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Needling के दौरान तीन आयामी उंगली गति ट्रैकिंग: एक्यूपंक्चर हेरफेर के कीनेमेटिक विश्लेषण के लिए एक समाधान

Published: October 28, 2021 doi: 10.3791/62750
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1School of Acupuncture-Moxibustion and Tuina, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine

Summary

यह प्रयोगात्मक विधि तीन आयामी उंगली गति ट्रैकिंग तकनीक के साथ एक्यूपंक्चर हेरफेर के कीनेमेटिक विश्लेषण के लिए एक समाधान का वर्णन करती है।

Abstract

तीन आयामी (3 डी) गति ट्रैकिंग का उपयोग कई क्षेत्रों में किया गया है, जैसे कि खेल और चिकित्सा कौशल के शोध। इस प्रयोग का उद्देश्य एक्यूपंक्चर हेरफेर (एएम) के दौरान उंगलियों के जोड़ों के कीनेमेटिक मापदंडों को मापने और तीन तकनीकी संकेतकों "आयाम, वेग और समय" को स्थापित करने के लिए 3 डी गति ट्रैकिंग तकनीक का उपयोग करना है। यह विधि एएम की संचालन विशेषताओं को प्रतिबिंबित कर सकती है और कई उंगली जोड़ों के तीन अक्षों के साथ मात्रात्मक पैरामीटर प्रदान कर सकती है। वर्तमान साक्ष्य से पता चलता है कि विधि में भविष्य के अनुप्रयोगों के लिए बड़ी क्षमता है जैसे कि एक्यूपंक्चर की खुराक-प्रभाव संबंध का अध्ययन, शिक्षण, और एएम का शिक्षण, और प्रसिद्ध एक्यूपंक्चरिस्टों के एएम का माप और संरक्षण।

Introduction

पारंपरिक चीनी चिकित्सा (टीसीएम) और शारीरिक उत्तेजना के नैदानिक कौशल के एक प्रकार के रूप में, एक्यूपंक्चर हेरफेर (एएम) को अक्सर एक महत्वपूर्ण कारक के रूप में माना जाता है जो एक्यूपंक्चर 1,2 के चिकित्सीय प्रभाव को प्रभावित करता है। कई अध्ययनों ने पुष्टि की है कि एक ही एएम के विभिन्न एएम या अलग-अलग उत्तेजना मापदंडों (आवश्यक वेग, आयाम, आवृत्ति, आदि) के परिणामस्वरूप अलग-अलग चिकित्सीय प्रभाव 3,4,5,6,7 हुए। इसलिए, एएम के प्रासंगिक कीनेमेटिक मापदंडों का माप और चिकित्सीय प्रभाव के साथ सहसंबंध विश्लेषण एक्यूपंक्चर 8,9 के साथ नैदानिक उपचार के लिए उपयोगी डेटा समर्थन और संदर्भ प्रदान कर सकता है।

एएम के कीनेमेटिक मापदंडों का मापन 1980 के दशक 10 में शुरू हुआ। शुरुआती दिनों में, चर प्रतिरोध पर आधारित विद्युत संकेत रूपांतरण तकनीक का उपयोग मुख्य रूप से सुई शरीर के विस्थापन संकेत को एक वोल्टेज या वर्तमान संकेत में परिवर्तित करने के लिए किया जाता था ताकि एएम 11 के आयाम और आवृत्ति डेटा को प्रदर्शित और रिकॉर्ड किया जा सके। इसके अलावा, इस तकनीक के साथ प्रसिद्ध एटीपी-II चीनी चिकित्सा एक्यूपंक्चर तकनीक परीक्षक II (एटीपी-II) वर्तमान में China12 के कई पारंपरिक चीनी चिकित्सा विश्वविद्यालयों द्वारा उपयोग किया गया है। उसके बाद, सेंसर प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास और नवाचार के साथ, एएम के कीनेमेटिक मापदंडों को इकट्ठा करने के लिए विभिन्न प्रकार के सेंसर का उपयोग किया गया था। उदाहरण के लिए, तीन अक्षों विद्युत चुम्बकीय गति संवेदक नीडलिंग आयाम और वेग 13 प्राप्त करने के लिए सुई हैंडल से जुड़ा हुआ था; बायोइलेक्ट्रिक सिग्नल सेंसर को जानवर की रीढ़ की हड्डी के पृष्ठीय सींग पर रखा गया था ताकि आवश्यक आवृत्ति 14, आदि को रिकॉर्ड किया जा सके। यद्यपि उपरोक्त दो प्रकार की प्रौद्योगिकियों के आधार पर एएम के मात्रात्मक अनुसंधान ने नीडलिंग के दौरान प्रासंगिक कीनेमेटिक मापदंडों के अधिग्रहण को पूरा कर लिया है, इसके मुख्य नुकसान वास्तविक समय के गैर-आक्रामक माप को करने में असमर्थता और सुई शरीर के संशोधन के कारण ऑपरेटिंग महसूस का परिवर्तन है।

हाल के वर्षों में, गति ट्रैकिंग तकनीक को धीरे-धीरे AM15,16 के मात्रात्मक अनुसंधान पर लागू किया गया था। क्योंकि यह needling वीडियो के फ्रेम-दर-फ्रेम विश्लेषण पर आधारित है, एक्यूपंक्चर पैरामीटर के माप को सुई शरीर को संशोधित किए बिना विवो ऑपरेशन के दौरान प्राप्त किया जा सकता है। इस तकनीक का उपयोग आयाम, वेग, त्वरण, और दो आयामी (2 डी) विमान में नीडलिंग के दौरान अंगूठे और तर्जनी के चार ट्रैकिंग बिंदुओं की आवृत्ति जैसे कीनेमेटिक मापदंडों को मापने के लिए किया गया है और इसी उंगली छड़ी figure15 की स्थापना की गई है। कुछ अध्ययनों ने इसी तरह की तकनीक 9,17,18 के साथ अंगूठे और तर्जनी के इंटरफेलेंजियल (आईपी) संयुक्त की कोण परिवर्तन सीमा को भी मापा। हालांकि, एएम विश्लेषण पर वर्तमान अध्ययन अभी भी मुख्य रूप से 2 डी मोशन प्लेन तक सीमित हैं, और ट्रैकिंग बिंदुओं की संख्या अपेक्षाकृत कम है। अब तक, एएम के लिए कोई पूर्ण त्रि-आयामी (3 डी) कीनेमेटीक्स माप और विश्लेषण विधि नहीं है, और कोई संबंधित डेटा प्रकाशित नहीं किया गया था।

उपरोक्त समस्याओं को हल करने के लिए, यह अध्ययन 3 डी गति ट्रैकिंग तकनीक का उपयोग करेगा ताकि नीडलिंग के दौरान हाथ के सात ट्रैकिंग बिंदुओं के कीनेमेटिक मापदंडों को मापा जा सके। इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य एएम पर कीनेमेटिक विश्लेषण के लिए एक पूर्ण तकनीकी समाधान प्रदान करना है, साथ ही साथ एक्यूपंक्चर की खुराक-प्रभाव सहसंबंध पर आगे का अध्ययन भी है।

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Protocol

इस अध्ययन को युयांग अस्पताल की नैतिकता समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था, जो शंघाई यूनिवर्सिटी ऑफ ट्रेडिशनल चाइनीज मेडिसिन (संदर्भ संख्या 2021-062) से संबद्ध था, और प्रत्येक प्रतिभागी ने एक सूचित सहमति फॉर्म पर हस्ताक्षर किए।

1. प्रयोग की तैयारी

  1. कैमरा सेटिंग्स:
    1. ऑपरेशन टेबल के सामने तीन तिपाई रखें, और उन्हें तीन कैमरों से कनेक्ट करें।
    2. कैमरों की शूटिंग पैरामीटर निम्नानुसार सेट करें: रिज़ॉल्यूशन 1280 x720 पिक्सेल, प्रारूप एमपी 4, पूर्ण मैनुअल मोड (एम), एपर्चर F1.2, शटर 1/1000s, आईएसओ 6400, स्वचालित सफेद संतुलन, ऑप्टिकल ज़ूम 0mm।
      नोट: प्रत्येक दो कैमरों के बीच के कोण को 60 °-120° (चित्रा 1A) पर सेट करने की आवश्यकता होती है।
  2. ट्रैकिंग मार्कर प्लेसमेंट:
    1. वीडियो रिकॉर्डिंग के लिए प्रत्येक प्रतिभागी के होल्डिंग-सुई हाथ पर 6.5 मिमी के व्यास के साथ सात चिंतनशील गेंदों को संलग्न करें जैसा कि चरण 1.2.2-1.2.4 में विस्तृत है और चित्र 2 ए में दिखाया गया है।
    2. कलाई: ulna और रेडियल स्टाइलॉइड के मध्य बिंदु पर एक गेंद संलग्न ट्रैकिंग बिंदु "कलाई संयुक्त" (WJ) के रूप में परिभाषित
    3. अंगूठा: ट्रैकिंग बिंदु "अंगूठे की नोक" (टीटी) के रूप में परिभाषित अंगूठे के नाखून के केंद्र पर प्रत्येक एक गेंद संलग्न करें, आईपी संयुक्त ट्रैकिंग बिंदु "अंगूठे अंत संयुक्त" (तेज) के रूप में परिभाषित किया गया है, और मेटाकार्पोफेलंजियल (एमसीपी) संयुक्त को ट्रैकिंग बिंदु "अंगूठे के आधार संयुक्त" (टीबीजे) के रूप में परिभाषित किया गया है, क्रमशः।
    4. तर्जनी: तर्जनी नाखून के केंद्र पर प्रत्येक एक गेंद को ट्रैकिंग पॉइंट "तर्जनी टिप" (एफटी) के रूप में परिभाषित किया गया है, समीपस्थ इंटरफेलेंजियल (पीआईपी) संयुक्त को ट्रैकिंग पॉइंट "तर्जनी मध्य संयुक्त" (एफएमजे) के रूप में परिभाषित किया गया है, और एमसीपी संयुक्त को ट्रैकिंग पॉइंट "तर्जनी आधार संयुक्त" (एफबीजे) के रूप में परिभाषित किया गया है, क्रमशः।

2. वीडियो शूटिंग और संपादन

  1. 3 डी अंशांकन (चित्रा 1B, C) के लिए ऑपरेटिंग टेबल पर 8 अंकों के साथ एक छोटा सा 15 सेमी x 15 सेमी x 15 सेमी x 15 सेमी 3 डी अंशांकन फ्रेम रखें।
  2. कम से कम 8 s के लिए अंशांकन फ़्रेम का वीडियो लेने के बाद फ़्रेम को तालिका से निकालें.
  3. प्रतिभागियों को स्वयंसेवक के एक्यूपंक्चर बिंदु LI11 (Quchi) पर AM प्रदर्शन करने का निर्देश दें, जिसमें उठाने-थ्रस्टिंग और घुमावदार कौशल शामिल हैं, ताकि सुई को ऊपर और नीचे ले जाने और अंगूठे और तर्जनी के साथ घुमाने के लिए नियंत्रित किया जा सके। कम से कम 10 चक्रों के लिए उपरोक्त कौशल के वीडियो लें।
    नोट: AM और स्वयंसेवकों को needling के लिए एक्यूपंक्चर अंक प्रदान करने के लिए प्रदर्शन करने के लिए प्रतिभागियों के शामिल और बहिष्करण मानदंड सूचीबद्ध हैं। प्रतिभागी शामिल करना: (1) एक्यूपंक्चर शिक्षक या छात्र ने पाठ्यक्रम की पाठ्यपुस्तक में "लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग कौशल" और "घुमावदार कौशल" अध्याय को समाप्त कर दिया, जिसका शीर्षक 'एक्यूपंक्चर और मोक्सीबशन तकनीक और जोड़तोड़ 19 था; (2) प्रतिभागी को 5 से अधिक बार मानव शरीर के साथ हाथों पर नीडलिंग अनुभव होना चाहिए। प्रतिभागी बहिष्करण: (1) गैर-एक्यूपंक्चर शिक्षकों या छात्रों; (2) मानव शरीर के साथ किसी भी हाथों पर needling अनुभव के बिना एक्यूपंक्चर छात्रों। स्वयंसेवक समावेशन: (1) 16-60 वर्ष की आयु के बीच की आयु; (2) कोई स्पष्ट त्वचा क्षति, टूटना, suppuration या दाहिने हाथ पर LI11 के आसपास स्पष्ट exudation. स्वयंसेवक बहिष्करण: (1) धूम्रपान, शराब या नशीली दवाओं के दुरुपयोग के इतिहास वाले व्यक्ति; (2) रक्त प्रणाली की बीमारियों या स्पष्ट रक्तस्राव की प्रवृत्ति वाले व्यक्ति; (3) पुरानी मानसिक बीमारी या मानसिक विकारों वाले व्यक्ति; (4) गर्भवती महिलाएं; (5) बेहोश सुइयों के इतिहास के साथ व्यक्तियों.
  4. कैमरों से सभी वीडियो को कंप्यूटर की निर्दिष्ट डिस्क पर निर्यात करें. कैमरों 1, 2, 3 में 3 डी अंशांकन वीडियो का नाम बदलें "ca-1.mp4", "ca-2.mp4" और "ca-3.mp4" के रूप में।
  5. वीडियो संपादन सॉफ़्टवेयर (जैसे, एडोब प्रीमियर प्रो) में सभी हेरफेर वीडियो को सिंक्रनाइज़ करें और उन्हें क्रमशः "लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग-1.avi", "लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग-2.avi", "लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग-3.avi", "ट्वर्लिंग -1.avi", "ट्वर्लिंग -2.avi" और "ट्वर्लिंग -3.avi" के रूप में नामित निर्यात करें।
    नोट:: इस अध्ययन में उपयोग किए गए वीडियो संपादन सॉफ़्टवेयर के वीडियो सिंक्रनाइज़ेशन निर्देशों के लिए अनुपूरक फ़ाइल 1 को देखें।

3. सिमी रियलिटी मोशन सिस्टम की परियोजना विन्यास (गति पर कब्जा और विश्लेषण सॉफ्टवेयर)

  1. मोशन कैप्चर और विश्लेषण सॉफ़्टवेयर खोलें और एक नई परियोजना बनाएँ चुनें। प्रोजेक्ट लेबल में प्रोजेक्ट नाम सेट करें और निर्दिष्ट डिस्क में प्रोजेक्ट को सहेजने के लिए बनाएँ और सहेजें क्लिक करें.
  2. दाएं/बाएं हाथ > पॉइंट्स > विनिर्देश चुनें और उपरोक्त ट्रैकिंग पॉइंट्स को पूर्वनिर्धारित पॉइंट्स बॉक्स से यूज्ड पॉइंटबॉक्स में खींचें, फिर जारी रखने के लिए बंद करें बटन पर क्लिक करें।
    नोट:: सभी निम्न चरणों को एक उदाहरण के रूप में दाएँ हाथ के ट्रैकिंग बिंदु ले लो।
  3. कनेक्शन > विनिर्देश चुनें और नए कनेक्शन पर क्लिक करें
    1. इनपुट कनेक्शन नाम "तर्जनी III सही". एक ही विंडो में "तर्जनी टिप दाईं ओर" बिंदु पर प्रारंभिक बिंदु और रेखा के रूप में "तर्जनी मध्य संयुक्त दाईं ओर" का चयन करें
    2. कनेक्शन की स्थापना को समाप्त करने के लिए लागू करें और बंद करें बटन पर क्लिक करें।
  4. कैमरा समूहों को जोड़ें और उनका नाम बदलें
    1. नए कैमरा समूहों को जोड़ने के लिए कैमरा समूह जोड़ें > कैमरा समूह पर राइट-क्लिक करें.
    2. कैमरा पर राइट-क्लिक करें > क्रमशः कैमरा समूह का नाम बदलने के लिए "लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग कैमरा समूह" और "घुमावदार कैमरा समूह" के रूप में कैमरा समूह का नाम बदलने के लिए नाम बदलें ।
  5. कैमरा जोड़ें > लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग कैमरा समूह पर राइट-क्लिक करें
    1. ट्रैकिंग बॉक्स में फ़ाइल का चयन करें बटन पर क्लिक करें।
    2. ओपन मौजूदा फ़ाइल पर क्लिक करें और अगली विंडो में ऑपरेशन वीडियो "लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग -1.avi" का चयन करें, फिर वीडियो आयात को समाप्त करने के लिए लागू करें पर क्लिक करें।
    3. उपरोक्त क्रियाओं के समान, 3 डी अंशांकन बॉक्स में फ़ाइल का चयन करें पर क्लिक करें, और संबंधित अंशांकन वीडियो "ca-1.mp4" आयात करें।
  6. चरण 3.5 के अनुसार, ऑपरेशन वीडियो "लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग -2.avi" और "लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग-3.avi" और उनके संबंधित अंशांकन वीडियो "सीए -2.mp4" और "सीए -3.mp4" को क्रमशः लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग कैमरा ग्रुप में आयात करना जारी रखें।
    नोट:: वहाँ 3 कैमरों में 3 कैमरे होना चाहिए उठाने-Thrusting कैमरा समूह में प्रोजेक्ट विंडो में अनुभाग 3.4 और 3.5 के बाद।
  7. चरण 3.4, 3.5, और 3.6 के अनुसार, घुमावदार कैमरा समूह में घुमावदार कौशल और अंशांकन वीडियो आयात करें।

4. वीडियो विश्लेषण

  1. प्रत्येक कैमरे के लिए 3 डी अंशांकन
    1. लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग कैमरा ग्रुप का विस्तार करें और लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग-1 > प्रॉपर्टीज पर राइट-क्लिक करें।
    2. 3 डी अंशांकन बॉक्स में 3 डी अंशांकन बटन पर क्लिक करें; इनपुट विवरण और 8 बार के लिए बिंदु जोड़ें बटन पर क्लिक करके 8 अंक जोड़ें
    3. अंशांकन पैरामीटर (तालिका 1) के अनुसार प्रत्येक बिंदु के लिए नाम और संगत X, Y, Z मान सेट करने के बाद लागू करें पर क्लिक करें।
    4. सभी बिंदुओं को कॉन्फ़िगर करने के बाद, 3D अंशांकन को समाप्त करने के लिए अंशांकन वीडियो के प्रत्येक समापन बिंदु पर क्लिक करने के लिए माउस को ले जाएँ।
    5. एक ही समूह में अन्य कैमरों और Twirling कैमरा समूह में कैमरों के 3 डी अंशांकन को पूरा करने के लिए चरणों 4.1.1-4.1.4 का पालन करें।
  2. 3 डी उंगली गति ट्रैकिंग
    1. 3 डी ट्रैकिंग > लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग कैमरा ग्रुप पर राइट-क्लिक करें, सभी कैमरों का चयन करें, और 3 डी ट्रैकिंग विंडो खोलने के लिए ओके बटन पर क्लिक करें।
    2. सभी कैमरों के लिए पैटर्न मिलान (सभी अंक) का उपयोग करके ट्रैक सेट करें और मैन्युअल रूप से पहले फ्रेम में सभी ट्रैकिंग बिंदुओं पर क्लिक करें।
    3. फ़्रेम द्वारा स्वचालित 3D ट्रैकिंग फ़्रेम प्रारंभ करने के लिए स्वचालित रूप से खोज बटन पर क्लिक करें.
    4. Twirling कैमरा समूह की गति ट्रैकिंग को पूरा करने के लिए चरण4.2.1-4.2.3 का पालन करें।
      नोट:: स्वचालित 3D ट्रैकिंग के दौरान कोई ट्रैकिंग बिंदु खो जाता है, तो खो बिंदु रेखा का चयन करें, यहाँ से बिंदु छोड़ें पर राइट-क्लिक करें, फिर बिंदु और स्वचालित रूप से खोजें बटन को पुन: क्लिक करें। यदि संदेश "ट्रैकिंग के लिए कोई प्रारंभ फ़्रेम 3 चयनित कैमरा (ओं) के लिए सेट किया गया है , तो हाँ का चयन करें। यह कैमरा गुणों में व्यक्तिगत रूप से सेट किया जा सकता है। क्या आप स्टार्ट फ्रेम के बिना सभी कैमरों के लिए 0 फ्रेम करने के लिए स्टार्ट फ्रेम सेट करना चाहते हैं और अब जारी रखना चाहते हैं?
  3. डेटा निर्यात
    1. नई 3 डी गणना > लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग कैमरा समूह पर राइट-क्लिक करें, सभी कैमरों का चयन करें, और लगातार अपडेट डेटा की जांच करें और 3 डी डेटा बनाएँ विंडो में फ़ाइल में स्पष्ट रूप से डेटा स्टोर करें। जारी रखने के लिए ठीक बटन क्लिक करें.
    2. फ़ोल्डर उठाने-Thrusting-3D निर्देशांक डेटा > निर्यात पर राइट-क्लिक करें, स्तंभ शीर्षकों की जाँच करें, ट्रैकिंग नाम, प्रारंभ समय और आवृत्ति, पहले स्तंभ में समय जानकारी, X, Y, Z, v(X), v(Y), v(Z) निर्यात विंडो में
    3. अनुकूलित नाम के साथ डेटा फ़ाइल (*.txt) निर्यात करने के लिए निर्यात करें बटन क्लिक करें. उसी तरह से घुमावदार कैमरा समूह की डेटा फ़ाइल निर्यात करें।

5. डेटा विश्लेषण

नोट: एक मूल PHP स्क्रिप्ट ब्राउज़ करें और गति पर कब्जा और विश्लेषण सॉफ्टवेयर द्वारा निर्यात की गई डेटा फ़ाइलों का विश्लेषण करने के लिए प्रयोग किया जाता है। सभी स्रोत कोड एक GitHub repository20 में साझा किया गया है।

  1. मोशन कैप्चर और विश्लेषण सॉफ़्टवेयर से निर्यात की गई डेटा फ़ाइलों को इस स्क्रिप्ट को चलाने वाले किसी विशिष्ट सर्वर फ़ोल्डर में अपलोड किए जाने के बाद, स्क्रिप्ट खोलें और लॉग इन करने के लिए उपयोगकर्ता नाम और पासवर्ड इनपुट करें ।
  2. नया प्रतिभागी जोड़ें पर क्लिक करें, प्रतिभागी प्रकार और लिंग का चयन करें, और पॉप-अप पृष्ठ में प्रतिभागी का नाम, आयु और अभ्यास समय इनपुट करें; एक नया प्रतिभागी जोड़ने के लिए समाप्त करने के लिए सबमिट पर क्लिक करें।
  3. सूची पृष्ठ में नए जोड़े गए प्रतिभागी के अनुरूप नया रिकॉर्ड जोड़ें पर क्लिक करें, फिर मोशन कैप्चर और विश्लेषण सॉफ़्टवेयर की अपलोड की गई डेटा फ़ाइलों वाले फ़ोल्डर का नाम इनपुट करें और ऑपरेशन दिनांक का चयन करें; Submit to Continue पर क्लिक करें ।
  4. नए जोड़े गए ऑपरेशन रिकॉर्ड के अनुरूप विश्लेषण पर क्लिक करें, फिर कौशल का चयन करें और सबमिट पर क्लिक करें। स्क्रिप्ट की पहचान और मैनुअल समीक्षा के लिए सभी वैध crests और गर्त प्रदर्शित करेगा.
    नोट:: एक निश्चित शिखा या गर्त मैन्युअल रूप से संबंधित ड्रॉप-डाउन सूची में reselected किया जा सकता है यदि स्क्रिप्ट गलत तरीके से इसे पहचानता है। इन शिखाओं और गर्तों के आधार पर, प्रत्येक ट्रैकिंग बिंदु के तीन अक्षों के साथ आयामों और वेगों के औसत मूल्यों और उठाने, जोर देने, बाईं ओर घुमाने और सही कार्यों को घुमाने के ऑपरेटिंग समय की गणना और प्रदर्शन किया जा सकता है स्क्रिप्ट द्वारा प्रदर्शित किया जा सकता है। इन पैरामीटर्स की परिकलन विधि चित्र 3 में दिखाई गई है.

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Representative Results

इस प्रयोगात्मक विधि की स्थापना के बाद, एक्यूपंक्चर-Moxibustion और TCM के शंघाई विश्वविद्यालय के Tuina के स्कूल से उन्नीस एक्यूपंक्चर शिक्षकों के बुनियादी एएम के उठाने-थ्रस्टिंग और घुमावदार कौशल को 3 डी मोशन ट्रैकिंग का उपयोग करके मापा गया था। इंटरनेशनल सोसाइटी ऑफ बायोमैकेनिक्स 21 की मानकीकरण और शब्दावली समिति (एसटीसी) द्वारा प्रस्तावित कंधे, कोहनी, कलाई और हाथ के लिए एक संयुक्त समन्वय प्रणाली (जेसीएस) की परिभाषा के अनुसार, सात उंगली ट्रैकिंग बिंदुओं का चयन किया गया है। इन बिंदुओं की शारीरिक स्थिति के आधार पर मोशन कैप्चर और विश्लेषण सॉफ़्टवेयर द्वारा उत्पन्न छड़ी दृश्य चित्र 2B में दिखाया गया है। प्रत्येक बिंदु के तीन अक्षों के साथ विशिष्ट समन्वय-समय घटता चित्रा 4 में दिखाया गया है, और छड़ी दृश्य (वीडियो 1 और वीडियो 2) के साथ उठाने-थ्रस्टिंग और घुमावदार कौशल के दो वीडियो हैं।

जैसा कि चित्रा 4 C, E में दिखाया गया है, क्योंकि कलाई के जोड़ (WJ) के विभिन्न कौशलों (उठाने-थ्रस्टिंग कौशल के Z-अक्ष और घुमावदार कौशल के Y-अक्ष) के दौरान मुख्य गति अक्षों के साथ न्यूनतम आंदोलन आयाम को ठीक किया जा सकता है, और आंदोलन अंगूठे और तर्जनी से होता है। इसलिए, अन्य छह बिंदुओं के डेटा को एएम के आगे कीनेमेटिक विश्लेषण के लिए मोशन कैप्चर और विश्लेषण सॉफ़्टवेयर द्वारा निर्यात किया गया था। डेटा विश्लेषण के बाद, तीन अक्षों के साथ आयाम और वेग के औसत मूल्यों और उंगलियों पर प्रत्येक ट्रैकिंग बिंदु के "लिफ्टिंग", "थ्रस्टिंग", "ट्वर्लिंग लेफ्ट" और "घुमावदार दाएं" की क्रिया के ऑपरेटिंग समय की गणना की गई और तालिका 2, तालिका 3 और तालिका 4 में दिखाया गया।

इसके अलावा, प्रतिभागियों की उंगली की गति को भी ट्रैक किया गया था जब उन्होंने एटीपी-II पर एएम का प्रदर्शन किया था। एटीपी-II से प्राप्त डेटा की तुलना मोशन कैप्चर और विश्लेषण सॉफ़्टवेयर द्वारा निर्यात किए गए डेटा के साथ की गई थी। परिणामों से पता चलता है कि जेड-अक्ष के साथ टीटी के समन्वय-समय वक्र का आकार लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग कौशल के दौरान एटीपी-II द्वारा उत्पन्न वोल्टेज-समय वक्र के समान था। इस बीच, घुमावदार कौशल के दौरान, टीटी के वाई-अक्ष के साथ आयाम-समय वक्र का आकार भी एटीपी-II के वोल्टेज-समय वक्र के समान था। इसके अलावा, गणना के बाद, इन दो प्रकार के वक्रों के औसत ऑपरेटिंग चक्र मूल रूप से समान थे (चित्रा 5)।

Figure 1
चित्रा 1: कैमरा स्थिति और 3 डी अंशांकन फ्रेम का प्लेसमेंट। (ए) तीन कैमरों की स्थिति। (बी) 3 डी अंशांकन फ्रेम का फ्रंट व्यू। (C) 3D अंशांकन फ़्रेम का शीर्ष दृश्य. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2: मार्करों और उनके छड़ी दृश्य पर नज़र रखने की स्थिति. (ए) हाथ पर मार्करों को ट्रैक करने की स्थिति। (बी) इन बिंदुओं की शारीरिक स्थितियों के आधार पर गति कैप्चर और विश्लेषण सॉफ्टवेयर द्वारा उत्पन्न छड़ी दृश्य। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: कीनेमेटिक पैरामीटर की गणना विधि का योजनाबद्ध आरेख। औसत आयाम और वेग की गणना वक्र शिखा और गर्त स्थिति के आधार पर की जा सकती है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4: उठाने-थ्रस्टिंग और घुमावदार कौशल के दौरान विशिष्ट समन्वय-समय घटता है। (ए, बी, सी) एक्स-, वाई-, जेड-अक्ष के साथ विशिष्ट समन्वय-समय घटता है, क्रमशः लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग कौशल के दौरान प्रत्येक ट्रैकिंग बिंदु के। (D, E, F) घुमावदार कौशल के दौरान उठाने-थ्रस्टिंग कौशल की एक ही सेटिंग्स के साथ घटता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5: एटीपी-II और गति कैप्चर और विश्लेषण सॉफ़्टवेयर द्वारा उत्पन्न वक्रों की तुलना। (ए) प्रतिभागियों की उंगली की गति को ट्रैक किया गया था जब उन्होंने एटीपी-II पर एएम का प्रदर्शन किया था। (बी) लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग कौशल के दौरान एटीपी-II का वोल्टेज-समय वक्र। (C) उठाने-थ्रस्टिंग कौशल के दौरान टीटी के जेड-अक्ष के साथ समन्वय-समय वक्र। (d) घुमावदार कौशल के दौरान एटीपी-II का वोल्टेज-समय वक्र। (ई) घुमावदार कौशल के दौरान टीटी के वाई-अक्ष के साथ समन्वय-समय वक्र। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

तालिका 1: अंशांकन बिंदुओं के पैरामीटर का समन्वय करें। आठ अंशांकन बिंदुओं के तीन अक्षों के निर्देशांक मान. इस तालिका को डाउनलोड करने के लिए कृपया यहाँ क्लिक करें.

तालिका 2: उठाने-थ्रस्टिंग कौशल के दौरान प्रत्येक ट्रैकिंग बिंदु का कीनेमेटीक्स डेटा। उठाने-थ्रस्टिंग कौशल के दौरान आंकड़ों पर प्रत्येक ट्रैकिंग बिंदु के तीन अक्षों के साथ आयाम और वेग के औसत मूल्य। इस तालिका को डाउनलोड करने के लिए कृपया यहाँ क्लिक करें.

तालिका 3: घुमावदार कौशल के दौरान प्रत्येक ट्रैकिंग बिंदु का कीनेमेटीक्स डेटा। घुमावदार कौशल के दौरान आंकड़ों पर प्रत्येक ट्रैकिंग बिंदु के तीन अक्षों के साथ आयाम और वेग के औसत मूल्य। इस तालिका को डाउनलोड करने के लिए कृपया यहाँ क्लिक करें.

तालिका 4: उठाने-थ्रस्टिंग और घुमावदार कौशल के दौरान ऑपरेटिंग समय उठाने, जोर देने, बाईं ओर घुमाने, और सही कार्यों को घुमाने की प्रक्रियाओं में ऑपरेटिंग समय के औसत मान कृपया इस तालिका को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।

वीडियो 1: उठाने-thrusting कौशल. (ऊपर बाएँ) हाथ का छड़ी दृश्य। (ऊपर दाएँ, नीचे बाएँ, नीचे दाएँ) उठाने-थ्रस्टिंग कौशल के दौरान प्रत्येक ट्रैकिंग बिंदु के एक्स-, वाई-, जेड-अक्ष के साथ विशिष्ट समन्वय-समय गतिशील वक्र कृपया इस वीडियो को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।

वीडियो 2: Twirling कौशल: हाथ की छड़ी दृश्य और ठेठ समन्वय समय गतिशील घटता के रूप में वीडियो 1 के रूप में एक ही सेटिंग्स के साथ घुमावदार कौशल के दौरान. कृपया इस वीडियो को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

अनुपूरक फ़ाइल 1: वीडियो सिंक्रनाइज़ेशन निर्देश. स्क्रीनशॉट और इस अध्ययन में उपयोग किए जाने वाले वीडियो संपादन सॉफ़्टवेयर के वीडियो सिंक्रनाइज़ेशन निर्देशों के चरण। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें।

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Discussion

इस अध्ययन ने विवो में एएम के कीनेमेटिक मापदंडों की माप विधि की स्थापना की और तीन अक्षों के साथ अंगूठे और तर्जनी पर छह महत्वपूर्ण ट्रैकिंग बिंदुओं के गति आयाम, वेग और संचालन समय का डेटा प्राप्त किया। इस बीच, 3 डी अंशांकन फ्रेम के आधार पर, एक 3 डी छड़ी दृश्य और needling के दौरान अंगूठे और तर्जनी के इसी एनीमेशन उत्पन्न किए गए थे। एएम के अंगूठे और तर्जनी आंदोलन को पूरी तरह से कीनेमेटिक पैरामीटर वक्र और छड़ी एनीमेशन के तुल्यकालिक प्लेबैक के साथ प्रदर्शित किया जा सकता है, जो शोधकर्ताओं को आंदोलन विशेषताओं का पता लगाने और विभिन्न एएम कौशल की समानताओं और मतभेदों की तुलना करने में मदद कर सकता है।

पूरी प्रयोगात्मक प्रक्रिया के दौरान, विश्लेषण के परिणामों को प्रभावित करने वाले कुछ महत्वपूर्ण चरणों को संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है- पहले, प्रयोगात्मक पर्यावरण कॉन्फ़िगरेशन। प्रयोगात्मक वातावरण का अनुशंसित तापमान स्थिर 22-25 डिग्री सेल्सियस है, और कमरे में स्पष्ट एयरफ्लो के बिना सापेक्ष आर्द्रता लगभग 60% है। इस बीच, आसपास के वातावरण में कोई मजबूत शोर और विद्युत चुम्बकीय स्रोत हस्तक्षेप नहीं है। दूसरा, कैमरा और तिपाई के प्लेसमेंट। गति ट्रैकिंग की प्रक्रिया में, उच्च परिशुद्धता डेटा प्राप्त करने के लिए सभी ट्रैकिंग बिंदुओं को सभी कैमरों द्वारा रिकॉर्ड किया जाना चाहिए। इसलिए, प्रयोगात्मक त्रुटियों को कम करने के लिए एक उचित कैमरा स्थिति महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, तिपाई को उचित ऊंचाई पर समायोजित किया जाना चाहिए (तालिका से अधिक और यह सुनिश्चित करें कि टेबल पर प्रयोगात्मक उपकरणों और प्रतिभागी के हाथ को स्पष्ट रूप से दर्ज किया जा सकता है)। तीसरा, अंशांकन और स्वचालित गति ट्रैकिंग। सभी विश्लेषण डेटा की गणना गति वीडियो के प्रत्येक फ्रेम में 3 डी अंशांकन प्रणाली में प्रत्येक ट्रैकिंग बिंदु की स्थिति के आधार पर की जाती है; इसलिए, सफल अंशांकन और प्रत्येक बिंदु की स्वचालित ट्रैकिंग परिकलन करने के लिए आवश्यकताएँ हैं। अंत में, crests और गर्तों की पहचान। एएम के तकनीकी संकेतकों की गणना प्रत्येक चक्र में शिखा और गर्तों की स्थिति द्वारा की जा सकती है। इस प्रोटोकॉल में, स्वचालित पहचान और मैनुअल समीक्षा के चरणों को प्रयोगात्मक डेटा की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

एएम के कीनेमेटिक विश्लेषण के लिए 3 डी मोशन ट्रैकिंग तकनीक को लागू करने के लिए, आमतौर पर मानव अंगों के बड़े जोड़ों में उपयोग की जाने वाली इस तकनीक में दो संशोधन किए गए थे। सबसे पहले, उंगलियों के लिए एक छोटे से 3 डी अंशांकन फ्रेम का अनुकूलन। एक 15×15×15cm 3D अंशांकन फ्रेम उंगली आंदोलनों की माप सटीकता में सुधार के लिए अनुकूलित किया गया था। 3 डी लेजर स्कैनिंग के माध्यम से, फ्रेम की अंशांकन सटीकता 0.01mm है। दूसरा, एएम के तकनीकी संकेतकों और संबंधित गणना विधियों की स्थापना। एएम की गति विशेषताओं और गति ट्रैकिंग सिस्टम द्वारा निर्यात किए गए कच्चे डेटा के अनुसार, तीन तकनीकी संकेतक, तीन अक्षों के साथ "आयाम, वेग और समय" प्रत्येक उंगली ट्रैकिंग बिंदु के लिए स्थापित किए गए थे। इन मापदंडों की गणना PHP स्क्रिप्ट द्वारा समन्वय-समय वक्र के इन्फ्लेक्शन बिंदु मान्यता के आधार पर की जा सकती है। संभावित शिखा और गर्तों को क्रमशः तार्किक अभिव्यक्ति (1) और (2) के अनुसार पहचाना जा सकता है।

Equation 1(1)
Equation 2(2)

जहां dc, dt और dt2 निर्देशांक मान, समय और समय वर्ग के विभेदन हैं, d2c निर्देशांक का द्विघात विभेदन है। प्रयोगात्मक नमूना डेटा के परीक्षण परिणामों के अनुसार, इन शिखाओं और गर्तों की वैधताओं को सत्यापित करने के लिए दो प्रकार के थ्रेसहोल्ड निर्धारित किए गए थे। समय सीमा औसत ऑपरेटिंग चक्र का 80% है, शिखा और गर्त थ्रेसहोल्ड अधिकतम ऑपरेटिंग आयाम का 75% और 25% हैं। सभी शिखाओं और गर्तों को पार करने के बाद, वह शिखा जिसका पिछले शिखा से अंतराल समय सीमा से अधिक है और समन्वय मान शिखा थ्रेशोल्ड से अधिक है, उसे वैध शिखा के रूप में पहचाना जाता है। गर्त जिसका पिछले शिखा से अंतराल समय समय सीमा से अधिक है और समन्वय मान गर्त दहलीज से कम है, उसे वैध गर्त के रूप में पहचाना जाता है। हालांकि, ज्यादातर मामलों में, क्रेस्ट और गर्तों को स्वचालित रूप से पहचाना जा सकता है, फिर भी कुछ ऐसे मामले हैं जिन्हें मैन्युअल रूप से समायोजित करने की आवश्यकता है। इसलिए, इस समाधान की मुख्य सीमा के रूप में, मान्यता एल्गोरिथ्म को भविष्य के काम में सुधार करने की आवश्यकता है। प्रयोगात्मक आंकड़ों के प्रारंभिक विश्लेषण से पता चला है कि एमसीपी जोड़ों के आंदोलन आयाम और वेग सबसे छोटे थे, और आईपी या पीआईपी संयुक्त और उंगलियों के संबंधित पैरामीटर क्रमशः बड़े और सबसे बड़े थे। इसके अलावा, सुई शरीर को उंगलियों के ऊर्ध्वाधर या स्पर्शरेखा आंदोलन द्वारा ऊपर और नीचे जाने या एक निश्चित अक्ष पर घुमाने के लिए संचालित किया गया था। संक्षेप में, एएम एक प्रकार का लयबद्ध आंदोलन है जो अंगूठे और तर्जनी के एमसीपी जोड़ों द्वारा संचालित उंगलियों द्वारा किया जाता है। इसके अलावा, कोई फर्क नहीं पड़ता कि किस एएम कौशल का उपयोग किया गया था, सभी ट्रैकिंग बिंदुओं पर तीन अक्षों के साथ आंदोलन की एक निश्चित श्रृंखला हुई, जो बताती है कि लिफ्टिंग-थ्रस्टिंग कौशल के संचालन के दौरान, हालांकि उंगलियों को मुख्य रूप से ऊर्ध्वाधर दिशा में स्थानांतरित किया जाता है, यह अभी भी एक स्पर्शरेखा युग्मित आंदोलन के साथ है, और स्पर्शरेखा-आधारित घुमावदार कौशल भी एक ऊर्ध्वाधर युग्मित आंदोलन के साथ है। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि एएम एक साधारण एकल-अक्ष आंदोलन नहीं है।

अन्य अध्ययनों के समान जो उंगली की गति का विश्लेषण करने के लिए इस तकनीक का उपयोग करते हैं, इस प्रोटोकॉल में गति ट्रैकिंग तकनीक भी उच्च सटीकता के साथ उंगली के जोड़ों के तीन-अक्ष कीनेमेटिक्स डेटा प्रदान करती है22। हालांकि, एएम की कौशल विशेषताओं के अनुसार कच्चे डेटा पर एक माध्यमिक विश्लेषण किया गया था, और आगे के तुलनात्मक विश्लेषण के लिए इस प्रोटोकॉल में संबंधित तकनीकी संकेतक स्थापित किए गए थे। इसके अलावा, पोर्टेबल, उपयोग में आसान और कम लागत वाले हाथ गति ट्रैकिंग उपकरणों जैसे लीप मोशन की तुलना में, मानक मार्कर-आधारित गति ट्रैकिंग विश्लेषण में उच्च सटीकता और व्यापक अनुप्रयोग रेंज 23,24 के फायदे हैं। पारंपरिक एएम विश्लेषण उपकरण एटीपी-II की तुलना में, गति ट्रैकिंग विश्लेषण से व्युत्पन्न मुख्य गति अक्ष के साथ आयाम-समय वक्र और एटीपी-II द्वारा व्युत्पन्न वोल्टेज-समय वक्र में एक ही एएम कौशल में महत्वपूर्ण अनुरूपता है। इसके अलावा, दो माप विधियों द्वारा गणना किए गए ऑपरेटिंग चक्र भी अपेक्षाकृत सुसंगत थे। इन परिणामों से पता चला है कि यह प्रयोगात्मक विधि न केवल एटीपी-II के समान कौशल विशेषताओं को प्रतिबिंबित कर सकती है, बल्कि कई ट्रैकिंग बिंदुओं के तीन अक्षों के साथ अधिक कीनेमेटिक्स पैरामीटर भी प्रदान कर सकती है, जिसे पिछली प्रयोगात्मक तकनीक द्वारा मापा नहीं जा सकता है।

यह प्रयोगात्मक विधि एएम में शामिल उंगलियों के जटिल आंदोलनों का विश्लेषण करने के लिए एक कुशल तरीका प्रदान करती है। यह भविष्य के अनुप्रयोगों के लिए महान क्षमता है. सबसे पहले, एक्यूपंक्चर की खुराक-प्रभाव संबंध का अध्ययन। 3 डी उंगली गति ट्रैकिंग तकनीक मैनुअल एक्यूपंक्चर की उत्तेजना राशि को निर्धारित करने के लिए एक समाधान प्रदान करती है और इसका उपयोग अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है जैसे कि नीडलिंग वेग, आयाम और चिकित्सीय प्रभाव के बीच सहसंबंध विश्लेषण, ताकि एक्यूपंक्चर के नैदानिक अनुप्रयोग के लिए अधिक वैज्ञानिक डेटा समर्थन प्रदान किया जा सके। दूसरा, एएम के शिक्षण और सीखने के लिए मात्रात्मक मूल्यांकन और प्रतिक्रिया। शिक्षक की मौखिक प्रतिक्रिया के साथ संयुक्त डेटा विश्लेषण के परिणाम शिक्षार्थियों को अपनी उंगली के कार्यों को समायोजित करने और संज्ञानात्मक लोड 24,25 को कम करने में मदद कर सकते हैं। पिछले अध्ययनों ने मोटर कौशल सीखने के प्रभाव में सुधार करने के लिए 3 डी मोशन ट्रैकिंग तकनीक द्वारा प्रदान किए गए डेटा का उपयोग किया है, जैसे कि दोहराए जाने वाले ओवरआर्म फेंकने 26 और संगीत प्रदर्शन 27,28। कुछ रिपोर्टों से यह भी पता चला है कि कोलोनोस्कोपी 29, लेप्रोस्कोपिक 30, आर्थ्रोस्कोप 31 और अन्य एंडोस्कोप 32,33 जैसे चिकित्सा कौशल को भी इस तकनीक के साथ बढ़ाया जा सकता है। और एक अन्य अध्ययन ने सुझाव दिया कि वीडियो-आधारित आत्म-प्रतिबिंब और मानक वर्णनात्मक प्रतिक्रिया 34 की तुलना में उच्च संज्ञानात्मक स्तर पर संलग्न शिक्षार्थियों के साथ चर्चा। तीसरा, प्रसिद्ध एक्यूपंक्चरिस्टों के एएम का माप और संरक्षण। क्योंकि सभी एएम डेटाबेस में संग्रहीत गति वीडियो के आधार पर एकत्र, रिकॉर्ड और विश्लेषण किए जाते हैं, इन वीडियो और एएम के प्रासंगिक डेटा को आगे सीखने और विरासत के लिए किसी भी समय शोधकर्ताओं द्वारा ब्राउज़ किया जा सकता है।

इस प्रयोगात्मक विधि की स्थापना एएम के मात्रात्मक अनुसंधान के लिए एक नया तरीका खोलती है। भविष्य में, अधिक कैमरा पदों, उच्च परिभाषा लेंस, और उच्च परिशुद्धता अंशांकन फ्रेम को डेटा सटीकता में सुधार करने और नैदानिक अनुप्रयोग, शिक्षा और एक्यूपंक्चर को बढ़ावा देने के लिए अधिक डेटा संदर्भ प्रदान करने के लिए अधिक सार्थक तकनीकी संकेतकों को खोदने के लिए लागू किया जा सकता है।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

इस काम को चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (अनुदान संख्या 82174506) द्वारा समर्थित किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3D calibration frame Any brand 15 x 15 x 15 cm
Acupuncture needles Suzhou Medical Appliance Factory 0.35 x 40 mm
Double-sided tape Any brand Round, 1 cm-diameter
Reflective balls Simi Reality Motion Systems GmbH 6.5 mm-diameter
SD card Western Digital Corporation SDXC UHS-I
SD card reader UGREEN Group Limited USB 3.0
Simi Motion Simi Reality Motion Systems GmbH Ver.8.5.15
Swab Any brand The volume fraction of ethanol is 70%-80%
Three cameras Victor Company of Japan, Limited JVC GC-PX100BAC
Three tripods Any brand

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चिकित्सा अंक 176
Needling के दौरान तीन आयामी उंगली गति ट्रैकिंग: एक्यूपंक्चर हेरफेर के कीनेमेटिक विश्लेषण के लिए एक समाधान
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Xu, L. L., Wang, F., Yang, H. Y., Tang, W. C. Three-Dimensional Finger Motion Tracking during Needling: A Solution for the Kinematic Analysis of Acupuncture Manipulation. J. Vis. Exp. (176), e62750, doi:10.3791/62750 (2021).

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