$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
تم التوصية بتقييم حركي لمهمة الشرب للاستخدام في أبحاث إعادة تأهيل السكتة الدماغية6. ومع ذلك، تم الاستشهاد بمخاوف عملية كعوائق أمام تبني الحركيات في أبحاث التأهيل، وتشمل هذه المخاوف تكلفة ومتطلبات تقنية تقنيات التقاط الحركة المستخدمة تقليديا لقياس الميكانيكا الحيوية البشرية15. تعيق هذه المخاوف لاحقا استيعاب التقييم الحركي وتحويله إلى الممارسة السريرية. بدلا من ذلك، يمكن تحقيق نهج أكثر عملية لاستخراج الحركيات عن طريق رؤية الحاسوب باستخدام كاميرا ستيريو واحدة، وجهاز كمبيوتر شخصي، وأدوات شائعة في عيادات العيادات الخارجية16. نقدم بروتوكولا مصمما للأطباء يستخدم دليلا إلكترونيا لتسجيل الصور والفيديوهات المتوافقة مع سير عمل الرؤية الحاسوبية لاستخراج مقاييس حركية لمهمة الشرب. الهدف طويل الأمد هو زيادة الوصول إلى هذه المقاييس، التي تم تطويرها سابقا والتوصية بها لاستخدامها في أبحاث إعادة تأهيل السكتةالدماغية 5,6,12,13,14.
تزامن الفيديو مهم في الأساليب الثنائية الكاميرا لرؤية الحاسوب. تحاكي إعدادات الكاميرا المزدوجة عيون البشر، التي تدرك في الوقت نفسه مشهدا في العالم الحقيقي من زوايا مختلفة قليلا للسماح بإدراك العمق. في حالة الرؤية الحاسوبية، فإن التزامن المناسب أمر حاسم لدقة المعلومات ثلاثية الأبعاد (مثل موقع المعصم البشري في نظام إحداثيات ديكارتي) التي يتم تحديدها من مصدرين ثنائي الأبعاد (مثل موقع البكسل لمعصم الإنسان في الصورة). من خلال تجربتنا، يمكن للكاميرتين أن تقدم نتائج معقولة عند مزامنتها ضمن 1 ملليثانية و16 ثانية. قد تقلل عدة عوامل من التزامن، بما في ذلك معدلات إطارات الكاميرا غير الموثوقة، ومعدلات نقل البيانات المحدودة في الكابلات، وعدم كفاءة البرمجيات، ومواصفات الأجهزة المحدودة (مثل انخفاض ذاكرة الوصول العشوائي أو المعالجات منخفضة المستوى). لتخفيف مشاكل المزامنة، يستخدم هذا البروتوكول كاميرا ستيريو جاهزة، تستفيد من حجم أقل من المساحة المادية ومصممة كجهاز توصيل وتشغيل (مثل اتصال USB واحد بجهاز كمبيوتر شخصي قياسي) لالتقاط الصور المتزامنة تلقائيا من مستشعرين مدمجين للصور.
تتطلب خصائص الكاميرا دراسة دقيقة لأي تطبيق لرؤية الحاسوب. نظريا، توفر الصور ذات الدقة الأعلى وتسجيلات الإطارات الأعلى لحركة الإنسان بيانات أكثر لاكتشاف نقاط المفتاح التشريحية بدقة مكانية وزمكانية أكبر. ومع ذلك، هناك حاجة حتمية إلى توازن بين كمية البيانات والموارد الحاسوبية المتاحة لمعالجة البيانات. البروتوكول الموصوف يعتمد على كاميرا ستيريو تسجل الفيديو بدقة 1280 × 720 بكسل وبمعدل إطارات 60 هرتز، وهو ما يقارن بالدراسات السابقة التي طبقت رؤية الحاسوب على حركيات المهام الشرب16,18. لتسجيل هذه الفيديوهات، لاحظنا نجاحا موثوقا باستخدام حاسوب استهلاكي عالي المستوى (مثل معالج 3.2 جيجاهرتز مع 128 جيجابايت رام) ونجاحا متباينا باستخدام حاسوب محمول (مثل معالج 2.6 جيجاهرتز مع 16 جيجابايت رام). عند تطبيق الحواسيب ذات المستوى الأدنى، تكون المشكلة النموذجية هي غياب إطارات الفيديو، والتي غالبا ما تظهر كفيديو إخراج بمدة أقل من تسجيل الفيديو المقصود 20 ثانية. ومن الجدير بالذكر أنه بينما تعد حوسبة البيانات سببا شائعا وراء فقدان إطارات الفيديو، فإن نقل البيانات أيضا مهم للغاية. في بيئة الرعاية الصحية، على سبيل المثال، قد تؤدي إعدادات الأمان المرتبطة بمنافذ الوصول إلى الحاسوب (مثل محركات USB) إلى تأخيرات في نقل البيانات تتداخل مع تسجيل الفيديو الموثوق.
سيتحدى التداخل في خط الرؤية خطوات رئيسية في سير عمل رؤية الحاسوب، بما في ذلك المعايرة وتقدير وضعية الإنسان. تعتمد المعايرة على الصور الرقمية ذات نمط رقعة الشطرنج بحجم قياسي، مما يسمح للرؤية الحاسوبية بتعيين بكسلات الصور إلى الأبعاد الفيزيائية للعالم الحقيقي. التصور الواضح لنمط رقعة الشطرنج يحسن معدل نجاح هذا الرسم الخرائطي. قد ينشأ التداخل البصري لأسباب عدة، منها على سبيل المثال لا الحصر: (1) مشاكل الإضاءة (مثل الوهج الساطع من نافذة قريبة أو الظلال الداكنة)؛ (2) الحركات السريعة جدا للوحة الشطرنج (مثل ضبابية الصورة بسبب وقت التعريض الطويل للكاميرا)؛ أو (3) خصائص الكاميرا الداخلية غير المناسبة (مثل البعد البؤري غير الصحيح أو تشوه شديد للعدسة). يستفيد تقدير وضعية الإنسان من الذكاء الاصطناعي لتعليق معالم تشريحية تلقائيا من صور شخص واحد (تقدير وضعية واحدة) أو عدة أشخاص (تقدير وضعية متعددة). التصور الواضح للإنسان أمر حاسم لتقدير معدل نجاح الوضعية. قد يتم التسامح مع بعض التداخل البصري اعتمادا على معلمات الرؤية الحاسوبية (مثل بنية الذكاء الاصطناعي، عتبات التنبؤ). ومع ذلك، لقياس مدى ملاءمة الفيديو لتقدير وضعية الإنسان (الوضعية البشرية)، تشمل المخاطر الشائعة التي يجب الحذر منها ما يلي: (1) وجود المارة في حالة تقدير وضعية واحدة؛ (2) أجزاء الجسم خارج مجال رؤية الكاميرا بشكل متقطع؛ و(3) الانسدادات الذاتية بسبب تداخل أجزاء الجسم.
فصل جمع البيانات عن سير عمل رؤية الحاسوب نفسه يقدم مزايا وعيوب. ومن العوائق الملحوظة تأخر المعلومات ذات الصلة السريرية المتاحة للأطباء والمرضى لتوجيه اتخاذ القرار. ميزة محتملة هي تقليل التداخل مع تفاعل الطبيب مع المريض. على سبيل المثال، بافتراض أن المعايرة تجرى قبل موعد المريض، فإن تسجيل الفيديو 10 تكرارات لمهمة الشرب كما هو موضح في الأدبياتالسابقة 12 يتطلب أقل من 4 دقائق من تسجيل الفيديو بالإضافة إلى أي وقت مطلوب لتوجيه المرضى السذج للبروتوكول. علاوة على ذلك، قد يعزز هذا الانفصال قبول الأطباء من خلال تقسيم المسؤولية عن المعلومات. ضمن هذا الفصل بين المهام، يتحمل الأخصائي مسؤولية متى ولماذا تحدث تقييمات الفيديو، ويتولى علماء البيانات/المهندسون مسؤولية تحسين سير عمل رؤية الحاسوب المسؤول عن المقاييس السريرية الدقيقة والموثوقة (مثل حركية مهام الشرب). في الواقع، يمكن تشبيه هذا بالواقع الحالي للعديد من الفحوصات المعتمدة على الدم (مثل الفحوصات الأيضية الكاملة) والاختبارات القائمة على الصور (مثل دراسات الرنين المغناطيسي) التي يطلبها الأطباء بشكل روتيني. وأخيرا، قد يكون هذا الفصل مفيدا مع استمرار تقدم مجال الذكاء الاصطناعي. قد تخضع بيانات الفيديو التي تم جمعها اليوم لتحليل متكرر من حلول رؤية حاسوبية أكثر تقدما في المستقبل، مما قد يستخرج المزيد من المقاييس الحركية بسرعة ودقة وموثوقية أكبر.
هدفنا هو تعزيز الوصول إلى حركية الأطراف العلوية بين مجتمع إعادة التأهيل، والذي يشمل الأطباء في العيادات الخارجية والأفراد المتوقعين في بيئة المنزل (مثل التأهيل عن بعد). يجب اعتبار هذا البروتوكول والتطبيق القائم على الويب مرحلة مبكرة من التطوير، حيث اعتبرت حتى الآن نشاطا مركزا جدا (أي مهمة الشرب) ومجموعة مركزة نسبيا من أصحاب المصلحة (أي مستخدمي الأطباء والمواضيع الذين يمكنهم أداء مهمة الشرب بسهولة). ستكون الإصدارات المستقبلية ضرورية لاستيعاب مجموعة مستخدمين أكثر تنوعا، وأنشطة أكثر تنوعا، وفئات أكثر تنوعا من المواد (مثل الأفراد الذين يعانون من عجز شديد ويحتاجون إلى تسهيل النشاط). بالإضافة إلى ذلك، سيشمل التطوير المستقبلي نقاط تفتيش مهمة قبل التنفيذ الواسع، مثل الدمج في السجلات الطبية الإلكترونية والحفاظ على خصوصية وسرية المرضى. من المرجح أن تتضمن هذه الإصدارات المستقبلية أيضا تقنيات جديدة وتحسين التكنولوجيا المتوفرة حاليا. على سبيل المثال، يفترض البروتوكول الحالي سير عمل رؤية حاسوبية يعتمد على الرؤية الثنائية (مثل الكاميرات الستيريو). التطور المنطقي التالي هو بروتوكول يتميز بالرؤية الأحادية (مثل الكاميرات الأساسية)، والذي يمكن تحقيقه باستخدام الذكاء الاصطناعي المدرب على مجموعات بيانات ثنائية العين. ومن الجدير بالذكر أن البروتوكول الحالي يوفر بيانات صور وفيديو متوافقة مع حلول رؤية الحاسوب الحديثة الحديثة، والتي تم بالفعل تجاوزها في الأداء بالحلول الأحدث18. قد يسمح البروتوكول المعتمد على الويب الموصوف هنا للأطباء بتطبيق أساس لرؤية الحاسوب في ممارستهم، والتي من المرجح أن تتطور بشكل كبير مع انتشار تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي في صناعة الرعاية الصحية.