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 86 (8), 1616-1622 (2005).
- Uswatte, G., Taub, E., Morris, D., Vignolo, M., McCulloch, K. Reliability and validity of the upper-extremity Motor Activity Log-14 for measuring real-world arm use. Stroke. 36 (11), 2493-2496 (2005).
- Duncan, P. W., Bode, R. K., Lai, S. M., Perera, S., Antagonist, G. Rasch analysis of a new stroke-specific outcome scale: the Stroke Impact Scale. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (7), 950-963 (2003).
- Marino, R. J., Shea, J. A., Stineman, M. G. The capabilities of upper extremity instrument: reliability and validity of a measure of functional limitation in tetraplegia. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 79 (12), 1512-1521 (1998).
- Hayward, K. S., et al. Exploring the role of accelerometers in the measurement of real world upper-limb use after stroke. Brain Impairment. 17 (1), 16-33 (2016).
- van der Pas, S. C., Verbunt, J. A., Breukelaar, D. E., van Woerden, R., Seelen, H. A. Assessment of arm activity using triaxial accelerometry in patients with a stroke. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 92 (9), 1437-1442 (2011).
- Oess, N. P., Wanek, J., Curt, A. Design and evaluation of a low-cost instrumented glove for hand function assessment. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 9 (1), 2 (2012).
- Friedman, N., Rowe, J. B., Reinkensmeyer, D. J., Bachman, M. The manumeter: a wearable device for monitoring daily use of the wrist and fingers. IEEE Journal of Biomedical Health Informatics. 18 (6), 1804-1812 (2014).
- Liu, X., Rajan, S., Ramasarma, N., Bonato, P., Lee, S. I. The use of a finger-worn accelerometer for monitoring of hand use in ambulatory settings. IEEE Journal of Biomedical Health Informatics. 23 (2), 599-606 (2018).
- Lee, S. I., et al. A novel upper-limb function measure derived from finger-worn sensor data collected in a free-living setting. PloS One. 14 (3), (2019).
- Rowe, J. B., et al. The variable relationship between arm and hand use: a rationale for using finger magnetometry to complement wrist accelerometry when measuring daily use of the upper extremity. 2014 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 4087-4090 (2014).
- Dousty, M., Zariffa, J. Tenodesis Grasp Detection in Egocentric Video. IEEE Journal of Biomedical and health. , (2020).
- Likitlersuang, J., et al. Egocentric video: a new tool for capturing hand use of individuals with spinal cord injury at home. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 16 (1), 83 (2019).
- Tsai, M. -F., Wang, R. H., Zariffa, J. Generalizability of Hand-Object Interaction Detection in Egocentric Video across Populations with Hand Impairment. 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). , 3228-3231 (2020).
- Bandini, A., Dousty, M., Zariffa, J. A wearable vision-based system for detecting hand-object interactions in individuals with cervical spinal cord injury: First results in the home environment. 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). , 2159-2162 (2020).
- Dousty, M., Zariffa, J. Towards Clustering Hand Grasps of Individuals with Spinal Cord Injury in Egocentric Video. 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). , 2151-2154 (2020).
- Bandini, A., Zariffa, J. Analysis of the hands in egocentric vision: A survey. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. , (2020).
- Likitlersuang, J., Sumitro, E. R., Theventhiran, P., Kalsi-Ryan, S., Zariffa, J. Views of individuals with spinal cord injury on the use of wearable cameras to monitor upper limb function in the home and community. Journal of Spinal Cord Medicine. 40 (6), 706-714 (2017).
