Ce protocole décrit comment utiliser analyse vidéo image par image pour quantifier idiosyncrasiques portée à comprendre les mouvements chez les humains. Une analyse comparative des atteignant en aperçue par rapport aux non-voyants adultes en bonne santé est utilisé pour démontrer la technique, mais la méthode peut également être appliquée à l’étude des populations cliniques et du développement.
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Article de méthode
Analyse vidéo image par image des mouvements de Reach à comprendre idiosyncrasiques chez l’homme
Dans cet article
Résumé
Résumé
Préhension, la Loi d’atteindre pour saisir un objet, est au cœur de l’expérience humaine. Nous l’utilisons pour nous nourrir, panser nous-mêmes et manipuler les objets et outils dans notre environnement. Ces comportements sont affaiblies par les nombreux troubles sensorimoteurs, pourtant notre compréhension actuelle de leur contrôle neural est loin d’être terminée. Les technologies actuelles pour des mouvements humains chargée de l’enquête de portée à comprendre utilisent souvent des systèmes qui peuvent être coûteux, nécessite la fixation de marqueurs ou de capteurs sur les mains, entraver le mouvement naturel et rétroaction sensorielle et fournir cinématique de suivi de mouvement sortie qui peut être difficile à interpréter. Alors que généralement efficaces pour étudier les mouvements de portée à comprendre stéréotypées des malvoyants adultes en bonne santé, bon nombre de ces technologies face à limitations supplémentaires lorsque vous tentez d’étudier les mouvements de portée à comprendre imprévisibles et singulière de des jeunes enfants, adultes aveugles et les patients atteints de troubles neurologiques. Ainsi, nous présentons un protocole nouveau, peu coûteux et très fiable mais souple pour quantifier la structure temporelle et cinématique des mouvements de portée à comprendre idiosyncrasiques chez les humains. Caméras vidéo à haute vitesse capture plusieurs vues du mouvement portée à comprendre. Analyse vidéo image par image est ensuite utilisé pour documenter le timing et l’ampleur des prédéfinis événements comportements comme le début du mouvement, collection, hauteur maximale, ouverture max., premier contact et saisir final. La structure temporelle du mouvement est reconstruite en documentant le numéro du cadre relative de chaque événement, tandis que la structure cinématique de la main est quantifiée à l’aide de la fonction de dirigeant ou de mesure dans le logiciel de retouche photo pour calibrer 2 dimensions linéaires distance entre les deux parties du corps, ou entre une partie du corps et la cible. Analyse vidéo image par image peut fournir une description quantitative et globale de singulière portée à comprendre les mouvements et permettra aux chercheurs d’étendre leur domaine de recherche à inclure un plus grand nombre de naturalistes préhensile comportements, guidés par une plus grande variété de modalités sensorielles, dans les populations cliniques et en santé.
Introduction
Préhension, la Loi d’atteindre pour saisir un objet, est utilisée pour de nombreuses fonctions quotidiennes, y compris l’acquisition de produits alimentaires pour manger, toilettage, manipulant des objets, maniant les outils et la communication par le geste et parole écrite. La théorie plus importante concernant le contrôle neurocomportementales de la préhension, la mémoire bicanale Visuomotor théorie1,2,3,4, propose que la préhension consiste en deux mouvements - une portée qui transporte la main à l’emplacement de la cible et une compréhension qui s’ouvre, les formes et ferme la main à la taille et la forme de la cible. Les deux mouvements sont véhiculées par des voies nerveuses dissociables mais qui interagissent de visual cortex moteur via le lobe pariétal1,2,3,4. Soutien comportemental pour la théorie de Visuomotor bicanale a été ambigu, en grande partie dû au fait que le mouvement de portée à comprendre apparaît comme un acte unique sans soudure et se déroule avec peu d’effort conscient. Néanmoins, la préhension est presque toujours étudiée dans le contexte de la préhension visuellement guidée au cours duquel un participant en bonne santé atteint pour saisir un objet cible visible. Dans ces circonstances, l’action apparaît comme un mouvement unique qui se déroule d’une manière prévisible et stéréotypée. Avant le début de la portée, les yeux se focaliser sur la cible. Que le bras s’étend les chiffres ouvrir, preshape à la taille de l’objet et par la suite commencent à fermer. Les yeux se désengager de la cible juste avant le contact de la cible et dernière portée de la cible suit presque immédiatement par la suite5. Lorsque la vision est supprimée, cependant, la structure du mouvement est fondamentalement différente. Le mouvement se dissocie de ses éléments constitutifs tels qu’un accès généreux est tout d’abord utilisé pour localiser la cible en appuyant sur elle et puis haptiques cues associés à la cible contact guide mise en forme et de fermeture de la main de saisir6.
Quantification du mouvement portée à comprendre est plus souvent réalisée à l’aide d’un système de suivi 3 Dimensions (3D) motion. Il peut s’agir des systèmes de suivi infrarouge, électromagnétiques des systèmes, de suivi ou vidéo à partir des systèmes de suivi. Ces systèmes sont efficaces pour l’acquisition des mesures cinématiques de la préhension chez les participants adultes sains, effectuant des mouvements stéréotypés de portée à comprendre vers objets cibles visibles, ils ont un certain nombre d’inconvénients. En plus d’être très coûteux, ces systèmes nécessitent la fixation des capteurs ou des marqueurs sur le bras, la main et les chiffres du participant. Ceux-ci sont généralement attachés à l’aide de ruban adhésif médical, ce qui peut entraver la rétroaction tactile de la main, modifier le comportement moteur naturel et distraire les participants7. Comme ces systèmes produisent généralement des sortie numérique associé à différentes variables cinématiques comme accélération, décélération et vitesse, ils ne sont pas aussi idéales pour étudier comment la main entre en contact avec la cible. Quand à l’aide de ces systèmes, des capteurs supplémentaires ou des équipements sont nécessaires pour déterminer quelle partie de la main fait entrer en contact avec la cible, où sur la cible de contact se produit, et comment la configuration de la main peut changer en commander pour manipuler la cible. En outre, les systèmes de suivi infrarouge, qui sont les plus couramment utilisés, nécessitent l’utilisation d’un appareil spécialisé pour suivre l’emplacement des bornes sur la main dans un espace 3D6. Cela nécessite une ligne de vue directe entre la caméra et les capteurs sur la main. À ce titre, les idiosyncrasies dans le mouvement risquent d’occulter cette ligne de mire et entraîner la perte de données critiques de cinématiques. Il y a, cependant, un grand nombre d’instances dans lesquelles idiosyncrasies dans le mouvement de portée à comprendre sont en fait la norme. Il s’agit au début du développement quand les enfants apprennent juste atteindre et saisir des objets ; Lorsque l’objet cible n’est pas visible et tactiles indices doivent servir à orienter la portée et l’emprise ; Lorsque l’objet cible est une forme étrange ou la texture ; et lorsque le participant présente avec l’un d’une variété de troubles sensorimoteurs comme un accident vasculaire cérébral, maladie de Huntington, maladie de Parkinson, paralysie cérébrale, etc. dans tous ces cas, le mouvement de portée à comprendre n’est ni prévisible ni stéréotypée, ni est il nécessairement guidé par vision. Par conséquent, la capacité de mouvement 3D, systèmes de suivi pour mesurer avec fiabilité la structure temporelle et cinématique de ces mouvements peut être très limitée en raison de perturbations dans la rétroaction sensorielle de la main, les changements dans le comportement moteur naturel, perte de données, et/ou de difficultés d’interprétation de la sortie de cinématique idiosyncrasique de ces dispositifs.
Le présent document décrit une technique originale pour quantifier idiosyncrasiques portée à comprendre les mouvements dans diverses populations humaines qui est abordable, n’entrave pas la rétroaction sensorielle de la main ou du comportement moteur naturel et est fiable mais peut être avec souplesse modifié pour convenir à une variété de paradigmes expérimentaux. La technique consiste à l’aide de multiples caméras de vidéo à haute vitesse pour enregistrer le mouvement portée à comprendre sous plusieurs angles. La vidéo est ensuite analysée en mode hors connexion par progresse grâce aux images un à la fois et à l’aide d’une inspection visuelle pour documenter les événements comportementaux clés qui, ensemble, fournissent une description quantifiée de l’organisation temporelle et la cinématique de la portée à comprendre mouvement. Le présent document décrit une analyse comparative des visuellement - versus nonvisually guidée de mouvements portée à comprendre dans les adultes en bonne santé humaine6,8,9,10 afin de démontrer l’efficacité de la technique ; Toutefois, des versions modifiées de la technique ont également été utilisées pour quantifier les actions de portée à comprendre des bébés humains11 et les primates non humains12. Les résultats complets de l’analyse vidéo image par image de ces études sont parmi les premiers à fournir la preuve comportementale à l’appui de la théorie de Visuomotor bicanale de la préhension.
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Protocole
Toutes les procédures avec des participants humains ont été approuvés par le Comité de recherche sujets humains Université de Lethbridge et l’éthique de la recherche Université Thompson Rivers pour Conseil de sujets humains.
1. les participants
- Obtenir le consentement éclairé des adultes qui ont une vision normale ou corrigée-à la normale et sont d’une bonne santé sans antécédents de troubles neurologiques ou sensorimotrices (à moins que l’objectif est d’étudier une population clinique particulière).
2. expérimental
- Sélectionnez les bleuets, boules de donut et tranches d’orange à servir pour atteindre les objectifs. Mesurez un sous-ensemble de dix de chacune des cibles dans leur axe le plus long pour déterminer la longueur moyenne de chaque cible.
NOTE : Utiliser les cibles qui sont uniformes en taille et la forme. La taille moyenne des cibles aux bleuets était 12.41 ± 0,33 mm, la taille moyenne des cibles ball donut 28.82 ± 1,67 mm et la taille moyenne des cibles tranche d’orange était 60.53 ± 0,83 mm. - Déterminer le nombre de procès et l’ordre pour l’expérience. Informe les participants qu’ils auront accompli un total de 60 pour atteindre essais séparés en 4 blocs (2 blocs dans la condition de la Vision) et 2 blocs dans la Vision de No avec chaque bloc composé de 15 pour atteindre les essais (5 répétitions pour chacun des objets 3 cible). Informer le participant que les objets cibles seront présentés dans un ordre quelconque, tel que déterminé par un générateur de nombres aléatoires pour chaque bloc. Veiller à ce que l’ordre de présentation du bloc est contrebalancée participants.
- Siège du participant sur une chaise sans bras fixe dans une pièce calme et bien éclairée libre des distractions. Dire le participant à s’asseoir à la droite dans la chaise avec les pieds posés à plat et carré sur le sol et les mains ouvertes de repos et paume vers le bas sur les sommets du haut des cuisses.
- Régler la hauteur d’un piédestal autonome, réglables en hauteur longueur de tronc du participant assis afin que la partie supérieure de la colonne se trouve à mi-chemin entre le haut de la hanche du participant et du sternum du participant. Placer la colonne directement en face de la ligne médiane du participant.
- Dire le participant à étendre leur main dominante directement vers le haut de la colonne. Ajustez l’emplacement du piédestal alors qu’il est positionné sur la ligne médiane du participant, mais à une distance équivalant à bras complètement tendu et la main du participant tels que du participant tendu le doigt du milieu entre en contact avec le bord distal de la colonne. Après avoir positionné le piédestal, demander au participant de retourner leur main tendue à leur tour.
- Caméra de vidéo haute vitesse position 1 sagittale au participant, sur le même côté que la main non dominante du participant à une distance de 1 m de la colonne pour enregistrer une vue axée sur la portée de la main dominante du participant. Ajustez la position et le zoom de la caméra jusqu'à ce que le dessus de la tête du participant, la position de départ de la main sur le haut de la cuisse, et la cible pour atteindre sur le piédestal sont tous clairement visible sous cet angle de caméra.
- Placez une seconde caméra vidéo 1 m devant le piédestal pour capturer une vue avant-sur le participant. Ajustez la position et le zoom de la caméra jusqu'à ce que le dessus de la tête du participant, la position de départ de la main sur la cuisse et la cible pour atteindre sur le piédestal sont tous clairement visible sous cet angle de caméra.
Remarque : Des caméras vidéo supplémentaires peut être positionnées au-dessus, au-dessous ou en face du participant et le piédestal comme vous le souhaitez. - La valeur de chaque caméra d’enregistrer des vidéos avec la meilleure résolution possible à raison de 60, 120 ou 300 images par seconde avec une vitesse d’obturation de 1/250ème (ou jusqu'à 1/1000ème si le mouvement se fera très rapidement) de seconde. Définissez les deux caméras pour enregistrer chaque fichier vidéo en tant que fichier un AVI, MP4 ou MOV. Utilisez une lampe forte contenant cool lampes à del (qui génèrent de la chaleur négligeable) pour éclairer la zone de participants et d’essai. Définissez chaque caméra de se concentrer sur le centre du piédestal.
NOTE : À ces cadences élevées et les vitesses d’obturation une lampe forte est nécessaire pour éclairer la zone participante et d’essai. Cela garantira que les images vidéo individuelles sont suffisamment éclairée et libre d’artefacts de mouvement. - Demandez aux participants de commencer chaque essai pour atteindre les mains ouvertes, détendu et repose paume vers le bas sur le dos de leurs haut des cuisses.
- Dire le participant qu’au début de chaque essai, l’expérimentateur place un objet de cible – une myrtille, une boule de beignet ou une tranche d’orange – sur le piédestal et que le participant est d’attendre que l’expérimentateur fournit un verbal 1, 2, 3 , Aller "commande à tendre la main avec leur main dominante, saisir l’objet cible et puis placer l’objet cible dans leur bouche comme si ils vont manger.
- Dire le participant qu’il doivent effectuer la tâche aussi naturellement que possible, mais qu’ils n’ont pas réellement de manger l’objet cible. Informer le participant qu’après avoir placé l’objet cible dans la bouche, qu'ils devraient alors utiliser leur main non-dominante pour récupérer la cible de leur bouche et placez-le dans un contenant de récupération situé sur le sol adjacent à la main non dominante du participant. Demander au participant de retour puis les deux mains à la position de départ sur leurs haut des cuisses en préparation pour le prochain procès.
- Sélectionnez un bandeau qui n’est pas encombrant mais occlure vision fovéale et de périphérique de la cible. Fournir ce bandeau à tous les participants au début de tous les blocs de première instance N° Vision et s’assurer qu’ils portent il avant que l’objet cible est placée sur le piédestal.
Remarque : Lorsque vous remplissez des blocs du procès sans Vision, les participants sont les yeux bandés avant la première Vision de No procès commence. Ainsi, ils sont les yeux bandés avant un objet cible est placé sur le piédestal qui garantit que le participant ne voit pas les objets cible possible qui sont placé sur le piédestal pour n’importe quel procès No Vision donné. - Appuyez sur le bouton « enregistrement » sur les deux caméras vidéo avant de lancer l’expérience et faire en sorte que la position et l’emplacement de chaque caméra ne change pas pendant la durée de la tâche expérimentale pour un participant donné.
3. collecte des données
- Commencer l’expérience en appuyant rapidement sur la surface centrale supérieure de la colonne avec l’index.
NOTE : L’instant du contact entre votre index et le socle servira de repère de temps qui sera visible dans tous les enregistrements vidéo. - Placer un objet de calibrage de taille connue, comme un cube en plastique de 1 cm3 , au centre de la partie supérieure de la colonne telle que chaque caméra a une vue fronto-parallèle sur un côté du cube. Laissez l’objet de calibrage sur le piédestal pour environ 5 s pour que chaque caméra vidéo capte une vue dégagée, puis supprimer l’objet de calibrage avant le premier procès pour atteindre.
- Informer le participant que l’expérience est sur le point de commencer, s’assurer que le participant porte le bandeau sur les yeux s’ils sont sur le point de terminer un bloc d’essai No Vision et demander au participant pour confirmer verbalement si ils sont prêts à commencer.
- Posez le premier objet de la cible sur le piédestal et un repère « 1, 2, 3, Go » pour signaler au participant d’effectuer l’essai pour atteindre.
- Répétez l’étape 3.4. jusqu'à ce que le participant a effectué un total de 60 pour atteindre les essais. Veiller à ce que le participant porte seulement le bandeau pour les blocs de première instance N° Vision.
- Après que 60 atteignant les essais sont terminés, arrêter l’enregistrement de la caméra vidéo. Répondre à n’importe quel final questions que le participant peut avoir et leur permettre de quitter.
4. préparer des vidéos pour l’analyse vidéo image par image
- Télécharger les fichiers vidéo de la caméra vidéo sur un ordinateur sécurisé disposant d’un logiciel de montage vidéo logiciel installé dessus.
- Ouvrir les fichiers vidéo dans le programme de logiciel de montage vidéo. Dans la Fenêtre de démarrage qui s’ouvre, cliquez sur le bouton Nouveau projet . Pour l’option de Format d’affichage vidéo , sélectionnez les images. Pour l' option Format de Capture sélectionnez DV. Cliquez sur OK | Oui.
- Cliquez sur onglet Navigateur multimédia et recherchez les fichiers vidéo pour votre participant. Cliquez et maintenez enfoncé un des fichiers vidéo pour faire glisser et déposez-le dans l' adjacent chronologie. Cela entraînera l’enregistrement vidéo s’affichent dans la fenêtre du programme . Utilisez les touches fléchées du clavier pour des progrès vers l’avant ou vers l’arrière par le biais de l’enregistrement vidéo.
- Utilisez les touches fléchées du clavier pour naviguer dans l’image vidéo qui dépeint le moment que l’expérimentateur robinets haut du piédestal avec son index. Mettre en pause la vidéo enregistrer sur ce cadre afin que la tête de lecture (sur la chronologie) est positionné sur le cadre exact où les doigts de l’expérimentateur fait tout d’abord contact avec le piédestal.
- Utilisez la fonction SUPPRESPACE dans la vidéo éditant le logiciel pour couper (remove) toutes les trames avant le frame en cours. Pour ce faire, cliquez sur le marque de | Fichier | Export | Media options. Dans la fenêtre de Réglages d’exportation qui s’ouvre, sélectionnez H.264 pour l’option format et Source de Match pour l’option prédéfinie.
- Cliquez sur le Nom de sortie et parcourir pour rechercher le dossier où vous souhaitez enregistrer l’enregistrement vidéo nouvellement Paré. Fournir un nouveau nom de fichier pour l’enregistrement vidéo nouvellement taillée que vous créez, puis cliquez sur le bouton Enregistrer . Ceci vous renverra à l' Exportation de paramètres. Cliquez sur l’option d’exportation .
- Répétez les étapes 4.1 à 4.6 pour tous les enregistrements vidéo de chacun des participants créer un fichier vidéo nouvellement taillé qui correspond à chacun des fichiers vidéo originales. Utilisez uniquement les fichiers vidéo nouvellement parés pour toutes les analyses vidéo image par image.
Remarque : Dans les fichiers vidéo nouvellement parés, cadre 1 de chaque fichier vidéo représentent le même événement comportementale (p. ex., instant du premier contact entre le doigt de l’expérimentateur et le socle) et sont essentiellement synchronisés. Cela permet rapidement et facilement basculer entre des vues vidéo différentes d’un même événement comportemental au sein d’une seule session de test pour un seul participant. - Fermer et ré-ouvrir le logiciel de montage vidéo. Répétez les étapes 4.2. et 4.3. Sélectionnez et faites glisser tous les enregistrements vidéo nouvellement parés pour un seul participant dans les délais les séparés dans la vidéo éditant le logiciel pour l’analyse vidéo image par image. Cela vous permettra de naviguer à travers les multiples vues vidéo pour chaque participant d’une manière synchronisés. Pour modifier l’enregistrement vidéo (p. ex.., frontal ou latéral) s’affiche dans la fenêtre du programme , il suffit de cliquer et faire glisser le panneau de montage vidéo qui contient la vue vidéo préférée vers le haut de la vidéo autres chronologies.
Remarque : L’étape 4,8. est réalisée en utilisant le logiciel de montage vidéo et sert à temporairement temps-synchroniser la totalité des vues vidéo d’un seul participant.
5. image-par-image analyse vidéo : organisation temporelle
- Pour chaque essai pour atteindre, veuillez décrire l’organisation temporelle du mouvement portée à comprendre en utilisant les touches fléchées sur le clavier afin de progresser dans l’enregistrements vidéo synchronisés image par image. Enregistrer, dans une feuille de calcul (Supplemental tableau 1), le premier numéro de cadre pour chaque événement comportemental clé décrite dans les étapes 5.1.1-5.1.6, qui sont également décrits dans le tableau 1 et illustré à la Figure 1.
Remarque : Alors que tous les 6 principaux événements comportements sont généralement présents dans chaque Vision du procès, certains ne pas toujours présent dans les essais sans Vision.- Identifier le début de mouvement, qui se définit comme la première levée visible de la paume de la main loin de la face dorsale de la cuisse.
- Identifier la collection qui correspond à la formation d’une posture de main fermée dans laquelle les chiffres au maximum flex et ferment. Collection se produit généralement, après le début du mouvement et avant l’ouverture du sommet.
- Identifier la hauteur maximale, qui est définie comme la hauteur maximale de la jointure la plus proximale de l’index, comme la main se tend vers l’objet cible.
- Identifier les ouverture de pointe, ce qui correspond à l’ouverture maximale de la main (telle que mesurée entre la pointe centrale de l’index et la pointe centrale du pouce) qui intervient après la collecte mais avant premier contact. Parfois les chiffres reprendra après le premier contact avec l’objet cible, dans ce cas, également enregistrer le numéro du cadre de cette deuxième ouverture de pointe.
- Identifier le premier contact, qui se définit comme le premier point de contact entre la main et l’objet cible.
- Identifier la portée finale, qui est définie comme le moment où toutes les manipulations de l’objet cible est terminée et le participant a une emprise ferme sur l’objet cible.
6. image-par-image analyse vidéo : échelle de Calibration cinématique
- Créer une échelle de calibration pour chaque participant qui peut être utilisé pour convertir les mesures de distance contenues dans l’enregistrement vidéo de pixels, centimètres.
- Glissez et déposez l’enregistrement vidéo d’intérêt dans la chronologie de la programme de logiciel de montage vidéo tout comme aux étapes 4.2. et 4.3. Déplacez le curseur de lecture sur l’image qui représente l’objet de l’étalonnage et cliquez sur le Cadre à l’exportation. Dans la fenêtre Exporter image que s’ouvre, entrez un nom pour l’image de trame fixe dans la zone nom de l’option, saisissez TIFF dans la case d’option Format et cliquez sur la case d’option chemin d’accès pour naviguer vers le dossier que vous souhaitez enregistrer l’image de cadre fixe en.
- Ouvrez toujours ce fichier d’image de trame dans un logiciel de retouche photo. Cliquez sur l’Image de | Analyse | Définissez l’échelle de mesure | Custom pour transformer le pointeur de la souris en un outil règle. Utilisez l’outil règle pour cliquer sur un côté du cube 1 cm3 d’étalonnage, faites glisser l’outil règle vers le côté opposé du cube d’étalonnage, en gardant la ligne aussi horizontale que possible et relâcher le clic de l’autre côté du cube.
Remarque : Une fois l’étape 6.1.2. compléter le logiciel de retouche photo programme automatiquement calculer la longueur de la ligne qui a été dessinée en pixels et affiche cette valeur dans l’option Longueur de Pixel dans la fenêtre ouverte d’Échelle de mesure . - Dans la fenêtre de l’Échelle de mesure , entrez 10 dans la zone option Longueur logique millimètres dans la case d’option Unités logiques . Cliquez sur l' enregistrement prédéfinie. Dans la fenêtre de Mesure échelle prédéfinie , entrer dans le mode vidéo et/numéro de code du participant pertinent (p. ex., SideView-Participant1) dans la case d’option Preset Name et puis cliquez sur OK.
- Cliquez sur OK dans la fenêtre de l’Échelle de mesure .
Remarque : Répétez les étapes 6.1.1 à 6.1.4. pour chaque mode d’affichage vidéo pour chaque participant.
7. image-par-image analyse vidéo : Structure cinématique
- Pour chaque essai atteignant, décrire la structure cinématique du mouvement portée à comprendre à l’aide de l’outil règle dans le logiciel de retouche de photo pour enregistrer les mesures de distance pertinents décrits aux étapes 7.4-7,9 et tableau 1.
- Utilisez le logiciel de montage vidéo pour exporter une image fixe de la trame (étape 6.1.1.) illustrant chacune des manifestations comportementales suivantes : collection, hauteur maximale, ouverture max., premier contact et prise finale (pour chaque essai).
- Ouvrez l’image cadre fixe qui dépeint l’événement comportemental clé d’intérêt dans le logiciel de retouche photo. Cliquez sur l’Image de | Analyse | Échelle de mesure de la valeur et sélectionnez l’échelle de calibration prédéfini qui correspond à l’affichage vidéo et le participant représenté dans l’image que vous souhaitez prendre une mesure de distance de (par exemple, SideView-Participant1).
Remarque : En sélectionnant l’échelle de calibration prédéfini approprié assurera que toutes les distances suivantes, mesurées à l’aide de l’outil règle seront convertis avec précision des pixels en millimètres. L’échelle de calibration prédéfini restera automatiquement sélectionné pour tous les fichiers d’image suivants qui sont ouvertes. Ainsi, il n’y a pas besoin de répéter l’étape 7.3. jusqu'à ce que vous passez à analyser encore encadrer des images depuis une vue différente vidéo ou un autre participant. - Ouvrez l’image cadre fixe qui dépeint l’événement comportemental clé de collection dans le logiciel de retouche photo. Sélectionnez l’outil règle et utilisez-le pour dessiner une ligne droite entre la pointe centrale du pouce et le Conseil central de l’index.
- Cliquez sur l’Image de | Analyse | Consigner les mesures, qui entraîne le Journal des mesures ouvrir. La longueur de cette ligne, noter que la distance de la collection dans la feuille de calcul (Supplemental tableau 1).
- Ouvrez l’image cadre fixe qui représente la hauteur maximale dans le logiciel de retouche photo. Utilisez l’outil règle pour mesurer la distance verticale entre le haut de la colonne et la partie supérieure du pivot index du participant. La longueur de cette ligne, noter que la distance de la hauteur maximale de la feuille de calcul.
- Ouvrez l’image cadre fixe que représente l’ouverture du sommet dans le logiciel de retouche photo. Utilisez l’outil règle pour mesurer la distance entre l’extrémité centrale du pouce et le Conseil central de l’index. La longueur de cette ligne, noter que la distance d’ouverture maximale de la feuille de calcul.
- Ouvrez l’image cadre fixe qui représente le premier contact dans le logiciel de retouche photo. Utilisez l’outil règle pour mesurer la distance entre l’extrémité centrale du pouce et le Conseil central de l’index. Noter la longueur de cette ligne que le premier contact a distance ouverture dans la feuille de calcul.
- Ouvrez l’image cadre fixe qui représente la portée finale dans le logiciel de retouche photo. Utilisez l’outil règle pour mesurer la distance entre l’extrémité centrale du pouce et le Conseil central de l’index. La longueur de cette ligne, noter que la distance d’ouverture final portée dans la feuille de calcul.
8. image-par-image analyse vidéo : mesures topographiques
- Tout en effectuant l’analyse vidéo image par image ci-dessus, également des caractéristiques topographiques supplémentaires de document du mouvement portée à comprendre comme la partie de main pour établir le premier contact, points de contact, points de maîtrise, ajustements, type grip et stratégie de portée ( Tableau 2).
- Document, dans la feuille de calcul, quelle partie de la main sert à fabriquer le premier contact avec la cible pour chaque essai, pour chaque participant. Utiliser la notation suivante : 1 = pouce, 2 = doigt, 3 = majeur, 4 = annulaire, 5 = pinky, 6 = paume, 7 = dos de la main.
- Déterminer les premiers points de contact en exporter une image fixe de la trame de la cible, de l’ouvrir dans le logiciel de retouche photo et utilisant l’outil Pinceau du programme pour marquer l’emplacement de la cible au cours de laquelle les premier contact entre la main et la cible a été effectué pour chacun procès. Ajuster la taille, opacité et la couleur de l’outil pinceau en fonction de vos besoins. Répétez cette étape jusqu'à ce que vous avez créé une carte topographique unique qui indique l’emplacement des premiers points de contact sur la cible pour chaque participant.
Remarque : Pour obtenir un exemple de points de contact premiers agrégées sur l’ensemble des participants à une seule étude, voir représentant résultats ci-dessous. - Déterminer les points de prise par exporter une image fixe de la trame de la cible, de l’ouvrir dans le logiciel de retouche photo et utilisant l’outil Pinceau du programme pour marquer l’emplacement de la cible au cours de laquelle la main entre en contact avec la cible au moment de la portée finale pour chaque essai. Ajuster la taille, opacité et la couleur de l’outil pinceau en fonction de vos besoins. Répétez cette étape jusqu'à ce que vous avez créé une carte topographique unique qui indique l’emplacement des points de maîtrise sur la cible pour chaque participant.
Remarque : Pour obtenir un exemple de points grasp agrégées sur l’ensemble des participants à une seule étude, voir représentant résultats ci-dessous.- Déterminer visuellement les emplacements contact de moyenne portée pour le pouce et le chiffre adverse sur la cible pour les participants voyants. Désigner ces deux endroits de contact comme les « base grasp points de contact »
- Utilisez l’outil Pinceau pour marquer les « base grasp points de contact » sur la carte topographique qui illustre les premiers points de contact pour chaque participant. Puis utilisez l’outil règle (voir étapes 6.1. à 6.1.4. et 7.5.) pour mesurer la distance linéaire 2D entre chaque premier point de contact et le point de contact de base respectifs. Répétez cette étape pour chaque premier point de contact pour chaque participant dans la vision et pas les conditions de vision. Calculer la moyenne « distance au point de contact de référence » pour chaque participant, qui indiquera jusqu’où, en moyenne, emplacement d’un participant du premier contact diffère du point de contact de portée de base.
- Utilisez l’outil Pinceau pour marquer les « base points de contact » sur la carte topographique illustrant les points de prise de contact pour chaque participant. Puis utilisez l’outil règle (voir étapes 6.1. et 6.1.4. et 7.5.) pour mesurer la distance linéaire 2D entre chaque point de maîtrise et le point de contact de base respectifs. Répétez cette étape pour chaque point de maîtrise pour chaque participant dans la vision et sans conditions de vision. Calculer la moyenne « distance au point de contact de référence » pour chaque participant, qui vous indiquera comment loin, en moyenne points de contact de saisir un participant diffèrent du point de contact de portée de base.
- Déterminer le nombre d’ajustements effectués sur chaque essai, en inspectant l’enregistrement vidéo, notant toutes les instances où le participant libéré et rétabli le contact avec la cible entre le cadre du premier contact et le cadre de la portée finale. Enregistrer le nombre total des rajustements par procès pour chaque participant dans la feuille de calcul.
- Déterminer la poignée type utilisé pour ramasser la cible pour chaque essai et inscrivez-la dans la feuille de calcul : poignée de la pince (i) : caractérisée en attrapant la cible entre les touches du pouce et un autre chiffre de la même main, poignée de précision (ii) : caractérisée en la saisissant par la la cible entre les touches du pouce et au moins deux autre chiffres de la même main, ou la poignée d’alimentation (iii) : caractérisées en attrapant la cible entre la paume et les chiffres de la même main.
- Déterminer la stratégie de portée (dégrossir, touch-alors-grasp, variante 1, variante 2 ou stratégie de variation 3 ; voir représentant résultats ci-dessous) utilisé pour chaque essai et inscrivez-la dans la feuille de calcul.
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Résultats
Cette section fournit des exemples des résultats pouvant être obtenus lorsque vous utilisez analyse vidéo image par image pour enquêter sur idiosyncrasiques mouvements portée à comprendre sous direction sensorielle non visuelle. La principale conclusion est que, lorsque les participants peuvent utiliser vision d’identifier préventivement les deux l’extrinsèque (emplacement/orientation) et propriétés intrinsèques (taille/forme) d’une cible d’objet qu'ils intègrent la portée et du saisir en...
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Discussion
Le présent document explique comment utiliser l’analyse vidéo image par image pour quantifier l’organisation temporelle, structure cinématique et un sous-ensemble des caractéristiques topographiques de mouvements humains de portée à comprendre. La technique permet d’étudier les mouvements de portée à comprendre visuellement guidée typiques, mais aussi singulière portée à comprendre les mouvements. Ces mouvements sont difficiles à étudier à l’aide de systèmes de suivi de mouvement 3D traditionnel, mais sont fréquentes che...
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n’ont aucun intérêt financier concurrentes de divulguer.
Remerciements
Les auteurs aimeraient remercier Alexis M. Wilson et Marisa E. Bertoli pour leur aide avec le tournage et la préparation de la vidéo de ce manuscrit. Cette recherche a été financée par les Sciences naturelles et génie conseil de recherches (JMK, JRK, IQW), Alberta Innovates-Health Solutions (JMK) et l’instituts de recherche en santé du Canada (IQW).
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Appareils photo vidéo haute vitesse | Casio | http://www.casio-intl.com/asia-mea/en/dc/ex_f1/ ou http://www.casio-intl.com/asia-mea/en/dc/ex_100/ | Appareil photo haute vitesse Casio EX-F1 ou appareil photo haute vitesse Casio EX-100 utilisé pour collecter des enregistrements vidéo à grande vitesse |
| Adobe Photoshop | Logiciel Adobe | http://www.adobe.com/ca/products/photoshop.html | utilisé pour calibrer et mesurer les distances sur des images |
| vidéo individuellesAdobe Premiere Pro | Adobe | http://www.adobe.com/ca/products/premiere.html?sdid=KKQOM&mv=search&s_kwcid=AL!3085!3!193588412847!e!!g!!adobe%20premiere%20pro&ef_id=WDd17AAABAeTD6-D:20170606160204:s | Logiciel utilisé pour effectuer une analyse vidéo image par image |
| Piédestal réglable en hauteur | Sanus | http://www.sanus.com/en_US/products/speaker-stands/htb3/ | Un support d’enceinte réglable en hauteur avec une plaque supérieure triangulaire de 9 cm x 9 cm x 9 cm sur mesure fixée au sommet à l’aide d’une vis est utilisé comme socle d’extension |
| cm Calibration Cube Learning | Resources (Walmart) | https://www.walmart.com/ip/Learning-Resources-Centimeter-Cubes-Set-500/24886372 | Un cube en plastique de 1 cm est utilisé pour transformer les mesures de distance de pixels en centimètres |
| Studio | Light Dot Line | https://www.bhphotovideo.com/c/product/1035910-REG/dot_line_rs_5620_1600w_led_light.html | Lampe puissante avec une lumière LED froide utilisée pour éclairer le participant et la zone de test |
| Masque de sommeil 3D (3D) | Kfine | https://www.amazon.com/Kfine-Sleeping-Contoured-lightweight-Comfortable/dp/B06W5CDY78?th=1 | Utilisé comme bandeau pour masquer la vision dans la condition d’absence de vision |
| Tranches d’orange | N/A | /A | Les tranches d’orange ont servi de cibles de grande taille |
| Les boules de beignes | Tim Hortons | http://www.timhortons.com/ca/en/menu/timbits.php | timbits simples à l’ancienne de Tim Hortons ont servi de cibles de taille moyenne |
| bleuets | S.O. | S.O | Les bleuets ont servi de cibles de petite taille |
Références
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- Whishaw, I. Q., Karl, J. M. The contribution of the reach and the grasp to shaping brain and behaviour. Can J Exp Psychol. 68 (4), 223-235 (2014).
- Jeannerod, M. Intersegmental coordination during reaching at natural visual objects. Attention and Performance IX. Long, J., Badeley, A. , Hillsdale: Lawrence Erlbaum Associates. 153-169 (1981).
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