Summary
Benmerkezci bir kamera kullanarak el bozukluğu olan bireylerin günlük rutinleri sırasında doğal el fonksiyonlarını yakalamak için bir protokol önerilmektedir. Protokolün amacı, kayıtların evde günlük yaşam aktiviteleri sırasında bireyin tipik el kullanımını temsil etmesini sağlamaktır.
Abstract
Nörolojik yaralanmalardan sonra el fonksiyonlarının bozulması bağımsızlık ve yaşam kalitesi üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir. Mevcut üst eks uzuv değerlendirmelerinin çoğu, toplumda her zaman el kullanımının göstergesi olmayan şahsen gerçekleştirilir. Rehabilitasyon müdahalelerinin gerçek etkisini ölçmek için günlük yaşamda el fonksiyonunu yakalamak için yeni yaklaşımlar gereklidir. Evde el kullanımını değerlendirmek için otomatik analiz için bilgisayar görüşü ile birlikte benmerkezci video önerilmiştir. Ancak, sürekli kayıtların süresiyle ilgili sınırlamalar vardır. Elde edilen videoların katılımcı gizliliğine saygı gösterirken günlük rutinleri temsil etmesini sağlamak için tasarlanmış bir protokol sunuyoruz.
Videoların el değerlendirmesi için yararlı olurken doğal görevleri ve performansı yakalamasını sağlamak için araştırmacılar ve katılımcılar arasında işbirliğine dayalı bir süreçle temsili bir kayıt programı seçilir. Ekipman ve prosedürlerin kullanımı katılımcılara gösterilmiştir. İki hafta boyunca toplam 3 saat video kaydı planlanmaktadır. Gizlilik endişelerini azaltmak için katılımcılar kayıtları başlatmak ve durdurmak için tam kontrole ve videoları araştırma ekibine iade etmeden önce düzenleme fırsatına sahiptir. Hatırlatıcıların yanı sıra yardım çağrıları ve gerekirse ev ziyaretleri sağlanmaktadır.
Protokol, 9 inmeden kurtulan ve servikal omurilik yaralanması olan 14 kişi ile test edildi. Elde edilen videolarda yemek hazırlama, bulaşık yıkama ve örgü gibi çeşitli aktiviteler yer aldı. Ortalama 3.11 ± 0.98 h video elde edildi. Kayıt süreleri, bazı durumlarda hastalık veya beklenmedik olaylar nedeniyle 12-69 d arasında değişmektedir. Veriler, 23 katılımcıdan yirmi ikisinden başarıyla elde edildi ve 6 katılımcının ev kayıt döneminde müfettişlerden yardım alması gerekiyordu. Protokol, nörolojik yaralanmalardan sonra evde el fonksiyonu hakkında değerli bilgiler içeren videoların toplanmasında etkili oldu.
Introduction
El fonksiyonu, üst eks uzuv bozukluğu olan klinik popülasyonlarda bağımsızlığın ve yaşam kalitesinin belirleyicisidir1,2. Evde el bozukluğu olan bireylerin el fonksiyonlarını yakalamak, rehabilitasyon sırasında ve sonrasında günlük yaşam (ADL) faaliyetlerini yürütme yeteneklerinin ilerlemesini değerlendirmek için hayati önem taşır. Klinik el fonksiyon değerlendirmelerinin çoğu evde değil, klinik veya laboratuvar ortamında yapılır3,4. Evde ADL'ler üzerindeki etkiyi yakalamaya çalışan mevcut klinik el fonksiyonu değerlendirmeleri anketlerdir ve öznel olarak bildirilen derecelendirmelere dayanır5,6,7. Rehabilitasyonun evde el fonksiyonu üzerindeki nihai etkisini değerlendirmek için objektif bir değerlendirme hala mevcut değildir.
Son yıllarda, gerçek dünyadaki ortamlarda üst eks uzuv fonksiyonunu yakalamak için birçok giyilebilir teknoloji geliştirilmiş ve uygulanmıştır. İvmeölçerler ve ataletsel ölçüm üniteleri (IMU' lar) gibi giyilebilir sensörler günlük yaşamda üst ektremite hareketlerini ölçmek için yaygın olarak kullanılmıştır. Bununla birlikte, bu cihazlar genellikle tespit edilen dönemlerin işlevsel üst uzuv hareketlerine ait olup olmadığını ayırt etmez8,9, istenen bir görevi tamamlamayı amaçlayan amaçlı hareketler olarak tanımlanır. Örneğin, bazı giyilebilir sensörler yürüyüş sırasında üst eks uzuv salıncaklarının varlığına duyarlıdır, bu da üst uzvun işlevsel bir hareketi değildir. Ayrıca, bilek aşınmış ivmeölçerler üst eksüdite hareketlerini yakalamasına rağmen, gerçek dünyadaki ortamlarda el fonksiyonunun ayrıntılarını yakalayamazlar. Sensörlü eldivenler, el manipülasyonları hakkında daha ayrıntılı bilgi yakalamaya izin verir10, ancak el fonksiyonu ve hissi zaten bozulmuş insanlar için hantal olabilirler. Giyilebilir yaklaşımlar da manyetometri veya parmakla aşınmış ivmeölçerler11 , 12,13aracılığıyla parmak hareketlerini yakalamak için önerilmiştir, ancak bu hareketlerin fonksiyonel yorumu14zorlu olmaya devam etmektedir. Bu nedenle, daha önce önerilen giyilebilir cihazlar küçük ve kullanımı uygun olsa da, el kullanımının ayrıntılarını ve işlevsel bağlamını tanımlamak için yetersizdir.
Giyilebilir kameralar, nörorehabilitasyon uygulamaları için evde ADL'ler sırasında bu boşlukları doldurmak ve el fonksiyonunun ayrıntılarını yakalamak için önerilmiştir15,16,17,18,19. Bilgisayar görüşü kullanılarak benmerkezci videoların otomatik analizi, hem ellerin kendileri hem de gerçek ADL'lerde gerçekleştirilen görevler hakkında bilgi sağlayarak bağlam içinde el işlevini ölçmek için önemli bir potansiyelesahiptir. Öte yandan, sürekli kayıtların süresi genellikle pil, depolama ve konfor konularıyla yaklaşık 1 ila 1,5 saat ile sınırlıdır. Burada, bu kısıtlamalar dahilinde, hem bireyin günlük yaşamını temsil eden hem de el fonksiyonu değerlendirmesi için bilgilendirici olan verileri elde etmeyi amaçlayan benmerkezci bir video toplama protokolü sunuyoruz.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Çalışma, Üniversite Sağlık Ağı Araştırma Etiği Kurulu tarafından onaylandı. Çalışmaya kaydolmadan önce her katılımcıdan imzalı bilgilendirilmiş onay alınmıştır. İmzalı bilgilendirilmiş onay, video kayıtlarında görünen bakıcılardan veya ev üyelerinden de alınmıştır.
1. Birey için geçerli olan protokolün doğrulanması
NOT: Bu protokol, el fonksiyonu tamamen olmayan ancak bozulmuş bireylere uygulanmak üzere tasarlanmıştır (belirli kriterler nüfusa ve/veya ilgi çekici soruya uyarlanabilir).
- Katılımcılara etkilenen ellerinin ADL'leri gerçekleştirme yeteneklerini etkileyip etkilemediğini sorun.
NOT: Katılımcılardan, etkilenen elleriyle bağımsız olarak gerçekleştirebilecekleri ve gerçekleştiremeyecekleri bazı görev örnekleri vermelerini istemeniz önerilir. - Protokol prosedürlerini anlamakta ve takip etmekte olası zorlukları önlemek için Montreal Bilişsel Değerlendirme 'deki (MoCA) toplam puanın 21'in üzerinde olduğunu doğrulayın.
2. Katılımcıların günlük rutininin belirlenmesi
- Katılımcılardan son iki haftadaki günlük rutinlerini hatırlamalarını isteyin. Hangi günlük görevlerin, ne kadar süreyle ve yaklaşık olarak ne zaman gerçekleştirildiğini belgele.
- Katılımcılarla işbirliği içinde, video kaydetmek için her biri 1,5 saat olan 3 zaman dilimi seçin. Haftanın farklı günlerine yayılan zaman damgalarını seçin ve ellerle ilgili ADL'ler genellikle sırayla gerçekleştirildiğinde gerçekleşir.
NOT: Seçilen ADL'ler her katılımcının tipik etkinliklerini temsil etmeli ve onlar tarafından anlamlı olarak algılanmalıdır. Kayıt sürelerinin farklı günlerde planlanarak, kaydedilen ADL'lerin çeşitliliğinin artırılması ve yararlı ve anlamlı verilerin yakalanmasının teşvik edildiği amaçlanmaktadır.
NOT: Kayıt zaman aralıkları kayıt verimliliği için planlanmıştır, ancak katılımcılar kayıtların ne zaman başlayacağını ve durdurulacağı konusunda tam kontrole sahip olduklarını anlamalıdır.
3. Kayıt programları ve hedef video içeriğini katılımcılarla anlaşma
- Sahip olabilecekleri endişeleri tartıştıktan sonra, her katılımcının kayıt zamanlamalarında anlaşmasını elde edin.
- İki hafta boyunca 3 saat video hedefi belirleyin. Katılımcılara yetersiz videoların kayıt sürelerini uzatmaya yol açabileceğini bildirin.
4. ADL'lerin doğal olarak gerçekleştirilmesinin öneminin vurgulanmıştır
- Katılımcılara kaydedilecek belirli etkinlikleri belirtmek yerine gerçekçi yordamları yakalamaya odaklanmalarını söyleyin. Talimatın amacı, katılımcıları belirli etkinlikleri kendileri için tipik olandan daha büyük miktarlarda yapay olarak kaydetmekten vazgeçirmektir.
5. Evde kayıtlar sırasında olası gizlilik sorunlarının bildirilmesi
- Katılımcıların gizlilik sorunlarını önlemek için tüm kayıtların halka açık yerlerde değil, evlerinin içinde gerçekleşmesi gerektiğini anladığından emin olun.
- Banyo yapmak, giyinmek/soyunmak ve gizli bilgileri kontrol etmek gibi gizlilik endişelerini artırabilecek bazı örnekler verin. Katılımcılara, kayıtlarda yüzlerini gösterebilecek aynalardan haberdar olmaları gerektiğini hatırlatın.
- Katılımcıların videolarda mümkün olduğunca aile üyeleri veya bakıcılar gibi diğer kişilerin varlığından kaçınmalarını önerin.
NOT: Araştırma çalışmaları kapsamında, diğer kişilerin varlığının kaçınılmaz olduğu durumlarda, bu kişilerden bilgilendirilmiş onam alınmalıdır.
6. Kamera ve tablet talimatı
NOT: Katılımcılar ilk temas sırasında günlük ihtiyaçlarının çoğu için bakıcı yardımına ihtiyaç duyduklarını belirtirlerse, bakıcının daha sonra katılımcıya yardımcı olabilmeleri için çalışma ziyaretine katılmaları ve ekipmanın kullanımı konusunda eğitilmeleri teşvik edilir.
- Katılımcılara benmerkezci birkameranın (Malzeme Tablosu)nasıl kullanılacağını gösterin.
- Kameranın nasıl açılıp kapatılacağını gösterin.
- Kamerayı kullanarak kayıtların nasıl kontrolılacağını (başlatma, duraklatma, durdurma) gösterin.
- Varsa, kayıtları kontrol etmek için önceden yüklenmiş kamera uygulamasıyla tabletin(Malzeme Tablosu)nasıl kullanılacağını gösterin.
NOT: Gösteri, kamera uygulamasındaki kayıtları kontrol etmenin yanı sıra kaydedilen videoları yeniden oynatmayı ve düzenlemeyi (örneğin, kırpmayı veya silmeyi) içerir. Bir kamera uzaktan kumandası başlangıçta düşünüldü (Ek Dosyalar), ancak katılımcılar kayıtları başlatmak ve durdurmak için kamerayı veya tableti kullanırken rahat oldukları için pratikte kullanılmadı.- Tabletin nasıl açılıp kapatılacağını gösterin.
- Kamera uygulaması aracılığıyla tabletin kameraya nasıl bağlanılacağını gösterin.
- Kamera uygulamasından kayıtların nasıl kontrolılacağını gösterin.
- Kamera uygulamasından kaydedilen videoların nasıl incelendiğini gösterin.
- Videoların kamera uygulamasından nasıl kırpılacağını veya silindiğini gösterin.
- Katılımcının kafasına ayarlanabilen elastik bir kafa bandı kullanarak kameranın nasıl takılacağını ve doff'un nasıl doff'lanmasını gösterin.
NOT: Bkz. Şekil 1.
Şekil 1. Giyilebilir kamera kurulumu. (A) Benmerkezci kameranın konumlandırılması. (B) Kameradan görüş açısı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.- Kamerayı katılımcının alnına yerleştirin. Kamerayı rahat ve istikrarlı bir şekilde takmak için kafa bandını ayarlayın.
- Alnına göre kameranın en uygun açısını sağlayın.
- Katılımcılardan, elleri önlerinde hareket ettirirken ve bir nesneyi (örneğin, tablet) manipüle ederken kısa bir video bölümü kaydetmelerini isteyin.
- Kaydedilen videoyu gözden geçirin ve manipülasyon görevlerini yürütürken iki elin sahnenin orta bölgesinde açıkça göründüğünden emin olun.
- Yeterliliği gösterene kadar katılımcılar ve bakıcılarıyla kamera ve tablet kullanımını uygulayın.
7. Ekipmanın verilmesi
- Tüm ekipmanları içeren kiti katılımcılara ADL'lerini evde kaydetmeleri için verin. Kamera ve tablete ek olarak, kit ekstra kamera pilleri, hem kamera hem de tablet için pil şarj cihazları, şarj kabloları, kamera için kafa bandı ve kamerayı kullanmak için basılı bir dizi kılavuz içerir (Ek MalzemeyeBakın).
8. Deneysel sorun giderme ve takip
- Evdeki gerçek kayıtlar sırasında engelleri çözmeye yardımcı olmak için araştırmacıların iletişim bilgilerini sağlayın. Bir hafta sonra, araştırmacılar kayıt ilerlemesini belgelemeleri ve olası teknik sorunları çözmeleri için katılımcıları çağırırlar.
9. Ekipman ve videoların alınması
- Katılımcılardan gelen tüm ekipman ve videoları bizzat veya ön ödemeli posta paketleri aracılığıyla geri tedavi edin.
- Katılımcıların döndürülen tüm videoları paylaşmayı kabul ettiğine emin olun. Katılımcıların toplanan tüm videoları araştırma ekibine iade etmeden önce gözden geçirmeleri ve paylaşmak istemedikleri bölümleri silmeleri teşvik edilir.
- Araştırma çalışmaları için, iade edilen videoları gözden geçirin ve onay vermeden videoda herhangi birinin görünip görünmediğine bakın. Bu durumda, onay formları gönderin veya videolarda görünen kişileri arayarak videoların kullanımı için onaylarını kazanın. Bireylere ulaşılamazsa, videoların göründükleri kısımları araştırmacılar tarafından silinir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Katılımcı demografisi ve katılım kriterleri
Bu çalışmalar için 23 katılımcıdan bir örnek alındı: 9 inme kurtulanı (6 erkek, 3 kadın) ve 14 kişi cSCI'lı (12 erkek, 2 kadın). İşe alınan numunenin özet demografik ve klinik bilgileri Tablo 1'debildirilmiştir.
| Yaş (yıl) | Yaralanma sonrası süre (ay) | Etiyoloji | Yaralanma Seviyesi | Üst Ektremite Fonksiyon Değerlendirmesi (Ortalama ± SD) | |||
| Yaralanma Seviyesi | AIS | UEMS: Sağ el | UEMS: Sol El | ||||
| cSCI (N=14) | 55,9 ± 7,1 | 56,4 ± 58,9 | 12 Travmatik | C4 – C8 | A – D | 18.1 ± 6.2 | 18.6 ± 6.4 |
| 2 Travmatik olmayan | |||||||
| Kontur (N=9) | 56,8 ± 19,3 | 94,4 ± 134,4 | 5 İskemik | FMA-UE: Etkilenen El | ARAT: Etkilenen El | ||
| 4 Hemorajik | 45,6 ± 17,3 | 37.1 ± 19.1 | |||||
| AIS: ASYA Değer Düşüklüğü Ölçeği; UEMS: Üst Ekstremite Motor Skoru | |||||||
| FMA-UE: Üst Ekstremite için Fugl-Meyer Değerlendirmesi; ARAT: Aksiyon Araştırma Kolu Testi | |||||||
Tablo 1. İşe alınan katılımcıların demografik ve klinik bilgileri.
Bu çalışmalarda her iki grup için karşılıklı inklüzyon kriterleri şunlardı: 1) 18 yaş üstü, 2) el fonksiyonu bozulmuş ancak bulunmamış, 3) Üst ekskül hareketlerini etkileyen diğer nöromüsküloskeletal hastalıkların bulunmaması, 4) üst ektremite eklemlerinde şekil bozukluğu olmaması ve 5) üst uzuvları hareket ettirirken ağrı olmaması. İki grubun her biri için ek dahil etme kriterleri aşağıdaki gibidir.
cSCI'lı bireyler için: 1) Omurilik Yaralanmasının Nörolojik Sınıflandırılması için Uluslararası Standartlara (ISNCSCI) göre C4 ile C8 arasında nörolojik yaralanma düzeyi, 2) Amerikan Spinal Yaralanma Derneği Bozukluk Ölçeği (AIS) A-D sınıfı. 3) Travmatik veya travmatik olmayan yaralanmalar, 4) En az bir uzuv için 10 ila 23 arasında tek taraflı bir ISNCSCI Üst Ekstremite Motor Skoru (UEMS).
İnme geçiren bireyler için: 1) inme sonrası en az 6 ay, 2) 10'dan büyük Eylem Araştırma Kolu Testinde (ARAT) toplam puan, 3) Montreal Bilişsel Değerlendirme (MoCA) puanı 21'in üzerinde potansiyel zorlukların anlaşılmasını ve çalışma prosedürlerini takip etmesini önlemek için.
Kaydedilen videonun içeriği ve uzunluğu
Burada sunulan analiz için kullanılan videolar 23 katılımcının 22'sindendi. Kalan katılımcı (cSCI'lı adam), araştırma ekibiyle 6 aya yakın bir süre iletişim halinde kaldıktan sonra kamerayı kullanılabilir bir veri olmadan iade etti ve analizin geri kalanına dahil değil. Bu nedenle, önerilen protokol katılımcıların% 95,7'si için başarılı oldu. Ortalama olarak, katılımcılar 5'ten fazla etkinlik kaydetti. Video kayıtlarında yer alan aktiviteler yemek hazırlama, yemek yeme, bulaşık yıkama, fiziksel aktivite ve örgüdür (Şekil 2). Katılımcı başına ortalama 3,11 ± 0,98 saat video elde edildi, onay vermeyen diğer kişilerin bulunduğu veya verilerin hiç kullanılmadığı segmentler atıldıktan sonra (örneğin, kamera bir masada kayıt bırakıldı). Buna ek olarak, katılımcı başına günlük ortalama video kayıt uzunluğu 60 ± 33 dk idi. Üç katılımcı kayıtları hastalık nedeniyle erteledi. Çoğu katılımcı kararlaştırılan programları izleyerek video kaydetti, ancak alnına karşı ağırlığı ve ısısı nedeniyle kamerayı 1 saatin üzerinde süre takmaktan yorgun ve rahatsız hissettiklerini bildirdiler. Gerektiğinde 3 h video süresi hedefini yerine getirmek için ek kayıtlar planlandı. 3 saatlik video elde etmek için gereken ortalama kayıt süresi 22,3 ± 12,9 d idi. Kayıt süreleri 12 ila 69 d arasında değişerek, katılımcıya kameranın verildiği günden geri döndürdükleri güne kadar sayılıyordu. 4 örnekte, elde edilen videoların uzunluğu, sağlık koşulları veya zamanlama kısıtlamaları nedeniyle 3 h hedefinden daha düşüktü. İki katılımcının aile sorumlulukları nedeniyle 2 saat video kaydetmesi 2 aydan fazla sürdü. Başka bir katılımcı iki hafta boyunca yaklaşık 2 saat video kaydetti ve daha sonra seyahat planları nedeniyle kamerayı iade etmeye karar verdi. Başka bir katılımcı yanlışlıkla kaydedilen tüm videoyu sildi ve ek kayıtlar için zamanlandıktan sonra aile sorumlulukları nedeniyle sadece 1 saat video sağlayabildi.
Süre değişimlerine ek olarak, el görünürlüğü videoların kalitesini etkiledi. Kaydedilen bazı aktiviteler, fiziksel eğitim ve baş üstü dolaplardaki nesnelere uzanma gibi elleri net bir şekilde göstermedi. İnme geçiren iki katılımcıdan 3 ADL'de eller gösterilmedi. Fiziksel eğitimle ilgili olarak, bir katılımcı üst ektremite egzersizleri için elastik bir bant kullanıyor ve arka bahçede tenis oynuyordu. Kol hareketleri büyük ve hızlı olduğu için videodaki eller her zaman görünmüyordu. Geniş bir yelpazeye sahip üst ektremite hareketleri gerektiren aktivitelerin yanı sıra, kaydedilen ADL'lerin çoğu, eller kayıtlarda görülebilecek şekilde, bel ve omuz arasındaki bir çalışma alanı içinde gerçekleştirildi.
Şekil 2. Elde edilen videolardan sık kaydedilen iki ADL örneği. (A) Yemek hazırlığı. (B) Bulaşık yıkama. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Yardım gerekli
Yirmi iki katılımcıdan altısı (%27) evde kayıt dönemlerinde araştırma ekibinden yardım aldı. Ortalama olarak, her yardım çağrısı 5-10 dakika sürdü. Ev ziyaretlerine gerek yoktu. Pil değiştirme, Bluetooth bağlantısı, Wi-Fi bağlantısı, tabletteki videoları gözden geçirme ve kırpma ve tabletten kayıtları kontrol etme ile ilgili karşılaşılan zorluklar. Bu sorunları çözmek için aşağıdaki stratejiler benimsenmiştir:
Pil değiştirmek el fonksiyonu bozulmuş bireyler için zor olabileceğinden, araştırmacı kamerayı şarj etmek için şarj kablosunu kullanmayı önerdi. Araştırmacılar, kamera-tablet bağlantılarıyla ilgili teknik sorunlar (örneğin, Wi-Fi ve Bluetooth sorunları) ve tabletteki videoları gözden geçirmek için katılımcılara prosedürler boyunca adım adım rehberlik etti. Videoların kırpılmasıyla ilgili sorunlar için, katılımcılar diğer kaydedilen videoları istemeden silmemek için videoları araştırmacılara bizzat iade ettiklerinde yardım sağlandı. Katılımcıların kayıtları başlatmak ve durdurmak için tableti kullanamaması durumunda, video kayıtlarının başlangıcını ve durmasını kontrol etmek için kayıt düğmesine tıklayarak kamerayı tek başlarına kullanmaları söylendi.
Gizlilik endişeleri
Önceki bulgularla tutarlı21, çoğu katılımcı ve aile üyeleri, ADL'lerin evde kaydedilmesiyle ilgili gizlilik endişelerini bildirmedi. Bir katılımcının bir aile üyesi videoya dahil olmak istemedi ve katılımcı durumdan kaçınabildi. Toplamda, bir katılımcıya iade edilen videoları kırpmada yardımcı oldu. Katılımcıların evde benmerkezci videoların toplanması hakkındaki görüşlerinin nitel analizleri başka bir yerde rapor edilecektir, ancak gizlilik hususları bu çalışmalarda veri toplanmasının önünde herhangi bir engele yol etmemektedir. Bu protokolde kamusal alanlarda gizlilik kaygısı yaşamamak için ADL'ler ev ortamlarında kayıt altına alındı. Katılımcılar dışında, katılımcıların 15 seyircisi (bakıcılar ve aile üyeleri dahil) iade edilen videolara dahil edildi ve çalışmaya dahil edilmelerine izin verildi. Videolarda yer alan 15 seyirci arasında, yüzleri gösterilmediği için 6'sı tanımlanamadı. Buna ek olarak, inme geçiren katılımcıların 2 aile üyesinden yaklaşık 20 dakikalık video, videoların bazı bölümleri rızaları olmadan yüzlerini gösterdiği için atıldı.
Ek Malzeme. Bu dosyayı indirmek için lütfen tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
CSCI ve inme gibi üst eks uzuv bozukluğu olan bireylerde giyilebilir kameralar kullanarak ADL'lerin videolarını evde kaydetmek için bir protokol sunduk. Protokol esnektir ve belirli ADL'lerde el fonksiyonu performansını yakalamak veya evde yaşayan insanlarda rehabilitasyonun ilerlemesini uzaktan izlemek için hedefe yönelik olabilir. Benmerkezci görme paradigması, toplumda yaşayan bireylerde el fonksiyonunun uzaktan izlenmesi ve insanlar yatarak tedaviden taburcu edildikten sonra rehabilitasyonun optimize edilmesi için büyük bir potansiyele sahiptir. Uzun süreli kullanım sırasında konforla ilgili bazı sınırlamalara rağmen (örneğin, 1 saatin üzerinde), benmerkezci kameralar işlevsel ADL'ler sırasında el kullanımının ayrıntılarını yakalamak ve ivmeölçerler ve IMU'lar aracılığıyla elde edilemeyen bağlamsal bilgileri sağlamak için önemli bir potansiyele sahiptir. Bu teknolojinin potansiyel uygulamaları arasında, evde bağımsız el kullanımını ölçen yeni sonuç önlemlerinin temeli olarak hizmet etmenin yanı sıra kavrama stratejilerini veya telafi edici duruşları belirlemek ve terapi planlamasını bilgilendirmek için postural bilgileri analiz etmek yer almaktadır. Giyilebilir kameralar evde doğal el kullanımı yakalamamıza izin verse de, kameralar pil ömrü, depolama ve konfor sınırlamaları nedeniyle birkaç saat boyunca sürekli kayıt yapamaz, ancak giyilebilir teknolojinin hızlı evrimi yakın gelecekte bu sınırlamaları azaltabilir. Sınırlı kayıt süresine rağmen katılımcıların temsili rutinlerini yakalamak için, burada sunulan protokol, uygun bir kayıt programı seçmek için araştırmacılar ve katılımcılar arasında işbirliğine dayalı bir sürece dayanır.
CSCI ve inme kurtulanları olan bireylerden toplanan veriler sayesinde, protokolü iyileştirebildik ve gelecekteki çalışmalarda geliştirilebilecek tuzakları ve boşlukları tespit edebildik. Örneğin, kayıt süresinin 3 saatlik video verisi elde etmesi genellikle beklenen iki haftadan daha uzun sürdü. Çalışmalarımızda, bu durumlar genellikle katılımcıların planlanan programa göre video kaydetmelerini engelleyen beklenmedik olaylardan (örneğin, hastalıklar, beklenmedik şehir dışı seyahatler vb.) kaynaklandı. Bu durumlarda, katılımcılara sadece kayıt ilerlemesini kontrol etmek için değil, aynı zamanda teknolojinin sık kullanılmamasından kaynaklanabilecek teknik sorunları gidermek için haftalık telefon görüşmeleri yoluyla destek sağladık. Toplamda, katılımcıların 15 bakıcısı evde video kaydetmeye yardımcı oldu. Teknik konulara ek olarak, el engelli bireylerde giyilebilir kameralar kullanarak video verilerini kaydederken benimsenmesi gereken iki genel öneri vardır: 1) Tek bir etkinliğin yapay olarak uzun süre kaydedilmemesi ve ADL'lerin çeşitliliğini artırmak için katılımcıların neleri kaydetmeleri gerektiğinden ziyade ne zaman kaydetmeleri gerektiğini vurgulamak. 2) Kayıt verimliliğini artırmak ve doğal aktivite dizilerini yakalamak için kamerayı rahat olduğu sürece daha uzun sürekli kayıtlar için açık tutmak.
Bu protokol, çeşitli etkinlikler bağlamında doğal el işlevini yakalamak için kullanılabilir. Toplanan videolarda, bazı katılımcılar sadece günlük yaşam ihtiyaçlarını (yani yemek yemeyi) değil, aynı zamanda boş zaman aktivitelerini de içeriyordu. Katılımcılara katı bir ADL listesi belirtmek yerine günlük rutinlerinin etkinliklerini kaydetme özgürlüğü vermek, iki önemli amaca ulaşmamızı sağladı: birincisi, faaliyetlerin doğal koşullara benzer bir şekilde yürütülmesini sağladık; ikincisi, çok çeşitli aktiviteler kaydedebildik. Bununla birlikte, katılımcılar kafalarındaki kamera varlığının farkındaydılar ve bu duygu bazılarını normal rutinlerinden daha fazla aktivite kaydetmeye itmiş olabilir.
Doğal yaşam koşullarında verimli ve anlamlı video veri toplamayı sağlamak için, video kayıtlarından önce katılımcılara verilen kılavuzlarda ve bilgilerde bir denge bulmak zorundaydık. Kaydedilecek en ilginç etkinlikler hakkında çok fazla yön vermek, katılımcıların yalnızca bu etkinlikleri kaydetmesine neden olabilir, böylece günlük rutinlerini ve doğal ADL'lerin performansını yakalayamayabilir. Öte yandan, yeterli bilgi vermemek, yeterli video kaydedemeyen veya çalışmaya olan ilgisini kaybedebilecek katılımcılarda karışıklığa neden olabilir. Bu sorunları çözmek ve başarılı veri toplama için en uygun takası bulmak için, katılımcılarla kapsamlı bir eğitim oturumu, rutinlerini anlamak ve burada standart bir dizi etkinlik toplamak yerine doğal rutinlerini kaydetmeye odaklanan çalışmanın amacını açıkça anladıklarından emin olmak için gereklidir.
Önerilen protokolün üç sınırlaması belirlenebilir. İlk olarak, bilişsel sorunları olan bireyler günlük rutinlerini hatırlamak veya ekipmanı nasıl kullanacaklarını öğrenmekte zorlanabilirler. İkincisi, düşük el fonksiyonuna sahip bireyler, kayıtların evde ayarlanmasına yardımcı olmak için bir bakıcıya ihtiyaç gösterebilir. Üçüncü olarak, katılımcılar kayıtları kırpma veya silme fırsatına sahip olduklarından, başarısız ADL örneklerini kaldırmaları ve elde edilen verileri önyargılı hale getirmek mümkündür. Bununla birlikte, bu olasılık, kaydedilen ADL'lerin katılımcılar tarafından düzenli olarak gerçekleştirilmesi ve bu nedenle genellikle görevleri başarıyla yerine getirmek için stratejiler oluşturmaları nedeniyle daha az olası hale getirilir. Bu protokolü kullanma amacının tipik ADL performansını yakalamak olduğunu ve işlevdeki varyasyonların beklendiğini dikkatlice iletmek, katılımcıların başarısız görevleri kırpma isteğini azaltabilir.
Doğal ADL'lerin videolarını toplamak, evde el bozukluğu olan bireylerin el fonksiyonlarını anlamak için gereklidir. Toplanan videolardan araştırmacılar ve klinisyenler evde gerçekleştirilen tipik görevleri, bu görevler sırasında ellerin kullanımını ve nesne manipülasyonları sırasında benimsenen el duruşlarını ve telafi stratejilerini görebilirler. Videolardan elde edilen bilgiler rehabilitasyonda değerlidir ve evde el fonksiyonunun otomatik analizi için yenilikçi ve akıllı araçların geliştirilmesine olanak tanır. Aslında, bilgisayar görme algoritmaları cSCI ve strok 16 , 17,18olan bireylerde el kullanımını (örneğin, her el için el nesnesi etkileşimlerinin sayısı ve süresi) ölçmek amacıyla geliştirilmiştir. Benmerkezci el analizi için bilgisayar görme tekniklerinin sürekli iyileştirilmesi ve daha fazla toplanan video verilerinin mevcudiyeti ile el manipülasyonlarının kalitesine ilişkin ek ayrıntılar da elde edilebilir20. Sonunda, mevcut protokol ve mevcut teknoloji, toplumda yaşayan üst uzuv bozukluğu olan bireylerde, iyileşmelerini optimize etmek ve yaşam kalitelerini artırmak amacıyla kapsamlı bir el kullanımı açıklamasına yol açacaktır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Acknowledgments
Bu protokolün kullanılarak yapılan çalışmalar Kalp ve İnme Vakfı (G-18-0020952), Craig H. Neilsen Vakfı (542675), Kanada Doğa Bilimleri ve Mühendisliği Araştırma Konseyi (RGPIN-2014-05498) ve Araştırma, Yenilik ve Bilim Bakanlığı, Ontario (ER16-12-013) tarafından finanse edilmiştir.
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).
