2025年11月28日
饮酒任务的运动学指标已被建议用于上肢中风康复,但传统的运动学研究方法被认为不切实际。当前协议描述了一个基于网络的指南,用于拍摄饮酒任务的视频,这些视频兼容计算机视觉,以提取推荐的运动学指标。
我们的研究探索上肢的精准康复,重点是使用人们能够负担得起的工具,比如摄像机、可穿戴传感器,以及我们目前使用的开源 AI.So 技术,包括人工智能技术,如计算机视觉,以及传感器技术,比如摄像机和可穿戴传感器。这些技术确实改变了我们的领域,因为它们让我们能够更频繁、更客观地测量恢复情况,并可能以更细致的分辨率捕捉我们目前可能忽略的部分。首先,放置一把可调节高度的椅背,使受试者可以双手面朝下放在桌上,手腕的折痕对准桌面边缘。
调整座高,使髋部和膝盖均可弯曲约90度。调整桌面高度,使受试者保持直立姿势,双臂舒适地放在两侧,肘部弯曲成90度。将餐垫的前缘与桌面边缘对齐,正对准主体正前方。
确保餐垫上的目标方格相对于被摄者的中线处于中心。然后将一个250毫升的塑料杯放入餐垫上的方形盒子中,距离桌边30厘米,正对着被摄者。用100毫升饮用水装满杯子。
现在将立体相机定位,捕捉主体和杯子的正面俯视。调整摄像机位置,确保目标音量完全可见。校准时,通过网页应用仪表盘打开校准活动模块,从菜单中选择校准活动指南。
开始录制前,将棋盘格图案保持在大约胸部高度,垂直于桌面表面。通过在网页应用中点击“开始录制”图标来启动录制。排队开始校准活动时,将棋盘格图案平稳且受控地向前移动。
然后反转运动,将棋盘格图案向后移动,远离摄像机,保持平稳且受控的运动。重复前后移动,直到图像捕捉完成。请查看录制的校准视频。
确保整个棋盘格图案在整个视频中始终可见,且灯光清晰可见。如果录制不满意,请点击重试选项重新开始录制视频,进行一次尝试。校准成功后,点击“保存校准图像”图标。
当出现“保存”提示时,选择想要的目标文件夹来存储校准图像。确认图片已保存后,选择确认保存以继续。指导受试者使用指定的手,右手或左手进行初步记录。
让受试者练习饮酒任务活动,以熟悉流程。通过进入网页应用的仪表盘菜单,选择饮酒任务活动指南,打开饮酒任务活动模块。录制前,告知受试者应用程序提供的三秒视觉和音频倒计时,随后提示开始任务。
点击“开始录制”图标启动视频录制,并在提示时指示受试者执行饮水任务。当被提示开始饮水任务时,让受试者用指定的手执行该活动。然后指示他们将杯子放回原来的轮廓区域,手回到原来的起始位置。
回顾饮酒任务活动的录像。确保录制视频在所有画面中都显示了受试者的脸、躯干、上肢和罩杯。确认受试者完成了整个饮水任务,拿起杯子,喝一口,将杯子放回原位,并将身体和手移回起始位置。
要对同一受试者进行更多试验,请选择“重复另一试验”选项,并继续按照相同说明记录和复核新试验。录制完所有欲试后,选择“完成所有试炼”选项以启动视频文件保存。在备注字段中,输入与未来数据处理、分析或解释相关的评论。
然后选择“打包”和“添加笔记”继续。点击“保存饮酒任务视频”图标,当提示出现时选择文件夹目的地。视频文件保存完成后,点击确认保存以完成。
计算机视觉工作流程通过校准、姿态检测、提升程序和平滑滤波器,从二维视频中提取三维姿态数据。利用提取的三维姿态数据,计算了运动学指标,包括运动单元数量、躯干位移和运动时间。饮酒任务中的手腕速度曲线显示,慢性中后偏瘫患者左右上肢运动单位数量不同。
上肢生物力学不再需要历史上复杂的多摄像头设备进行测量。我们已经证明,使用摄像机和计算机视觉等更简单的方法,可以让我们获得同样有效的测量结果。因此,这项工作改善了上肢生物力学的获取,我们的真正目标是加速精准康复的研究,同时增强将这项工作转化为临床患者。
所以我未来的研究主要会聚焦于手部上肢生物力学与精细运动技能。我们的额外目标是开发利用生物力学反馈来改善患者治疗效果的干预措施。
本研究介绍了一种基于网络的饮水任务视频采集方案,旨在改善上肢中风康复。通过使用经济实惠的工具和计算机视觉技术,该方案能够提取对评估康复进展至关重要的运动学指标。
基于视频的上肢功能运动学标准化评估能够实现可扩展、客观的测量,这对转化性康复研究至关重要。通过利用计算机视觉和易于获取的硬件,该工作流程降低了技术门槛,支持在早期发现和临床验证中使用可重复的定量终点指标。该方法提高了功能生物标志物开发中的预测可信度,并加速了数字表型技术向生物制药研发流程的整合。
该基于网络的实验方案通过实现上肢功能的标准化数据采集、定量分析和数字终点开发,融入从发现到验证的连续流程。