捕捉代表手在家里使用以自我为中心的视频在个人与上肢损伤
2020年12月23日
建议使用以自我为中心的相机捕捉手部损伤个体在日常生活中的自然手部功能。该协议的目标是确保录音代表个人在日常生活中通常使用的手。
该协议使用可穿戴相机或以自我为中心的视频捕捉上肢残疾个体的代表性日常生活。其目的是在家中评估和用于康复应用。成像手部使用有助于评估新疗法对家庭环境的影响。
该协议旨在有效地捕获代表用户日常生活的数据。使用该协议获得的信息可用于评估康复的影响、跟踪一段时间内的进展或指导远程护理。与参与者的良好沟通是必不可少的。
确保他们了解不改变日常活动或执行任务的方式的重要性。首先询问参与者他们受影响的手是否影响他们进行日常生活活动或 ADL 的能力。让参与者举例说明他们可以和不能用患手独立完成的任务。
让参与者回忆一下他们过去两周的日常生活。记录执行了哪些日常任务、执行了多长时间以及大约在什么时间执行。与参与者合作，选择三个 90 分钟的时间段，在此期间录制视频。
选择分布在一周中不同日期的时间段，并在涉及手牌的 ADL 通常按顺序执行时发生。在讨论参与者可能有的任何问题后，获得参与者对录制时间表的同意。设定在两周内播放 3 小时视频的目标，并告知参与者视频不足可能会导致录制时间延长。
指导参与者专注于捕捉真实的例程。确保参与者了解所有录音都应在家中进行，而不是在公共场所进行。请举例说明一些可能引起隐私问题的例子，例如洗澡、穿衣和检查机密信息。
提醒参与者注意镜子，镜子可能会在录制内容中显示他们的脸。建议参与者在视频中尽可能避免其他人在场，例如家庭成员或护理人员。演示如何使用以自我为中心的相机。
具体来说，向参加者展示如何打开和关闭摄像头以及如何控制录制内容。让参与者练习打开和关闭摄像头，然后尝试从摄像头进行录制。如果适用，演示如何使用预装了相机应用程序的平板电脑。
演示如何打开和关闭平板电脑，如何通过相机应用程序将平板电脑连接到相机，以及如何控制录制内容。要求参与者练习演示的步骤。然后，向他们展示如何查看录制的视频以及如何修剪或删除它们。
让参与者练习查看、修剪和删除平板电脑中的录制内容。接下来，演示如何使用可根据参与者头部调节的弹性头带佩戴或摘下相机。将摄像头放在参与者的额头上，并调整头带，以舒适、稳定地佩戴摄像头。
确保相机相对于前额的最佳角度。要求参与者录制一小段视频，同时将手移动到他们面前并纵对象。查看录制的视频，并确保在执行作任务时，两只手在场景的中心区域清晰可见。
与参与者及其护理人员一起练习使用摄像头和平板电脑，直到他们表现出熟练程度。为参与者提供带有设备的设备，以便在家中记录他们的 ADL。除了相机和平板电脑之外，该套件还应包括额外的相机电池、相机和平板电脑的电池充电器、充电线、相机头带以及一套打印的相机使用指南。
招募了 23 名参与者的样本，包括 9 名中风幸存者和 14 名脊髓损伤患者。提出的方案对 95.7% 的参与者来说是成功的。记录的活动包括准备饭菜、吃饭、洗碗、体育活动和编织。
每位参与者每天的平均视频录制时长为 60 分钟，每位参与者平均获得 3 小时的视频。一些参与者报告说，由于摄像头的重量和对额头的热量，佩戴摄像头超过一个小时感到疲倦和不舒服。27%的参与者在家中录制期间需要研究团队的帮助。
平均而言，每个帮助电话需要 5 到 10 分钟。此外，参与者的 15 名护理人员参与了帮助在家中录制视频的工作。选择活动需要研究人员和参与者之间的协作过程，以确保捕捉到现实的、有代表性的和有意义的例程。
从这些视频中获得的数据可用于自动分析，通过计算机视觉和机器学习技术创建跟踪康复进度和结果的新工具。
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概述
本方案利用可穿戴摄像头或以自我为中心的视频，记录上肢功能障碍个体的代表性日常生活流程。目标是评估个体在家庭环境中进行日常活动时的手部功能，以用于康复应用。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 康复医学
- 辅助技术
背景
- 手部功能障碍者在日常活动中常面临困难。
- 理解手部的自然功能对于有效康复至关重要。
- 可穿戴摄像头可提供关于实际生活中手部使用情况的洞察。
- 在家庭环境中收集数据可增强对治疗效果的评估。
研究目的
- 捕捉上肢功能障碍个体的典型手部使用情况。
- 评估康复治疗的效果。
- 在自然环境中长期追踪康复进展。
使用的方法
- 使用第一人称视角摄像头进行数据采集。
- 记录参与者的日常生活流程。
- 与参与者互动以实现有效沟通。
- 在家庭环境中分析手部功能。
主要结果
- 收集的数据反映了日常活动中典型的手部使用情况。
- 获得的见解可为康复策略提供依据。
- 通过持续监测可实现进展跟踪。
- 参与者的反馈对于方案的有效性至关重要。
结论
- 该方案能有效捕捉自然的手部功能。
- 可用于指导远程医疗和康复应用。
- 未来的研究可在此方法基础上拓展更广泛的应用。
常见问题
行业应用价值
在家庭环境中捕捉自然的手部功能，解决了康复评估中的一个关键空白，因为基于诊所的测量往往无法反映真实世界中的实际表现。本方案使生物制药研发能够在生态有效的环境中评估治疗效果，支持基于对患者和支付方具有重要意义的功能性结果做出推进/终止决策。通过生成纵向的、保护隐私的行为数据，该方法增强了对早期神经康复项目结果预测的信心。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 科学价值：通过测量真实世界中的手部使用情况作为神经系统功能恢复的功能性生物标志物，从而验证治疗假设。
- 操作价值：通过客观且具有生态相关性的终点指标支持靶点验证，减少对替代性临床指标的依赖。
筛选与检测方法开发
- 科学价值：通过建立行为指标的基线变异性和对变化的敏感性，为后续康复干预措施的筛选提供经过验证的行为学检测指标。
- 操作价值：通过结构化的记录流程和由受试者控制的隐私保护机制，促进检测方法的标准化，提高多中心间数据的可重复性。
转化与临床前研究
- 科学价值：通过在脊髓损伤和卒中模型中捕捉与疾病相关的手部功能，弥合了发现研究与临床前连续性之间的差距，符合转化生物标志物的研究目标。
- 操作价值：通过在接近自然的环境中量化功能改善，促进基于风险评估的推进决策，减少从临床前研究向临床转化过程中的机制不确定性。
流程与工作流整合
该方法适用于从早期靶点验证到临床前疗效测试的发现连续过程，其中功能性手部使用作为定量的、以患者为中心的结局指标，用于优先筛选神经康复候选方案。
- 发现生物学：通过将神经修复机制与日常手部操作任务中的可观察变化相联系，支持假设检验和通路阐明。
- 筛选：通过标准化、可重复的视频采集方案，生成可用于分析的行为终点指标，从而提高检测的准备性，便于对化合物或疗法进行比较。
- 分析：生成定量的因变量（例如手部使用时长、任务频率、运动对称性），支持在不同条件和时间点之间进行统计学比较。
- 转化研究：提供一种与疾病相关（如中风、脊髓损伤）的研究体系，其中手部功能与个体独立性和生活质量相关，从而连接临床前研究的连续性。
- 企业级复用：将该方案定位为可用于多中心研究的可复用平台，通过参与者培训、设备套件和远程支持，实现跨多种神经系统人群的数据采集规模化。
运营与企业影响
- 科学价值：通过缩小神经康复领域的实验室评估与真实世界功能结局之间的差距，提高预测的可信度。
- 操作价值：通过协作式排程、隐私控制和远程技术支持，提高可重复性与可扩展性，最大限度降低不同研究场所之间的变异性。
- 战略价值：通过更早识别无效疗法，降低神经康复研发管线中后期失败的风险，从而提升资本使用效率。
- 项目组合影响：提供反映患者真实体验的功能性结局数据，支持监管和报销讨论，助力实现基于风险调整的优先级决策。
实施注意事项
- 需要具备神经康复评估、参与者参与以及可穿戴传感器部署方面的专业知识，以确保方案依从性和数据质量。
- 依赖于第一人称视角摄像系统、平板电脑或智能手机进行录制，以及安全的视频传输和存储基础设施，以支持基于家庭的数据采集。
- 需要临床、数据科学和工程团队之间的跨团队标准化，以统一视频采集时间表、隐私保护协议和分析流程。
- 涉及在不同模型系统间的适应性考量，因为录制时间表和任务相关性必须根据不同神经系统疾病（如脑卒中与脊髓损伤）及严重程度水平进行个性化调整。
- 包含实际限制因素，例如参与者因长时间佩戴产生的负担、低光照环境中的技术挑战，以及重度功能障碍个体需要照护者协助等问题，这些均已在原始文献中记录。
