팔다리 장애가 있는 개인의 자기 중심 비디오를 사용하여 집에서 대표손 사용 캡처

손 기능은 상지 장애를 가진 임상 인구에 걸쳐 독립성과 삶의 질을 결정합니다^1,2. 집에서 손 장애를 가진 개인의 손 기능을 캡처하는 것은 재활 중 및 후 일상 생활 (ADL)의 활동을 수행 할 수있는 능력의 진행 상황을 평가하는 데 필수적입니다. 대부분의 임상손 기능 평가는 가정^3,4보다는임상 또는 실험실 환경에서 수행된다. 가정에서 ADL에 미치는 영향을 포착하고자 하는 기존 임상 손 기능 평가는 설문지이며 주관적인 자체 보고 등급^5,6,7에의존한다. 재활이 가정에서 손 기능에 미치는 궁극적인 영향을 평가하는 객관적인 평가는 여전히 사용할 수 없습니다.

최근 몇 년 동안, 실제 환경에서 상지 기능을 캡처하기 위해 많은 웨어러블 기술이 개발및 구현되었습니다. 가속도계 및 관성 측정 장치(ImUS)와 같은 웨어러블 센서는 일상 생활에서 상지 의 움직임을 측정하는 데 일반적으로 사용되어 왔습니다. 그러나, 이들 장치는 전형적으로 검출된 시대가 기능상 상반두운동^8,9에속하는지, 원하는 작업을 완료하기 위한 의도적인 움직임으로 정의되는지 여부를 구별하지 않는다. 예를 들어, 일부 웨어러블 센서는 보행 중 팔다리 의 존재에 민감하며, 이는 상지의 기능적 움직임이 아닙니다. 또한 손목착용 가속도계는 팔다리 의 상부 움직임을 포착하지만 실제 환경에서는 손 기능의 세부 사항을 캡처할 수 없습니다. 감각 장갑은 손 조작에 대한 자세한 정보를 캡처 할 수^{있습니다 10,}하지만 손 기능과 감각이 이미 손상된 사람들에게 는 성가신 수 있습니다. 웨어러블 접근법은 또한 자기 측정또는 손가락 마모 가속도계^11,12,13을통해 손가락 움직임을 포착하기 위해 제안되었지만, 이러한 움직임의 기능적 해석은 여전히 도전적이다^14. 따라서 이전에 제안된 웨어러블 장치는 작고 사용하기 편리하지만 손 사용의 세부 사항 및 기능적 맥락을 설명하기에는 충분하지 않습니다.

웨어러블 카메라는 이러한 간격을 채우고 신경 재활 응용 프로그램^{15,16,17,18,19에}대한 가정에서 ADLs 동안 손 기능의 세부 사항을 캡처하기 위해 제안되었습니다. 컴퓨터 비전을 사용하여 자기 중심 비디오를 자동화하여 손 자체와 실제 ADL^20에서수행 된 작업에 대한 정보를 제공함으로써 컨텍스트에서 손 기능을 정량화 할 수있는 상당한 잠재력을 가지고 있습니다. 한편, 연속 기록의 지속 시간은 전형적으로 배터리, 저장 및 편안함 고려 사항에 의해 약 1~1.5h로 제한됩니다. 여기서 이러한 제약 조건 내에서 는 개인의 일상 생활을 대표하는 데이터와 손 기능 평가를 위한 유익한 데이터를 얻기 위한 자기 중심적인 비디오 수집 프로토콜을 제시합니다.

연구 결과는 대학 건강 네트워크의 연구 윤리 위원회에 의해 승인되었습니다. 서명된 정보에 입각한 동의는 연구에 등록하기 전에 각 참가자로부터 얻어졌습니다. 비디오 녹화에 등장하는 간병인 이나 가정 구성원으로부터 서명 된 동의를 얻었습니다.

1. 개인에 대한 프로토콜 적용 가능성 확인

참고: 이 프로토콜은 손상되었지만 완전히 결석하지 않은 개인에게 적용하기 위한 것입니다(특정 기준은 인구 및/또는 관심 문제에 맞게 조정할 수 있음).

1. 참가자들에게 영향을 받는 손이 AD를 수행하는 능력에 영향을 미치는지 물어보십시오.
   참고: 참가자에게 영향을 받는 손으로 독립적으로 수행할 수 있고 수행할 수 없는 작업의 몇 가지 예를 제공하도록 요청하는 것이 좋습니다.
2. 몬트리올 인지 평가(MoCA)의 총 점수가 21을 초과하는지 확인하여 프로토콜 절차를 이해하고 따르는 잠재적 어려움을 방지합니다.

2. 참가자의 일상의 결정

1. 참가자들에게 지난 2주 동안 의 일상을 회상해 보라고 한다. 수행되는 일일 작업, 기간 및 대략 몇 시에 문서화합니다.
2. 참가자와 공동으로 동영상을 녹화하는 동안 각각 1.5h의 3회 를 선택합니다. 주 중 다른 날에 걸쳐 분산되는 타임슬롯을 선택하고 손을 포함하는 AD가 일반적으로 순서대로 수행될 때 수행됩니다.
   참고: 선택한 AD는 각 참가자의 일반적인 활동을 대표해야 하며 의미 있는 것으로 인식되어야 합니다. 다양한 날에 기록 기간을 예약하는 것은 기록된 AL의 다양성을 높이고 유용하고 의미 있는 데이터의 캡처를 촉진하기 위한 것입니다.
   참고: 기록 시간대는 기록 효율성을 위해 예약되어 있지만 참가자는 언제 시작하고 녹화를 중지해야 하는지 완전히 제어할 수 있음을 이해해야 합니다.

3. 녹화 일정에 대한 합의 및 참가자와의 비디오 콘텐츠 타겟팅

1. 기록 일정에 대한 각 참가자의 동의를 얻고, 그들이 가질 수있는 우려를 논의 한 후.
2. 2주 동안 3h의 동영상 목표를 설정합니다. 동영상이 부족하면 녹화 기간이 연장될 수 있음을 참가자에게 알립니다.

4. AD를 자연스럽게 수행하는 것의 중요성을 강조합니다.

1. 참가자에게 기록할 특정 활동을 지정하는 대신 사실적인 루틴을 캡처하는 데 집중하도록 지시합니다. 명령의 의도는 참가자가 일반적인 것보다 더 많은 양의 특정 활동을 인위적으로 기록하지 못하게하는 것입니다.

5. 집에서 녹음 하는 동안 잠재적인 개인 정보 보호 문제에 대 한 통지

1. 참가자는 모든 기록이 개인 정보 보호 문제를 피하기 위해 공공 장소가 아닌 집 안에서 수행되어야한다는 것을 이해해야합니다.
2. 목욕, 드레싱/드레싱, 기밀 정보 확인 등 개인 정보 보호 문제를 제기할 수 있는 몇 가지 예를 제시합니다. 참가자들에게 녹음에 얼굴을 표시할 수 있는 거울을 알고 있음을 상기시킨다.
3. 참가자는 비디오에서 가능한 한 가족 구성원이나 간병인과 같은 다른 사람들의 존재를 피할 것을 제안합니다.
   참고: 연구 연구의 맥락에서, 다른 사람의 존재가 불가피한 경우, 그 개인에게서 통보된 동의를 얻어야 합니다.

6. 카메라 및 태블릿 명령

참고: 참가자가 초기 접촉 중에 많은 일상적인 필요에 대한 간병인의 도움이 필요하다고 표시하는 경우, 간병인은 또한 연구 방문에 참석하고 장비 사용에 대한 교육을 받아 나중에 참가자를 도울 수 있도록 권장됩니다.

1. 참가자에게 자기 중심카메라(재료 표)를사용하는 방법을 시연합니다.
   1. 카메라를 켜고 끄는 방법을 보여 줍니다.
   2. 카메라를 사용하여 녹화(시작, 일시 중지, 중지)를 제어하는 방법을 보여 줍니다.
2. 태블릿(재료 테이블)을사전 설치된 카메라 앱과 함께 사용하여 녹화를 제어하는 방법을 보여 준다.
   참고: 데모에는 카메라 앱의 녹화 제어뿐만 아니라 녹화된 비디오를 재생 및 편집(예: 트림 또는 삭제)하는 것이 포함됩니다. 카메라 리모컨은 처음에는 고려되었지만(보충파일)을고려했지만, 실제로는 참가자가 카메라 나 태블릿을 사용하여 녹화를 시작하고 중지하는 것이 편안했기 때문에 사용되지 않았습니다.
   1. 태블릿을 켜고 끄는 방법을 보여 줍니다.
   2. 카메라 앱을 통해 태블릿을 카메라에 연결하는 방법을 보여 줍니다.
   3. 카메라 앱에서 녹화를 제어하는 방법을 보여 줍니다.
   4. 카메라 앱에서 녹화된 동영상을 검토하는 방법을 보여 줍니다.
   5. 카메라 앱에서 비디오를 잘라내거나 삭제하는 방법을 보여 줍니다.
3. 참가자의 머리에 조절가능한 탄성 헤드밴드를 사용하여 카메라를 착용하고 벗는 방법을 시연합니다.
   참고: 그림 1을참조하십시오.
   
   그림 1. 웨어러블 카메라 설정.  (A) 자기 중심 카메라의 위치. (B) 카메라에서 각광을 받고 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
   1. 참가자의 이마에 카메라를 놓습니다. 헤드밴드를 조정하여 카메라를 편안하고 꾸준히 착용합니다.
   2. 이마에 대하여 카메라의 최적의 각도를 보장합니다.
   3. 참가자에게 앞에서 손을 움직이고 객체(예: 태블릿)를 조작하는 동안 짧은 비디오 세그먼트를 기록하도록 요청합니다.
   4. 녹화된 비디오를 검토하고 조작 작업을 수행하는 동안 장면의 중앙 영역에서 두 손이 명확하게 표시되는지 확인합니다.
   5. 참가자 및 간병인과 함께 카메라와 태블릿을 사용하여 숙련도를 입증할 때까지 연습합니다.

7. 장비 제공

1. 참가자들에게 모든 장비가 있는 키트를 제공하여 집에서 AD를 기록하십시오. 카메라와 태블릿 외에도 추가 카메라 배터리, 카메라와 태블릿용 배터리 충전기, 충전 케이블, 카메라 헤드밴드 및 카메라 사용에 대한 인쇄된 지침 세트가 포함되어 있습니다(보충 자료참조).

8. 실험적 문제 해결 및 후속 조치

1. 집에서 실제 녹음 하는 동안 장애물을 해결 하는 데 도움이 연구원의 연락처 정보를 제공 합니다. 1주일 후, 연구원들은 참가자들에게 전화를 걸어 기록 진행 상황을 기록하고 잠재적인 기술적 문제를 해결합니다.

9. 장비 및 비디오 검색

1. 참가자의 모든 장비와 비디오를 직접 또는 선불 우편 소포를 통해 재구성합니다.
2. 참가자가 반환된 모든 동영상을 공유하는 데 동의해야 합니다. 참가자는 수집된 모든 동영상을 연구팀에 반환하기 전에 검토하고 공유하고 싶지 않은 부분을 삭제하는 것이 좋습니다.
3. 연구 연구의 경우 반환된 비디오를 검토하고 동의없이 비디오에 누군가가 나타나는지 확인하십시오. 이 경우 동의서를 보내거나 동영상에 등장하는 개인에게 전화하여 동영상 사용에 대한 동의를 얻습니다. 개인이 도달 할 수없는 경우, 그들이 나타나는 비디오의 부분은 연구원에 의해 삭제됩니다.

참가자 인구 통계 및 포함 기준
이 연구 결과를 위해 23명의 참가자의 견본은 모집되었습니다: 9 치기 생존자 (6 남자, 3 여자) 및 cSCI를 가진 14명의 개별 (12 남자, 2 여자). 모집된 표본에 대한 요약 인구 통계 학적 및 임상 정보는 표 1에보고된다.

표 1. 모집된 참가자의 인구 통계 및 임상 정보.

이 연구 결과에 있는 두 단에 대한 상호 포함 기준은: 1) 18 세 이상, 2) 손상되었지만 결석한 손 기능, 3) 상지 운동에 영향을 미치는 그밖 신경 근골격계 켈레탈 질병의 부재, 4) 상반신 관절의 기형 없음 및 5) 상반신을 움직일 때 고통의 부재. 두 그룹 각각에 대한 추가 포함 기준은 다음과 같습니다.

cSCI를 가진 개별을 위해: 1) 척수 상해의 신경분류를 위한 국제 기준에 따라 C4와 C8 사이 상해의 신경학상 수준 (ISNCSCI), 2) 미국 척추 상해 협회 손상 규모 (AIS) 등급 A-D. 3) 외상성 또는 비 외상성 부상, 4) 적어도 하나의 사지에 대한 10과 23 사이의 일방적 인 ISNCSCI 상부 사지 모터 점수 (UEMS).

뇌졸중을 가진 개인의 경우: 1) 적어도 6 개월 뇌졸중 후, 2) 행동 연구 암 테스트에 총 점수 (ARAT) 보다 큰 10, 3) 몬트리올 인지 평가 (MoCA) 점수 이상 21 잠재적인 어려움 이해 및 연구 절차 다음을 피하기 위해.

콘텐츠 및 녹화된 비디오의 길이
여기에 제시된 분석에 사용된 동영상은 23명의 참가자 중 22명이었습니다. 나머지 참가자(cSCI를 가진 사람)는 6개월 가까이 연구팀과 연락이 닿지 않고 사용 가능한 데이터 없이 카메라를 반환했으며, 나머지 분석에는 포함되지 않았다. 이와 같이, 제안된 프로토콜은 참가자의 95.7%를 위해 성공적이었습니다. 평균적으로 참가자들은 5개 이상의 활동을 기록했습니다. 영상 녹화에 포함된 활동은 식사 준비, 식사, 식기 세척,신체 활동 및 뜨개질(그림 2)이었다. 평균 3.11 ± 0.98 h의 비디오는 동의를 제공하지 않은 다른 개인이 있거나 데이터를 전혀 사용할 수 없는 세그먼트를 폐기한 후 참가자당 0.98h의 비디오를 얻었습니다(예: 카메라가 테이블에 녹화된 상태로 남아 있음). 또한 참가자 당 일일 평균 비디오 녹화 길이는 60 ± 33 분이었습니다. 3명의 참가자는 질병으로 인해 녹음을 연기했습니다. 대부분의 참가자들은 합의된 일정에 따라 비디오를 녹화했지만 이마에 대한 무게와 열로 인해 1 시간 이상 카메라를 착용하는 것이 피곤하고 불편하다고 보고했습니다. 추가 녹음은 필요한 경우 3h 비디오 지속 시간 목표를 충족하도록 예약되었습니다. 3시간의 비디오를 획득하는 데 필요한 평균 녹화 기간은 22.3 ± 12.9d였습니다. 녹화 기간은 12에서 69 d까지 다양하며 참가자가 카메라를 받은 날부터 반환 된 날까지 계산했습니다. 4개의 경우에, 얻은 비디오의 길이는 건강 상태 또는 일정 제약조건으로 인해 3h 목표보다 낮았다. 두 명의 참가자가 가족의 책임으로 인해 2 시간 이상의 동영상을 녹화하는 데 2 개월 이상이 걸렸습니다. 또 다른 참가자는 2주 동안 거의 2h의 동영상을 녹화한 다음 여행 계획으로 인해 카메라를 반환하기로 결정했습니다. 다른 참가자는 실수로 녹화된 모든 비디오를 삭제했으며 추가 녹화 일정이 예약된 후 가족의 책임으로 인해 1h의 비디오만 제공할 수 있었습니다.

지속 시간 의 변화 외에도 손 가시성은 비디오의 품질에 영향을 미쳤습니다. 일부 기록된 활동은 신체 훈련과 오버헤드 캐비닛의 물체에 도달하는 것과 같이 손을 명확하게 보여주지 못했습니다. 손은 뇌졸중을 가진 두 참가자의 3 ADL에 표시되지 않았습니다. 신체 훈련에 관해서는, 한 참가자는 상두근 운동과 뒤뜰에서 테니스를 하기 위해 탄성 밴드를 사용하고 있었습니다. 팔의 움직임이 크고 빠르기 때문에 비디오의 손이 항상 보이지는 않았습니다. 넓은 범위의 상지 움직임을 필요로하는 활동 외에도 대부분의 기록 된 AL은 허리와 어깨 사이의 작업 공간 내에서 수행되었으며, 손은 녹음에서 볼 수 있습니다.

그림 2. 획득한 비디오에서 자주 기록되는 두 개의 AL의 예입니다. (A) 식사 준비. (B) 접시 세척. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. 

필요한 지원
22명 중 6명(27%)이 집에서 녹음 기간 동안 연구팀의 도움을 필요로 했습니다. 평균적으로 각 도움말 통화는 5-10분이 걸렸습니다. 가정 방문이 필요하지 않았습니다. 배터리 변경, 블루투스 연결, Wi-Fi 연결, 태블릿의 비디오 검토 및 트리밍, 태블릿에서 녹음 제어와 관련된 어려움이 발생했습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 전략이 채택되었습니다.

배터리 교체가 손 기능이 손상된 개인에게는 어려울 수 있기 때문에 연구원은 충전 케이블을 사용하여 카메라를 충전할 것을 제안했습니다. 카메라 태블릿 연결(예: Wi-Fi 및 Bluetooth 문제)과 관련된 기술적 문제와 태블릿에서 비디오를 검토하기 위한 경우, 연구자들은 절차를 통해 참가자들을 구두로 안내했습니다. 동영상 트리밍과 관련된 문제의 경우 참가자가 의도치 않게 녹화된 다른 동영상을 삭제하지 않도록 직접 연구자에게 비디오를 반환할 때 지원이 제공되었습니다. 참가자가 태블릿을 사용하여 녹화를 시작하고 중지할 수 없는 경우 녹화 버튼을 클릭하여 비디오 녹화의 시작 및 중지를 제어하여 카메라를 단독으로 사용하라는 지시를 받았습니다.

개인 정보 보호 문제
이전 결과 와 일치21,대부분의 참가자와 그 가족 구성원은 집에서 ADL을 기록에 대한 개인 정보 보호 우려를보고하지 않았다. 참가자의 한 가족 구성원은 비디오에 포함되기를 꺼렸고 참가자는 상황을 피할 수있었습니다. 총 한 참가자가 반환된 비디오를 트리밍하는 데 도움을 받았습니다. 집에서 자기 중심 동영상 의 수집에 대한 참가자의 견해에 대한 질적 분석은 다른 곳에서보고될 것이지만, 개인 정보 보호 고려 사항은 이러한 연구에서 데이터 수집에 장애물을 초래하지 않았습니다. 이 프로토콜에서 ADL은 공공 장소에서 개인 정보 보호 문제를 방지하기 위해 가정 환경에서 기록되었습니다. 참가자 외에도 참가자의 15 명의 방관자 (간병인 및 가족 구성원 포함)가 반환 된 비디오에 포함되었으며 연구에 포함되는 데 동의했습니다. 동영상에 포함된 15명의 방관자 중 6명은 얼굴이 보이지 않았기 때문에 신원을 알아볼 수 없었습니다. 또한, 뇌졸중을 앓고 있는 참가자 2명의 가족 구성원으로부터 약 20분 분량의 동영상이 삭제되었습니다.

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