Summary
En protokoll foreslås å fange naturlig håndfunksjon av personer med håndhemming under sine daglige rutiner ved hjelp av et egosentrisk kamera. Målet med protokollen er å sikre at opptakene er representative for en persons typiske håndbruk under dagliglivets aktiviteter hjemme.
Abstract
Nedsatt håndfunksjon etter nevrologiske skader kan ha stor innvirkning på uavhengighet og livskvalitet. De fleste eksisterende øvre lemvurderinger utføres personlig, noe som ikke alltid indikerer håndbruk i samfunnet. Nye tilnærminger for å fange håndfunksjon i dagliglivet er nødvendig for å måle den sanne effekten av rehabiliteringsintervensjoner. Egosentrisk video kombinert med datasyn for automatisert analyse er foreslått for å evaluere håndbruk hjemme. Det er imidlertid begrensninger i varigheten av kontinuerlige opptak. Vi presenterer en protokoll designet for å sikre at videoene som er oppnådd, er representative for daglige rutiner samtidig som vi respekterer deltakernes personvern.
En representativ registreringsplan velges gjennom en samarbeidsprosess mellom forskerne og deltakerne, for å sikre at videoene fanger opp naturlige oppgaver og ytelse, samtidig som de er nyttige for håndvurdering. Bruk av utstyr og prosedyrer er demonstrert for deltakerne. Totalt 3 timer videoopptak er planlagt over to uker. For å redusere personvernhensyn har deltakerne full kontroll til å starte og stoppe opptak, og muligheten til å redigere videoene før de returneres til forskerteamet. Påminnelser gis, samt hjelpesamtaler og hjemmebesøk om nødvendig.
Protokollen ble testet med 9 slag overlevende og 14 personer med cervical ryggmargsskade. Videoene som ble oppnådd inneholdt en rekke aktiviteter, for eksempel måltidsforberedelse, oppvask og strikking. I gjennomsnitt ble det oppnådd 3,11 ± 0,98 t video. Opptaksperiodene varierte fra 12-69 d, på grunn av sykdom eller uventede hendelser i noen tilfeller. Data ble innhentet fra 22 av 23 deltakere, og 6 deltakere trengte hjelp fra etterforskerne i løpet av hjemmeopptaksperioden. Protokollen var effektiv for å samle inn videoer som inneholdt verdifull informasjon om håndfunksjon hjemme etter nevrologiske skader.
Introduction
Håndfunksjon er en determinant for uavhengighet og livskvalitet på tvers av kliniske populasjoner med nedsatt øvre lemmer1,2. Å fange håndfunksjonen til personer med håndhemming hjemme er viktig for å evaluere fremdriften av deres evne til å utføre aktiviteter i dagliglivet (ACL) under og etter rehabilitering. De fleste kliniske håndfunksjonsvurderinger utføres i et klinisk eller laboratoriemiljø, i stedet for hjemme3,4. Eksisterende kliniske håndfunksjonsvurderinger som søker å fange opp virkningen på ADLer hjemme, er spørreskjemaer og er avhengige av subjektive selvrapporterte vurderinger5,6,7. En objektiv evaluering for å vurdere den endelige effekten av rehabilitering på håndfunksjon hjemme er fortsatt utilgjengelig.
De siste årene har mange bærbare teknologier blitt utviklet og implementert for å fange øvre lemfunksjon i virkelige miljøer. Bærbare sensorer som akselerometere og inertoelle måleenheter (IMUer) har ofte blitt brukt til å måle øvre lemmerbevegelser i dagliglivet. Disse enhetene skiller imidlertid vanligvis ikke ut om de oppdagede epokene tilhører funksjonelle øvre lembevegelser8,9, definert som målrettede bevegelser som er ment å fullføre en ønsket oppgave. For eksempel er noen bærbare sensorer følsomme for tilstedeværelsen av øvre lemsvingninger under turgåing, noe som ikke er en funksjonell bevegelse av øvre lem. Videre, selv om håndleddsslitte akselerometere fanger øvre lembevegelser, kan de ikke fange detaljene om håndfunksjon i virkelige miljøer. Sensoriserte hansker tillater å fange mer detaljert informasjon om håndmanipulasjoner10, men de kan være tungvint for personer hvis håndfunksjon og følelse allerede er svekket. Bærbare tilnærminger har også blitt foreslått for å fange fingerbevegelser gjennom magnetometri eller fingerslitte akselerometere11,12,13, men den funksjonelle tolkningen av disse bevegelsene forblir utfordrende14. Selv om tidligere foreslåtte bærbare enheter er små og praktiske å bruke, er de derfor utilstrekkelige til å beskrive detaljene og funksjonell kontekst for håndbruk.
Bærbare kameraer har blitt foreslått å fylle disse hullene og fange detaljer om håndfunksjon under ADLer hjemme for nevrorehabilitering applikasjoner15,16,17,18,19. Automatisert analyse av egosentriske videoer ved hjelp av datasyn har betydelig potensial til å kvantifisere håndfunksjon i kontekst, ved å gi informasjon både om hendene selv og om oppgavene som utføres i ekte ADLer20. På den annen side er varigheten av kontinuerlige opptak vanligvis begrenset til omtrent 1 til 1,5 timer ved batteri-, lagrings- og komforthensyn. Her, innenfor disse begrensningene, presenterer vi en egosentrisk videoinnsamlingsprotokoll som er ment å skaffe data som både er representativ for en persons daglige liv, samt informativ for håndfunksjonsevaluering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Studien ble godkjent av Forskningsetisk styre i Universitetshelsenettverket. Signert informert samtykke ble innhentet fra hver deltaker før påmelding i studien. Signert informert samtykke ble også innhentet fra alle omsorgspersoner eller husstandsmedlemmer som vises i videoopptak.
1. Verifisering av protokollens anvendelighet til den enkelte
MERK: Denne protokollen er ment å brukes på personer med nedsatt, men ikke helt fraværende håndfunksjon (spesifikke kriterier kan tilpasses befolkningen og/eller interessespørsmålet).
- Spør deltakerne om deres berørte hender påvirker deres evne til å utføre ACL-er.
MERK: Det anbefales å be deltakerne om å gi noen eksempler på oppgaver som de kan og ikke kan utføre uavhengig med sine berørte hender. - Kontroller at den totale poengsummen på Montreal Cognitive Assessment (MoCA) er over 21, for å unngå potensielle vanskeligheter med å forstå og følge protokollprosedyrer.
2. Bestemmelse av den daglige rutinen til deltakerne
- Be deltakerne huske sine daglige rutiner de siste to ukene. Dokumenter hvilke daglige oppgaver som utføres, hvor lenge og omtrent når.
- I samarbeid med deltakerne velger du 3 tidsluker på 1,5 timer hver for å spille inn videoer. Velg tidsluker som er spredt over forskjellige ukedager, og som finner sted når ADLer som involverer hendene, vanligvis utføres i rekkefølge.
MERK: De valgte ADLene må være representative for hver deltakers typiske aktiviteter, og oppfattes av dem som meningsfylte. Planlegging av registreringsperioder på forskjellige dager er ment å øke mangfoldet av innspilte ADLer og fremme innsamling av nyttige og meningsfulle data.
MERK: Opptak av tidsluker er planlagt for opptakseffektivitet, men deltakerne bør forstå at de har full kontroll over når de skal starte og stoppe opptak.
3. Avtale om opptak av tidsplaner og målvideoinnhold med deltakere
- Få enighet om hver deltaker på opptaksplanene, etter å ha diskutert eventuelle bekymringer de måtte ha.
- Sett deg et mål på 3 timer med videoer over to uker. Informer deltakerne om at utilstrekkelige videoer kan føre til at opptaksperiodene forlenges.
4. Vektlegging av viktigheten av å utføre ADLer naturlig
- Be deltakerne fokusere på å fange realistiske rutiner i stedet for å angi bestemte aktiviteter som skal registreres. Hensikten med instruksjonen er å fraråde deltakerne å kunstig registrere spesifikke aktiviteter i større mengder enn det som er typisk for dem.
5. Varsel om potensielle personvernproblemer under opptak hjemme
- Sørg for at deltakerne forstår at alle opptak skal foregå inne i hjemmene sine, ikke på offentlige steder for å unngå personvernproblemer.
- Gi noen eksempler som kan reise personvernhensyn, for eksempel bading, dressing/avkledning og kontroll av konfidensiell informasjon. Minn deltakerne på å være oppmerksomme på speil, som kan vise ansiktene deres i opptakene.
- Foreslå at deltakerne unngår tilstedeværelsen av andre mennesker som familiemedlemmer eller omsorgspersoner så mye som mulig i videoene.
MERK: I forbindelse med forskningsstudier, i tilfeller der tilstedeværelsen av andre mennesker er uunngåelig, bør informert samtykke innhentes fra disse personene.
6. Kamera- og nettbrettinstruksjon
MERK: Hvis deltakerne under den første kontakten angir at de trenger omsorgshjelp til mange av sine daglige behov, oppfordres omsorgspersonen til også å delta på studiebesøket og få opplæring i bruk av utstyret, slik at de senere kan hjelpe deltakeren.
- Demonstrere hvordan du bruker et egosentrisk kamera (Materialfortegnelse) til deltakerne.
- Vis hvordan du slår kameraet av og på.
- Demonstrere hvordan du kontrollerer opptak (start, pause, stopp) ved hjelp av kameraet.
- Demonstrere hvordan du bruker et nettbrett (Tabell med materialer) med den forhåndsinstallerte kameraappen til å kontrollere opptakene, hvis det er aktuelt.
MERK: Demonstrasjonen inkluderer å kontrollere opptakene fra kameraappen, samt spille av og redigere (f.eks. trimme eller slette) de innspilte videoene. En kamerafjernkontroll ble opprinnelig vurdert (Tilleggsfiler), men ble i praksis ikke brukt fordi deltakerne var komfortable med å bruke kameraet eller nettbrettet til å starte og stoppe opptak.- Vis hvordan du slår nettbrettet av og på.
- Demonstrere hvordan du kobler nettbrettet til kameraet via kameraappen.
- Demonstrere hvordan du kontrollerer opptakene fra kameraappen.
- Vis hvordan du går gjennom innspilte videoer fra kameraappen.
- Vis hvordan du trimmer eller sletter videoene fra kameraappen.
- Demonstrere hvordan du donerer og doff kameraet ved hjelp av et elastisk hodebånd som kan justeres til deltakerens hode.
MERK: Se figur 1.
Figur 1. Bærbart kameraoppsett. (A) Plassering av det egosentriske kameraet. (B) Visningsvinkel fra kameraet. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.- Plasser kameraet på deltakerens panne. Juster hodebåndet slik at det går komfortabelt og jevnt på kameraet.
- Sørg for en optimal vinkel på kameraet med hensyn til pannen.
- Be deltakerne ta opp et kort segment med video mens de beveger hendene foran dem og manipulerer et objekt (f.eks. nettbrettet).
- Se gjennom den innspilte videoen og sørg for at de to hendene var tydelig synlige i den sentrale delen av scenen mens du utfører manipulasjonsoppgaver.
- Øv på bruk av kameraet og nettbrettet med deltakere og deres omsorgspersoner, til de viser ferdigheter.
7. Gi utstyret
- Gi settet med alt utstyret til deltakerne for å registrere ADLene sine hjemme. I tillegg til kameraet og nettbrettet inneholder settet ekstra kamerabatterier, batteriladere for både kamera og nettbrett, ladekabler, hodebånd for kameraet og et trykt sett med retningslinjer for bruk av kameraet (se tilleggsmaterialet).
8. Eksperimentell feilsøking og oppfølging
- Gi kontaktinformasjon til forskerne for å bidra til å løse hindringer under selve opptakene hjemme. Etter en uke ringer forskerne deltakerne for å dokumentere opptaksfremdriften og løse eventuelle tekniske problemer.
9. Henting av utstyr og videoer
- Retreive alt utstyr og videoer fra deltakere personlig eller gjennom forhåndsbetalte postpakker.
- Sørg for at deltakerne godtar å dele alle videoene som returneres. Deltakerne oppfordres til å gå gjennom alle de innsamlede videoene før de returneres til forskerteamet, og slette eventuelle deler de ikke ønsker å dele.
- For forskningsstudier, gå gjennom de returnerte videoene og sjekk om noen vises i videoen uten å ha gitt sitt samtykke. I så fall kan du sende samtykkeskjemaer eller ringe personene som vises i videoene for å få deres samtykke til bruk av videoene. Hvis individene ikke kan nås, slettes delene av videoene de vises i av forskerne.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Deltakerdemografi og inklusjonskriterier
Et utvalg på 23 deltakere ble rekruttert til disse studiene: 9 slagoverlevere (6 menn, 3 kvinner) og 14 personer med cSCI (12 menn, 2 kvinner). Oppsummering av demografisk og klinisk informasjon for det rekrutterte utvalget rapporteres i tabell 1.
| Alder (år) | Varighet etter skade (måneder) | Etiologi | Skadenivå | Vurdering av øvre lemfunksjon (gjennomsnittlig ± SD) | |||
| Skadenivå | AIS | UEMS: Høyre hånd | UEMS: Venstre hånd | ||||
| cSCI (N=14) | 55.9 ± 7.1 | 56.4 ± 58.9 | 12 Traumatisk | C4 – C8 | A – D | 18.1 ± 6.2 | 18.6 ± 6.4 |
| 2 Ikke-traumatisk | |||||||
| Strøk (N=9) | 56.8 ± 19.3 | 94.4 ± 134.4 | 5 Iskemisk | FMA-UE: Berørt hånd | ARAT: Berørt hånd | ||
| 4 Hemorragisk | 45.6 ± 17.3 | 37.1 ± 19.1 | |||||
| AIS: NEDskrivningsskala for ASIA; UEMS: Øvre Ekstremitet Motor Score | |||||||
| FMA-UE: Fugl-Meyer Vurdering for øvre ekstremitet; ARAT: Test av actionforskningsarm | |||||||
Tabell 1. Demografisk og klinisk informasjon om de rekrutterte deltakerne.
De gjensidige inklusjonskriteriene for begge gruppene i disse studiene var: 1) over 18 år, 2) svekket, men ikke fraværende håndfunksjon, 3) fravær av annen nevromuskuloskeletal sykdom som påvirker øvre lemmerbevegelser, 4) ingen deformitet av øvre lemmer ledd, og 5) fravær av smerte ved flytting av øvre lemmer. Ytterligere inklusjonskriterier for hver av de to gruppene var som følger.
For personer med cSCI: 1) nevrologisk skadenivå mellom C4 og C8 i henhold til internasjonale standarder for nevrologisk klassifisering av ryggmargsskade (ISCSCI), 2) American Spinal Injury Association Impairment Scale (AIS) grad A-D. 3) Traumatiske eller ikke-traumatiske skader, 4) En ensidig ISCSCI Upper Extremity Motor Score (UEMS) mellom 10 og 23 for minst ett lem.
For personer med hjerneslag: 1) minst 6 måneder etter hjerneslag, 2) total poengsum på Action Research Arm Test (ARAT) større enn 10, 3) Montreal Cognitive Assessment (MoCA) score over 21 for å unngå potensielle vanskeligheter med å forstå og følge studieprosedyrer.
Innhold og lengde på innspilt video
Videoene som ble brukt til analysen som ble presentert her var fra 22 av de 23 deltakerne. Den gjenværende deltakeren (mann med cSCI) returnerte kameraet uten brukbare data etter å ha vært ute av kontakt med forskerteamet i nesten 6 måneder, og er ikke inkludert i resten av analysen. Som sådan var den foreslåtte protokollen vellykket for 95,7% av deltakerne. I gjennomsnitt registrerte deltakerne mer enn 5 aktiviteter. Aktiviteter som inngår i videoopptakene var måltidsforberedelse, spising, oppvask, fysisk aktivitet og strikking (figur 2). I gjennomsnitt ble det innhentet 3,11 ± 0,98 t video per deltaker, etter å ha forkastet segmenter der andre personer var til stede som ikke ga samtykke eller hvor dataene ikke var brukbare i det hele tatt (f.eks. kamera ble igjen opptak på et bord). I tillegg var den daglige gjennomsnittlige videoopptakslengden per deltaker 60 ± 33 min. Tre deltakere utsatte opptakene på grunn av sykdom. De fleste deltakerne spilte inn video etter avtalte tidsplaner, men de rapporterte at de følte seg slitne og ubehagelige iført kameraet i over 1 time på grunn av vekt og varme mot pannen. Ytterligere opptak var planlagt å oppfylle 3 h videovarighetsmål når det var nødvendig. Den gjennomsnittlige opptaksperioden som kreves for å skaffe seg 3 timer video var 22,3 ± 12,9 d. Opptaksperiodene varierte fra 12 til 69 d, og regnet fra den dagen deltakeren fikk kameraet til den dagen de returnerte det. I 4 tilfeller var lengden på videoene som ble oppnådd lavere enn 3 h-målet på grunn av helseforhold eller planleggingsbegrensninger. To deltakere brukte mer enn 2 måneder på å spille inn 2 timer med videoer på grunn av familieansvar. En annen deltaker spilte inn nesten 2 timer med videoer over to uker og bestemte seg deretter for å returnere kameraet på grunn av reiseplaner. En annen deltaker slettet ved et uhell all innspilt video, og etter å ha blitt planlagt for flere opptak var i stand til å gi bare 1 time video på grunn av familieansvar.
I tillegg til variasjoner i varighet, påvirket håndsynlighet kvaliteten på videoene. Noen registrerte aktiviteter viste ikke hendene tydelig, for eksempel fysisk trening og rekkevidde for objekter i overhodeskap. Hender ble ikke vist i 3 ADE-er fra to deltakere med slag. Når det gjelder fysisk trening, brukte en deltaker et elastisk bånd for overkroppsøvelser og spilte tennis i bakgården. Hendene i videoen var ikke alltid synlige siden armbevegelsene var store og raske. Bortsett fra aktivitetene som krever øvre lembevegelser med et bredt spekter, ble de fleste registrerte ADLer utført i et arbeidsområde mellom midjen og skulderen, med hendene synlige i opptakene.
Figur 2. Eksempler på to ofte innspilte ADLer fra videoene som er oppnådd. (A) Måltidsforberedelse. (B) Oppvask av tallerkener. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Assistanse kreves
Seks av 22 (27 %) deltakere trengte hjelp fra forskerteamet i opptaksperiodene hjemme. I gjennomsnitt tok hver hjelpesamtale 5-10 min. Ingen hjemmebesøk var nødvendig. Vanskelighetene med batteribytte, Bluetooth-tilkobling, Wi-Fi-tilkobling, gjennomgang og trimming av videoer på nettbrettet og kontroll av opptakene fra nettbrettet. For å løse disse problemene ble følgende strategier vedtatt:
Siden bytte av batterier kan være vanskelig for personer med nedsatt håndfunksjon, foreslo forskeren å bruke ladekabelen til å lade kameraet. For tekniske problemer knyttet til kamera-nettbrettforbindelser (f.eks. Wi-Fi- og Bluetooth-problemer) samt for gjennomgang av videoer på nettbrettet, veiledet forskerne verbalt deltakerne gjennom prosedyrene trinn for trinn. For problemene knyttet til trimming av videoer ble det gitt hjelp da deltakerne returnerte videoer til forskerne personlig for å unngå utilsiktet sletting av andre innspilte videoer. I tilfelle deltakerne ikke kunne bruke nettbrettet til å starte og stoppe opptakene, ble de bedt om å bruke kameraet alene, ved å klikke på opptaksknappen for å kontrollere starten og stoppet på videoopptakene.
Personvernhensyn
I samsvar med tidligere funn21rapporterte de fleste deltakere og deres familiemedlemmer ikke personvernhensyn om registrering av ADLer hjemme. Ett familiemedlem av en deltaker var ikke villig til å bli inkludert i videoen, og deltakeren var i stand til å unngå situasjonen. Totalt ble en deltaker assistert med å trimme de returnerte videoene. Kvalitative analyser av deltakernes syn på innsamling av egosentriske videoer hjemme vil bli rapportert andre steder, men personvernhensyn resulterte ikke i noen hindringer for datainnsamlingen i disse studiene. I denne protokollen ble ADLene registrert i hjemmemiljøer for å unngå personvernhensyn i offentlige rom. Bortsett fra deltakerne ble 15 tilskuere (inkludert omsorgspersoner og familiemedlemmer) av deltakerne inkludert i de returnerte videoene og samtykket til at de ble inkludert i studien. Blant de 15 tilskuerne som er inkludert i videoene, var 6 av dem ikke identifiserbare siden ansiktene deres ikke ble vist. I tillegg ble omtrent 20 minutter med videoer fra 2 familiemedlemmer av deltakere med hjerneslag forkastet fordi deler av videoene viste ansiktene sine uten deres samtykke.
Tilleggsmateriale. Klikk her for å laste ned denne filen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Vi presenterte en protokoll for opptak av videoer av ADEL-er hjemme ved hjelp av bærbare kameraer hos personer med nedsatt øvre lemmer, for eksempel cSCI og slag. Protokollen er fleksibel og kan målrettes for å fange opp håndfunksjonsytelse i spesifikke ADLer eller for å spore fremdriften av rehabilitering eksternt hos personer som bor hjemme. Det egosentriske visjonsparadigmet har et stort potensial for fjernovervåking av håndfunksjon hos personer som bor i samfunnet, og for å optimalisere rehabilitering når folk er utskrevet fra innleggelse. Til tross for noen begrensninger knyttet til komfort under utvidet bruk (f.eks. over 1 time), har egosentriske kameraer betydelig potensial til å fange opp detaljene i håndbruk under funksjonelle ADLere og for å gi kontekstuell informasjon som ikke kan fås gjennom akselerometere og IMUer. Potensielle anvendelser av denne teknologien inkluderer å tjene som grunnlag for nye utfallstiltak som kvantifiserer uavhengig håndbruk hjemme, samt analyserer postural informasjon for å identifisere gripestrategier eller kompenserende stillinger og informere terapiplanlegging. Selv om bærbare kameraer lar oss fange naturlig håndbruk hjemme, kan ikke kameraene ta opp kontinuerlig i flere timer på grunn av batterilevetid, lagring og komfortbegrensninger, selv om den raske utviklingen av bærbar teknologi kan redusere disse begrensningene i nær fremtid. For å fange opp representative rutiner for deltakere til tross for begrenset opptaksvarighet, er protokollen som presenteres her avhengig av en samarbeidsprosess mellom forskerne og deltakerne for å velge en passende opptaksplan.
Takket være dataene som ble samlet inn fra personer med cSCI og slagoverlevere, var vi i stand til å avgrense protokollen og identifisere fallgruver og hull som kunne forbedres i fremtidige studier. For eksempel tok innspillingsperioden vanligvis lengre tid enn de forventede to ukene for å få 3 timer med videodata. I våre studier var disse situasjonene vanligvis forårsaket av uventede hendelser (f.eks. sykdommer, uventede reiser ut av byen, etc.) som forhindret deltakerne i å spille inn videoer i henhold til den planlagte tidsplanen. I disse tilfellene ga vi støtte til deltakerne via ukentlige telefonsamtaler, ikke bare for å sjekke opptaksfremdriften, men også for å feilsøke eventuelle tekniske problemer som kan oppstå ved manglende bruk av teknologien. Totalt var 15 omsorgspersoner av deltakerne involvert i å bidra til å spille inn videoer hjemme. I tillegg til tekniske problemer er det to generelle anbefalinger å ta i bruk når du tar opp videodata ved hjelp av bærbare kameraer hos personer med håndhemming: 1) Understreke når deltakerne skal registrere, i stedet for hva de skal spille inn, for å unngå å registrere kunstig lange varigheter av en enkelt aktivitet og øke mangfoldet av ADLer. 2) Holde kameraet på for lengre kontinuerlige opptak så lenge det er behagelig å gjøre det, for å øke opptakseffektiviteten og fange naturalistiske sekvenser av aktiviteter.
Denne protokollen kan brukes til å fange naturlig håndfunksjon i sammenheng med en rekke aktiviteter. I de innsamlede videoene inkluderte noen deltakere ikke bare nødvendigheter av dagliglivet (dvs. å spise), men også fritidsaktiviteter. Ved å gi deltakerne friheten til å registrere aktiviteter i sine daglige rutiner, i stedet for å spesifisere en streng liste over ADLer, tillot vi oss å oppnå to viktige mål: Først sørget vi for at aktiviteter ble utført på en måte som ligner de naturlige forholdene; For det andre var vi i stand til å registrere et bredt spekter av aktiviteter. Likevel var deltakerne klar over kameraets tilstedeværelse på hodet, og denne følelsen kunne ha presset noen av dem til å registrere flere aktiviteter enn deres normale rutine.
For å oppnå effektiv og meningsfull innsamling av videodata under naturlige levekår, måtte vi finne en balanse i retningslinjene og informasjonen som ble gitt til deltakerne før videoopptakene. Hvis du gir for mye retning om de mest interessante aktivitetene som skal registreres, kan deltakerne bare registrere disse aktivitetene, og dermed unnlate å fange opp sine daglige rutiner og ytelse av naturlige ADLer. På den annen side kan det å ikke gi nok informasjon føre til forvirring hos deltakerne, som kanskje ikke tar opp nok video eller mister interessen for studien. For å løse disse problemene og finne en optimal avveining for vellykket datainnsamling, er en grundig treningsøkt med deltakerne viktig, for å forstå rutinene deres og for å sikre at de tydelig forstår formålet med studien, som her fokuserte på å registrere sine naturlige rutiner i stedet for å samle inn et standard sett med aktiviteter.
Tre begrensninger i den foreslåtte protokollen kan identifiseres. For det første kan personer med kognitive problemer ha problemer med å huske sine daglige rutiner eller lære å bruke utstyret. For det andre kan personer med lav håndfunksjon kreve en omsorgsperson for å hjelpe til med å sette opp opptakene hjemme. For det tredje, siden deltakerne har muligheten til å trimme eller slette opptak, er det mulig at de kan fjerne eksempler på mislykkede ADLer og partisk dataene som er oppnådd. Likevel er denne muligheten mindre sannsynlig av det faktum at de registrerte ADLene regelmessig ble utført av deltakerne, og derfor hadde de vanligvis etablerte strategier for å utføre oppgavene med hell. Nøye kommunikasjon om at målet med å bruke denne protokollen er å fange opp typisk ADL-ytelse, og at variasjoner i funksjon forventes kan redusere deltakernes ønske om å trimme mislykkede oppgaver.
Innsamling av videoer av naturlige ADLer er avgjørende for å forstå håndfunksjonen til personer med håndhemming hjemme. Fra de innsamlede videoene kan forskere og klinikere se de typiske oppgavene som utføres hjemme, bruk av hendene under disse oppgavene, samt håndstillinger og kompensasjonsstrategier som vedtas under objektmanipulasjoner. Informasjonen hentet fra videoer er verdifull i rehabilitering og muliggjør utvikling av innovative og intelligente verktøy for automatisk analyse av håndfunksjon hjemme. Faktisk er datasynsalgoritmer utviklet med sikte på å kvantifisere håndbruk (f.eks. antall og varighet av håndobjektinteraksjoner for hver hånd) hos personer med cSCI og slag 16,17,18. Med den konstante forbedringen av datasynsteknikker for egosentrisk håndanalyse og tilgjengeligheten av mer innsamlede videodata, kan ytterligere detaljer om kvaliteten på håndmanipulasjoner også oppnås20. Etter hvert vil den nåværende protokollen og den tilgjengelige teknologien føre til en omfattende beskrivelse av håndbruk hos personer med nedsatt overkropp som bor i samfunnet, med sluttmålet om å optimalisere utvinningen og forbedre livskvaliteten.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Studiene som brukte denne protokollen ble finansiert av Heart and Stroke Foundation (G-18-0020952), Craig H. Neilsen Foundation (542675), Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (RGPIN-2014-05498) og Ministry of Research, Innovation and Science, Ontario (ER16-12-013).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Egocentric camera | GoPro Inc., CA, USA | GoPro Hero 4 and 5 | A camera that records from a first-person angle. |
| Battery chager and batteries | GoPro Inc., CA, USA | MAX Dual Battery Charger + Battery | Extra batteries for the camera and battery charger |
| Camera charger | GoPro Inc., CA, USA | Supercharger | This charger is connected to the camera directly without disassembling the camera frame. |
| Camera frame | GoPro Inc., CA, USA | The Frame | The hinge of the camera frame can be used to adjust the angle of view of the camera. |
| Headband for the camera | GoPro Inc., CA, USA | Head Strap + QuickClip | |
| SD card | SanDisk, CA, USA | 32GB microSD | |
| Tablet | ASUSTeK Computer Inc., Taiwan | ZenPad 8.0 Z380M | The tablet is installed with the GoPro App in order to connect with the camera. |
References
- Nichols-Larsen, D. S., Clark, P., Zeringue, A., Greenspan, A., Blanton, S. Factors influencing stroke survivors' quality of life during subacute recovery. Stroke. 36 (7), 1480-1484 (2005).
- Anderson, K. D. Targeting recovery: priorities of the spinal cord-injured population. Journal of Neurotrauma. 21 (10), 1371-1383 (2004).
- Gladstone, D. J., Danells, C. J., Black, S. E. The Fugl-Meyer assessment of motor recovery after stroke: a critical review of its measurement properties. Neurorehabilitation and Neural Repair. 16 (3), 232-240 (2002).
- Barreca, S. R., Stratford, P. W., Lambert, C. L., Masters, L. M., Streiner, D. L. Test-retest reliability, validity, and sensitivity of the Chedoke arm and hand activity inventory: a new measure of upper-limb function for survivors of stroke. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 86 (8), 1616-1622 (2005).
- Uswatte, G., Taub, E., Morris, D., Vignolo, M., McCulloch, K. Reliability and validity of the upper-extremity Motor Activity Log-14 for measuring real-world arm use. Stroke. 36 (11), 2493-2496 (2005).
- Duncan, P. W., Bode, R. K., Lai, S. M., Perera, S., Antagonist, G. Rasch analysis of a new stroke-specific outcome scale: the Stroke Impact Scale. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (7), 950-963 (2003).
- Marino, R. J., Shea, J. A., Stineman, M. G. The capabilities of upper extremity instrument: reliability and validity of a measure of functional limitation in tetraplegia. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 79 (12), 1512-1521 (1998).
- Hayward, K. S., et al. Exploring the role of accelerometers in the measurement of real world upper-limb use after stroke. Brain Impairment. 17 (1), 16-33 (2016).
- van der Pas, S. C., Verbunt, J. A., Breukelaar, D. E., van Woerden, R., Seelen, H. A. Assessment of arm activity using triaxial accelerometry in patients with a stroke. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 92 (9), 1437-1442 (2011).
- Oess, N. P., Wanek, J., Curt, A. Design and evaluation of a low-cost instrumented glove for hand function assessment. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 9 (1), 2 (2012).
- Friedman, N., Rowe, J. B., Reinkensmeyer, D. J., Bachman, M. The manumeter: a wearable device for monitoring daily use of the wrist and fingers. IEEE Journal of Biomedical Health Informatics. 18 (6), 1804-1812 (2014).
- Liu, X., Rajan, S., Ramasarma, N., Bonato, P., Lee, S. I. The use of a finger-worn accelerometer for monitoring of hand use in ambulatory settings. IEEE Journal of Biomedical Health Informatics. 23 (2), 599-606 (2018).
- Lee, S. I., et al. A novel upper-limb function measure derived from finger-worn sensor data collected in a free-living setting. PloS One. 14 (3), (2019).
- Rowe, J. B., et al. The variable relationship between arm and hand use: a rationale for using finger magnetometry to complement wrist accelerometry when measuring daily use of the upper extremity. 2014 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 4087-4090 (2014).
- Dousty, M., Zariffa, J. Tenodesis Grasp Detection in Egocentric Video. IEEE Journal of Biomedical and health. , (2020).
- Likitlersuang, J., et al. Egocentric video: a new tool for capturing hand use of individuals with spinal cord injury at home. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 16 (1), 83 (2019).
- Tsai, M. -F., Wang, R. H., Zariffa, J. Generalizability of Hand-Object Interaction Detection in Egocentric Video across Populations with Hand Impairment. 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). , 3228-3231 (2020).
- Bandini, A., Dousty, M., Zariffa, J. A wearable vision-based system for detecting hand-object interactions in individuals with cervical spinal cord injury: First results in the home environment. 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). , 2159-2162 (2020).
- Dousty, M., Zariffa, J. Towards Clustering Hand Grasps of Individuals with Spinal Cord Injury in Egocentric Video. 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). , 2151-2154 (2020).
- Bandini, A., Zariffa, J. Analysis of the hands in egocentric vision: A survey. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. , (2020).
- Likitlersuang, J., Sumitro, E. R., Theventhiran, P., Kalsi-Ryan, S., Zariffa, J. Views of individuals with spinal cord injury on the use of wearable cameras to monitor upper limb function in the home and community. Journal of Spinal Cord Medicine. 40 (6), 706-714 (2017).
