Name: 가상 현실에서의 일상 생활 움직임 모션 캡처 시스템의 기구학을 측정 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: 학습하세요 가상 현실 환경에서 모션 캡처 시스템을 활용한 일상 생활 움직임의 기구학적 성능 측정 방법을. 이 기법은 치매 및 경도 인지 장애의 조기 진단에 활용될 수 있습니다.

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캔사스와 앨 러 배 마 동등 하 게 기여합니다. 이 연구는 기본 과학 연구 프로그램을 통해 국가 연구 재단의 한국 (NRF) 과학의 부, 정보 통신 및 미래 계획 (NRF-2016R1D1A1B03931389)에 의해 자금에 의해 지원 되었다.

여기에 설명 된 모든 실험 절차 (HYI-15-029-2) 헬싱키의 선언에 따라 제도적 검토 보드의 한 양 대학에 의해 승인 되었다. 6 건강 한 컨트롤 (4 남성 및 2 명의 여성)와 6 MCI 환자 (3 남성 3 여성)는 3 차 의료 센터, 한 양 대학 병원에서에서 채용 했다.
1. 참가자 모집
<ol><li>(즉, 장애인된 IADL 기능) MCI 환자와 건강 한 컨트롤 (즉, 정상적인 IADL 기능) 70-80 세를 모집 합니다.</li>
	<li>10 년 임상 경험의 신경과의 도움으로 환자의 병력을 검토 하 고 신경/정신 질환 또는 뇌 수술의 역사를 가진 환자를 제외 합니다. 참고: 사용 하 여 다음 신경 심리적 시험: 소형 정신 상태 검사-치 매 검사, 한국어 경 음악 활동의 일상 생활, 자유 및 상기 테스트, 숫자 범위 테스트-앞 으로/뒤로, 트레일 만들기 테스트-A/B13 Cued 선택적 , 그리고 알 버트 외 의 기준 MCI 진단 14 입니다.</li>
</ol>2. VR 소프트웨어를 설치 하 고 컴퓨터를 연결
<ol><li>그림 1과 유사한 전용된 룸에 하드웨어를 설치. 룸 크기 몰입 형 가상 환경에서 (2.5 x 2.5 m3x 4)이이 프로토콜을 수행 4 컴퓨터, 4 입체 3 차원 (3D) 프로젝터, 및 8 모션 추적 카메라 위치와 방향을 지배적인 손의 추적을 포함 하 고 머리 두 IADL 작업 중입니다. 참고:이 문서에 사용 되는 VR 기술은 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어는 현실적인 개체 및 이벤트 제공 될 수 있는 가상 환경에 몰입 하 고 인터랙티브 3D 경험을 제공 하는. 하드웨어 및 소프트웨어의 세부 자료 테이블에 설명 되어 있습니다.</li>
	<li>모든 컴퓨터 (Visual Studio 2012 재배포 가능 패키지 (x86), DirectX, MiddleVR, 또는 동등한) 필요한 소프트웨어를 갖추고 있는지 확인 합니다. MiddleVR, 즉, 미들웨어 소프트웨어, 입력된 장치, 월, 클러스터링, 및 상호 작용에 대 한 라이브러리의 최신 버전을 얻으려면 웹사이트15 확인.</li>
	<li>입체 3D 프로젝터를 컴퓨터를 연결 합니다. 그래픽 설정은 1920 x 1080 픽셀의 해상도입니다.</li>
	<li>4 컴퓨터를 홈 네트워크에 연결 하는 Windows 10 홈 그룹을 만듭니다. 주 컴퓨터에 폴더를 만들고 다른 홈 컴퓨터와 공유 합니다.</li>
	<li>주 컴퓨터에 미들웨어 소프트웨어를 시작 합니다. "클러스터" 버튼을 클릭 합니다. 서버 및 클라이언트 다른 컴퓨터는 주 컴퓨터를 설정 합니다. 이 모든 디바이스의 상태와 동기화 됩니다. "3D 노드" 버튼을 클릭 합니다. 위치, 방향, 및 가상 환경 화면 크기를 지정 합니다.</li>
	<li>웹사이트15 에 따라 설정을 완료 하 고 구성 파일을 저장 합니다.</li>
</ol>3. 가상 환경에서 모션 캡처 시스템 설정
<ol><li>캡처 볼륨을 완전히 커버 하는 가상 환경에서 8 모션 추적 카메라를 탑재 합니다. 그들은 캡처 동안 고정 된 상태로 유지 되도록 카메라를 안전 하 게 수정 합니다. 개체는 가상 환경에서 항상 적어도 2 대의 카메라에 의해 표시 됩니다 확인 하십시오.</li>
	<li>OptiTrack 동기 소프트웨어, 즉, 모션 캡처 소프트웨어를 설치 수동16를 사용 하 여 기본 컴퓨터에 설치 합니다. 카테고리 6 이더넷 케이블 모션 캡처 시스템와 주 컴퓨터를 연결 합니다.</li>
	<li>소프트웨어 수동16에 자세한 다음 단계 모션 캡처 시스템 보정.<ol>
<li>캡처 볼륨에서 모든 외부 반사 또는 불필요 한 표시를 제거 합니다.</li>
		<li>원치 않는 반사 또는 주변 간섭 마스크 "마스크 표시" 버튼을 클릭 합니다.</li>
		<li>"시작 Wanding" 버튼을 클릭 합니다. 교정 지팡이 사용 하 여 각각의 위치와 방향을 3 차원 공간에서 계산 하기 위해 샘플 프레임의 캡처를 지 원하는.</li>
		<li>수집 된 샘플을 사용 하 여 시스템 보정에 "계산" 버튼을 클릭 합니다.</li>
		<li>(순서에 최악의 최고) 교정 결과 확인: 가난, 박람회, 좋은, 좋은, 우수한, 및 특별. 결과 보다 큰 경우 "적용" 버튼을 클릭 합니다. 그렇지 않으면, "취소" 버튼을 클릭 하 고 wanding 프로세스를 반복 합니다.</li>
		<li>기원 하려는 3D 공간 안에 교정 사각형을 놓습니다. "지 면 설정" 버튼을 추적된 3D 좌표계 원점 설정을 클릭 합니다.</li>
		<li>지배적인 손 및 머리에 대 한 연결 된 반사 마커를 선택 합니다. "강 체" 버튼을 클릭 한 다음 "만들기에서 선택 표시" 버튼을 클릭 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>모션 캡처 소프트웨어, "스트리밍" 메뉴를 엽니다. 나열 된 포트 번호 3883, 인지 확인 하 고 "VRPN 스트리밍 엔진" 카테고리에서 "브로드캐스트 프레임 데이터" 상자를 선택 합니다. "Ctrl" + "S" 교정 파일 저장을 클릭 하십시오.</li>
	<li>주 컴퓨터에 미들웨어 소프트웨어를 시작 합니다. "장치"를 클릭 합니다. 모션 캡처 시스템에서 추적 데이터를 얻기 위해 VRPN 추적기를 추가 하 고 구성 파일을 저장 합니다.</li>
</ol>4. 사용을 위해 가상 환경 준비
<ol><li>가상 환경에서 모든 반사 개체 (즉, 시계, 반지, 귀걸이, 금속, 등)를 제거 합니다.</li>
	<li>컴퓨터, 입체 3D 프로젝터 및 모션 캡처 시스템 (360 프레임 / 초)를 켭니다.</li>
	<li>일단 4 컴퓨터를 실행 하는 VRDaemon 소프트웨어를 시작 합니다. 예를 들어 "C:\Program Files (x86) \MiddleVR\bin."에 있는 "VRDaemon.exe"에 더블 클릭</li>
	<li>주 컴퓨터에 모션 캡처 소프트웨어를 시작 합니다. 상단 메뉴 "열기 기존 프로젝트." 레이블이 있는 단추를 클릭 합니다 카메라 보정 파일을 로드 합니다.</li>
	<li>주 컴퓨터에 미들웨어 소프트웨어를 시작 합니다. "시뮬레이션" 버튼을 클릭 합니다. 공유 폴더에서 적절 한 시뮬레이션 및 구성 파일을 로드 합니다.</li>
	<li>미들웨어 소프트웨어에 선택한 시뮬레이션 및 구성 파일 몰입 형 가상 응용 프로그램을 실행 하려면 "실행" 버튼을 누릅니다.</li>
</ol>5. 가상 환경 참가자 숙지
<ol><li>입체 안경 무게 약 50 g 참가자를 제공 합니다. 입체 안경의 디스플레이 주파수는 192 Hz. 입체 안경을 편안 하 게 눈과 귀가; 배치 확인 그림 2A참조.</li>
	<li>참가자의 지배적인 손 및 머리 1 g 미만의 무게 반사 마커를 부착 합니다. 반사 마커를 단단히; 연결 조심 그림 2B참조. 그들은 자유롭게 움직일 수 있다는 참가자 이나 머리의 움직임을 사용 하 여 가상 환경에서 회전 하 고 지배적인 손 가진 가상 개체를 클릭 하 여. 가상 손 참가자의 검지 손가락;의 위치를 모방 하기 위해 가상 환경에 나타납니다. 그림 3을 참조 하십시오.</li>
	<li>참가자가 자유롭게 이동 요청 (즉, 일어, 아래, 왼쪽가 앉아서 오른쪽) VR 환경 자체에 익숙해지도록 하 5 분에 대 한 가상 환경에서. 그럼 참가자가 지배적인 손 가진 가상 개체와 상호 작용 하는 방법에 익숙해지도록 5 분 가상 버튼 클릭 부탁 드립니다. 참가자 한 경우 또 다른 10 분 훈련 세션을 제공 합니다.</li>
	<li>참가자 시뮬레이터 병 설문17VR 질병에 면역 인지 확인 하십시오. 주의: 동기화 동작 입체 디스플레이에 추적 VR 질병, 불편, 두통, 위 인식, 구역 질, 구 토, 창백, 발한, 피로, 졸음, 방향 감각 상실, 그리고 무관심에 발생할 수 있습니다 발생할 수 있습니다. 참가자의 피로 불평 또는 시뮬레이터 병 점수 너무 높다, 프로토콜을 중지.</li>
</ol>6. 수행 "작업 1: 돈을 인출"
주의: 작업 1과 작업 2 월 효과 제거 하려면 시퀀스 맞출.
<ol><li>참가자에 게 작업의 세부 정보를 설명 하 고 제공 하는 가상 환경에서 작업을 완료 하려면 8 작업 단계. 단계는 (1) 삽입 ATM, (2) 선택 '철회' 메뉴, (3) 선택 철회, (4) 빌 종류 선택, (5) PIN (개인 id 번호)을 입력, (6) 확인 옵션을 선택, (7) 제거, 카드 금액에 카드와 (8)에서 돈을 ATM ( 그림 4참조).</li>
	<li>주 컴퓨터에 미들웨어 소프트웨어를 시작 합니다. "시뮬레이션" 탭에서 작업 1과 구성 파일에 대 한 시뮬레이션 파일을 선택 합니다. "실행" 단추. "작업 1: 돈을 인출" 가상 환경에서 실행 됩니다. 참고: 작업 1 파일에 대 한 추가 파일 1에 있는 "작업 1 철수 Money.zip" 칙 참조. 참고 가상 작업 Unity 3D 엔진으로 개발 되었다.</li>
	<li>경우는 "작업 1: 돈을 인출"을 다음과 같이 수행할 참가자를 지시 가상 환경에서 실행: "쇼핑을 위한 ATM에서 70, 000 원 (약 60 달러에 해당) 철회 하시기 바랍니다. 노트의 선택 두 가지, 하나 두 10000 및 50000 원 50000 원 주 원 20000 원에 대 한 메모. 거래에 대 한 암호는 오늘날의 날짜입니다. 예를 들어, 실험 수행 11 월 11 일에, PIN는 1111입니다. 제발 추가 참조에 대 한 영수증 계속. "</li>
	<li>작업이 완료 되 면 공유 폴더에서 추가 분석을 위해 CSV 파일 (쉼표로 구분 된 값)에 저장 된 운동학 적 데이터를 확인 합니다. 참고: 동안 모션 캡처 시스템을 사용 하 여 "작업 1: 돈을 인출" 1의 기록 주파수 작업 할 때 위치와 지배적인 손의 방향을 기록 ms.</li>
	<li>시작 하기 전에 약 5 분 휴식을 참가자에 게 "작업 2: 버스."</li>
</ol>7. 수행 "작업 2: 버스를 타고"
<ol><li>참가자에 게 작업의 세부 사항을 설명 하 고 완료 하는 방법에 지침을 제공 "작업 2: 버스를 타고" 다음과 같이: "버스 정류장에서 기다려 고 대상 버스 이용 하시기 바랍니다. 대상 버스 정보는 특정 줄 번호, 색상, 그리고 대상에 의해 VR 화면에 주어질 것 이다. 대상 버스 도착 하면, 대상 버스의 문 앞에 버스 정류장에서 도보로 해야 합니다. 8 다른 대상 버스 수 무작위로 생성 되며 발표. " 그림 5를 참조 하십시오.</li>
	<li>주 컴퓨터에 미들웨어 소프트웨어를 시작 합니다. "시뮬레이션" 탭에서 작업 2와 구성 파일에 대 한 시뮬레이션 파일을 선택 합니다. 다음 "실행" 버튼을 누르면 "작업 2: 버스를 타고" 가상 환경에서 실행 됩니다. 참고: 작업 2 파일 추가 파일 2에 연결 된 "작업 2 걸릴는 Bus.zip" 파일 참조. 참고 가상 작업 Unity 3D 엔진으로 개발 되었다.</li>
	<li>경우는 "작업 2: 버스" 참가자가 버스 정류장에 대기 지시 가상 환경에서 실행 됩니다. 버스 정류장에 도착 하는 버스를 만들기 위해 키보드에서 "스페이스바" 키를 클릭 합니다.</li>
	<li>작업이 완료 되 면 공유 폴더에서 추가 분석을 위해 CSV 파일에 저장 된 운동학 적 데이터를 확인 합니다. 참고: 동안 모션 캡처 시스템을 사용 하 여 "작업 2: 버스를 타고" 1의 기록 주파수 작업 할 때 위치와 머리의 방향을 기록 ms.</li>
	<li>프로토콜 완료 됩니다. 참가자는 입체 안경을 제거 하 고 지배적인 손 및 머리에서 반사 마커를 분리 도움이 됩니다.</li>
</ol>

<ol><li>Reppermund, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impairment+in+instrumental+activities+of+daily+living+with+high+cognitive+demand+is+an+early+marker+of+mild+cognitive+impairment%3A+the+Sydney+Memory+and+Ageing+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol.+Med%22%5BJournal%5D)">Impairment in instrumental activities of daily living with high cognitive demand is an early marker of mild cognitive impairment: the Sydney Memory and Ageing Study.</a> Psychol. Med. 43 (11), 2437-2445 (2013).</li>
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<li>Jekel, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mild+cognitive+impairment+and+deficits+in+instrumental+activities+of+daily+living%3A+a+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Alzheimers.+Res.+Ther%22%5BJournal%5D)">Mild cognitive impairment and deficits in instrumental activities of daily living: a systematic review.</a> Alzheimers. Res. Ther. 7 (1), 17(2015).</li>
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</ol>

저자는 관심 없음 충돌 선언합니다.

우리 일상 생활 움직임 모션 캡처 시스템 몰입 형 VR 환경에서의 운동학 적인 측정 프로토콜 상세. 첫째, 실험 설정, 설정 하는 방법에 가이드 준비, 하 고 몰입 형 가상 현실 환경에 익숙해지도록 참가자. 둘째, 우리는 VR에서 두 표준화 IADL 작업을 개발. 셋째, 단계 3과 단계 5 프로토콜 섹션에서 VR 질병을 최소화 하기 위해 가장 중요 한 단계입니다. 가상 환경 (3 단계)에서 모션 캡처 시스템을 설정할 때, 그것은 완벽 하 게 캡처 볼륨, 카메라 캡처 동안 움직임을 방지, 적어도 2 개의 카메라 수를 안정적으로 해결을 충분히 높은 추적 카메라를 탑재 하는 것이 중요 동시에 한 개체를 캡처하고 가상 환경에서 모든 외부 반사 또는 불필요 한 표시를 제거 합니다. VR (단계 5) 참가자에 대해, 하는 동안 가상 경험에 그들을 위해 충분 한 훈련을 제공 하기 위해 결정적 이다. 만약 참가자 VR 질병 증상 (예, 불편, 두통, 구역 질, 구 토, 창백, 발한, 피로, 졸음, 방향 감각 상실, 그리고 무관...

매일 (IADL)와 같은 금융 거래 처리, 대 중 교통을 사용 하 여, 요리, 의료 마커 때문에 그들은 여러 신경 심리적 기능1필요 생활의 경 음악 활동. 장애인된 IADL 기능 따라서 신경 질병, 가벼운 인지 장애 (MCI) 등 치 매2에 선구자 이라고 여겨진다. 골드의 종합적인 검토 IADL 작업3 의 표시 인 더 까다로운 작업, 재정 관리 등 대 중 교통을 사용 하 여 MCI의 치 매 초기 예측 했다.
날짜 하려면, IADL의 가장 일반적으로 사용 되 평가 각자 보고 질문 지, 정보 기반 설문 조사 및 성능 기반 평가4입니다. IADL의 평가 설문지 기반 비용 효율적이 고 사용 하기 쉬운, 하지만 주관적인 편견 하는 경향이 있다. 예를 들어, 자기 보고, 환자는 경향이에 이상-또는 아래-estimate 자신의 IADL 기능5. 마찬가지로, 정보는 관찰자의 misperceptions 또는 지식 격차4IADL 기능을 잘못 판단. 많은 작업은 일반적인 임상 설정6에 대 한 적절 한 따라서, IADL 특정 작업을 수행 하는 환자에 게 성능 기반 평가 선호 되었습니다.
최근, 가상 현실 (VR) 연구가이 기술 의학 및 의료 평가7재활 훈련에서 모든 것을 포함 하는 건강 관리에 중요 한 응용 프로그램에 있을 수 있었다는 것으로 나타났습니다. 모든 참가자는 동일한 조건 VR, 현실 세계를 모방을 테스트할 수 있습니다. 예를 들어, 얼 레인 외. 8 가상 커피 만들기 작업을 개발 하 고 인지 장애를 가진 환자는 작업 제대로 수행 했다. Klinger 외. 9 다른 VR 환경 메일링 및 작업 쇼핑에 대 한 개발과 신경 심리적 시험 결과 및 VR에서 작업 완료 시간 사이의 의미 있는 관계를 발견. 마우스와 키보드8,9등 기존의 입력된 장치를 사용 하 여 때 IADL 평가의 이전 VR 연구는 주로 반응 시간이 나 정확도 등 간단한 성능 측정에 집중 됩니다. IADL에 대 한 자세한 성능 데이터 따라서 MCI4환자에 대 한 화면을 효율적으로 필요 합니다.
실시간 모션 캡처 데이터의 운동학 적 분석은 양적 문서 IADL 작업과 관련 된 자세한 성능 데이터를 강력한 접근 이다. 예를 들어 화이트 외. 10 일상 생활 작업 동안 참가자의 관절 각도 데이터를 캡처하고 캡처한 데이터 양적 물리 치료의 효과 평가 하기 위해 사용 하는 가상 부엌 개발. Dimbwadyo-Terrer 외. 11 일상 생활의 기본 작업을 수행 하는 경우 상 지 성능을 평가 하는 몰입 형 VR 환경 개발과 운동학 데이터 어퍼 사지의 기능 비늘으로 매우 상관 VR 환경에서 기록 했다. 모션 캡처 시스템 이러한 운동학 분석 더 신속 하 게 환자의 인지 장애12를 평가 하는 기회를 제공할 수 있습니다. MCI 환자에 대 한 심사에 상세한 운동학 적 데이터의 포함은 크게 건강 한 컨트롤13에 비해 환자의 분류를 개선.
여기, 우리 일상 생활 운동 몰입 형 VR 환경에서 모션 캡처 시스템의 기구학을 평가 하기 위해 프로토콜을 설명 합니다. 프로토콜 구성 두 복잡 한 IADL 작업: "작업 1: 돈을 인출" (금융 거래 처리) 및 "작업 2: 버스를 타고" (대 중 교통을 사용 하 여). 작업은 수행 하는 동안 모션 캡처 시스템 위치와 지배적인 손 및 머리의 방향을 추적. 작업 1을 완료, 지배적인 손 궤적, 이동 거리, 및 완료 시간 수집 했다. 작업 2에서 머리 궤적, 이동 거리, 및 완료 시간 수집 했다. 이 문서에서는 대표적인 결과 섹션 내용을 MCI 환자의 예비 시험 (즉, IADL 기능은 장애인)에 비해 건강 한 컨트롤 (즉, IADL 기능은 그대로).

<table><tbody><tr><td>컴퓨터</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>컴퓨터 요구 사항:&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; - 단일 소켓 H3 (LGA 1150) 지원 - Intel&reg; 제온&reg; E3-1200 v3, 4세대 코어 i7/i5/i3 프로세서 - Intel&reg; C226 Express PCH - 4소켓에서 최대 32GB DDR3 ECC/non-ECC 1600MHz UDIMM - 듀얼 기가비트 이더넷 LAN 포트 - 8x SATA3 (6Gbps) - 2x PCI-E 3.0 x16, 3x PCI-E 2.0 x1 및 2x PCI 5V 32비트 슬롯 - 6x USB 3.0 (2 후면 + 4 via 헤더) - 10x USB 2.0 (4 후면 + 6 via 헤더) - HD Realtek의 오디오 7.1 채널 커넥터 ALC1150 - 1x DOM 전원 커넥터 및 1x SPDIF Out 헤더 - 800W 고효율 전원 공급 장치 - Intel Xeon E3-1230v3 - DDR3 PC12800 8GB ECC - WD 1TB 블루 WD 10EZEX&nbsp; 3.5" - NVIDIA QUADRO K5000 & SYNC</td></tr><tr><td>입체 3D 프로젝터</td><td>Barco</td><td>F35 AS3D WUXGA</td><td>해상도: - WQXGA (2,560 x 1,600) - 파노라마 (2,560 x 1,080) - WUXGA (1,920 x 1,200), 1080p (1,920 x 1,080)</td></tr><tr><td>입체 안경</td><td>Volfoni</td><td>Edge 1.2</td><td>자세한 정보는 http://volfoni.com/en/edge-1-2/</td></tr> <tr><td>Motion Capture Systems</td><td>NaturalPoint OptiTrack</td><td>17W</td><td>를 참조하십시오.자세한 내용은 http://optitrack.com/products/prime-17w/</td></tr> <tr><td>OptiTrack(모션 캡처 소프트웨어)</td><td>NaturalPoint OptiTrack</td><td>Motive 2.0</td><td>자세한 내용은 https://optitrack.com/downloads/motive.html</td></tr><tr><td>MiddleVR(미들웨어 소프트웨어)</td><td>MiddleVR</td><td>For Unity</td>에서 <td>http://www.middlevr.com/middlevr-for-unity/ 확인할</td></tr> 수 있습니다.<tr><td> 소프트웨어)</td><td>MiddleVR</td><td>For Unity</td><td>자세한 내용은 http://www.middlevr.com/middlevr-for-unity/</td></tr> <tr><td>Unity3D (게임 엔진)</td><td>Unity Technologies</td><td>Personal</td><td></td></tr></tbody></table>에서 확인할 수 있습니다 https://unity3d.com/unity.

가상 현실에서의 일상 생활 움직임 모션 캡처 시스템의 기구학을 측정

Measuring the Kinematics of Daily Living Movements with Motion Capture Systems in Virtual Reality

일상 생활 (IADL)의 기 악 활동을 완료 하는 무 능력은 다양 한 신경 심리적 질병에 선구자. IADL의 평가 설문지 기반 사용 하기 쉽습니다 하지만 주관적인 편견 하는 경향이 있습니다. 여기, 우리는 2 개의 복잡 한 IADL 작업을 평가 하기 위해 소설 가상 현실 (VR) 테스트 설명: 금융 거래를 처리 하 고 대 중 교통을 사용 하 여. 참가자 VR 환경에서 작업을 수행 하는 동안 모션 위치와 방향을 지배적인 손 및 머리는 3 차원 데카르트 좌표계에서의 시스템 추적을 캡처합니다. 운동학 적 원시 데이터 수집 되 고 ' 운동학 성능 측정,' 즉, 변환 모션 궤도, 이동 거리, 및 완료 시간. 모션 궤도 공간에서 특정 신체 일부 (예:, 지배적인 손 또는 머리)의 경로입니다. 궤적의 총 거리를 참조 거리를 이동 그리고 완료 시간 IADL 작업을 완료 하는 데 걸리는 시간. 운동학이 측정 건강 한 컨트롤에서 인지 장애 환자 차별 수 있습니다. 이 동 측정 프로토콜의 개발 초기 IADL 관련 인지 장애의 감지 수 있습니다.

CSV 파일에서 "작업 1: 돈을 인출" 지배적인 손 궤적, 이동 거리, 및 완료 시간을 계산 하는 통계 소프트웨어 R를 사용 하 여 분석 했다. 지배적인 손 움직임의 궤적 시각 이다 (그림 6). 지배적인 손의 이동 거리는 작업 1을 수행 하는 동안 순차적인 손 위치 사이 총 거리를 합산 하 여 계산 됩니다. 위치 사이 거리 유클리드 거리가입니다. 완료 시간 (즉, 1 단계 "삽입물에서 ATM에 카드" 8 단계 "걸릴 현금 지급기에서 돈을")에 전체 작업을 완료 하는 데 걸린 시간을 의미 합니다. 통계 분석에 대 한 R 코드에 대 한 추가 파일3에서 첨부 "작업 1 R Code.docx" 파일을 참조 하십시오.
CSV 파일에서 "작업 2: 버스를 타고" 이동 거리...

우리는 모션 캡처 시스템 일상 생활 (IADL)의 기 악 활동을 평가 하기 위해 가상 현실 테스트를 설계. 우리는 다양 한 움직임, 궤적, IADL 기능 평가를 완료 시간과 이동 거리를 포함 하 여 참가자의 해석에 대 한 자세한 운동학 분석을 제안 합니다.

The inability to complete instrumental activities of daily living (IADL) is a precursor to various neuropsychological diseases. Questionnaire-based ...

이 실험 절차의 전반적인 목표는 몰입형 가상 환경에서 모션 캡처 시스템을 사용하여 일상 생활 움직임의 운동학적 성능 측정을 평가하는 것입니다. 이 방법은 일상 업무를 완료할 수 있는 능력을 통해 치매 및 경도 인지 장애를 조기에 진단하는 방법과 같은 의료 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 궤적, 이동 거리, 시간 초과와 같은 상세한 운동학적 데이터를 정량적으로 문서화하면서 일상적인 작업을 실시간으로 수행할 수 있다는 것입니다.이 기술의 의미는 대중 교통 이용과 같은 일상 업무를 완료하는 능력이 신경 심리학적 기능과 밀접하게 얽혀 있기 때문에 EMSCI에서 치매의 조기 진단으로 확장됩니다. 이 방법에 대한 아이디어는 참가자들이 실제 경험을 모방한 동일한 조건에서 테스트될 수 있는 평가 환경으로서의 가상 현실의 잠재력을 깨달았을 때 처음 떠올랐습니다. 일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 가상 현실에서 실험을 수행하고 운동학적 데이터를 분석하기 어렵기 때문에 어려움을 겪을 것입니다.먼저 4대의 컴퓨터, 4대의 입체 3차원 프로젝터, 8대의 모션 트래킹 카메라를 포함한 하드웨어를 설정하여 일상 생활의 두 가지 악기 활동인 IADL 작업 중에 주로 사용하는 손과 머리의 위치와 방향을 추적합니다. 모든 컴퓨터에 필요한 소프트웨어가 설치되어 있는지 확인합니다. middleVR의 경우 웹 사이트를 확인하여 입력 장치, 스테레오스코피, 클러스터링 및 상호 작용에 대한 최신 버전의 라이브러리를 가져옵니다.그런 다음 Windows 10 홈 그룹을 만들어 4대의 컴퓨터를 홈 네트워크에 연결합니다. 기본 컴퓨터에서 폴더를 만들고 다른 홈 그룹 컴퓨터와 공유합니다. 다음으로, 가상 환경에 8대의 모션 트래킹 카메라를 장착하여 캡처 볼륨을 완전히 커버합니다.캡처하는 동안 카메라가 정지 상태를 유지하도록 카메라를 안전하게 고정합니다. 가상 환경의 물체가 항상 두 대 이상의 카메라에서 볼 수 있도록 합니다. 설치 설명서를 사용하여 기본 컴퓨터에 모션 캡처 소프트웨어를 설치합니다.범주 6 이더넷 케이블을 사용하여 기본 컴퓨터를 모션 캡처 시스템에 연결합니다. 다음으로, 모든 반사 물체를 이동하여 가상 환경을 준비합니다. 모든 컴퓨터, 입체 3D 프로젝터 및 모션 캡처 시스템이 켜져 있는지 확인합니다.4대의 컴퓨터가 실행되면 VRDaemon.exe 두 번 클릭하여 VR 소프트웨어를 실행합니다.

measuring-kinematics-daily-living-movements-with-motion-capture

Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

부상 또는 질병에 따라 재교육 이상 운동 패턴은 물리적 재활의 핵심 구성 요소입니다. 기술의 최근 발전 결과의 근처 순간 정량화와 함께 다양한 작업 동안 운동의 정확한 평가를 허용하고 있습니다. 이 실시간으로 결함이 운동 패턴의 변형에 대한 새로운 기회를 제공합니다.

운동은 성능의 실시간 피드백을 사용하여 재교육

정신 분열증의인지 장애에 대한 치료의 효과를 입증하기위한 도전은 일상적인 기능에 관련된 기술의 최적화 측정을 찾는 것입니다. 가상 현실 기능 능력 평가 도구 (VRFCAT)는 대화 형 게임을 기반으로 초기 손상 및 치료 관련 변경 사항 등의 일상적인 기능과 관련된 기술, 목표 컴퓨터 척도이다.

일상 생활 기술의 가상 현실 평가 개발

경두개 자기 자극, 근전도 검사 및 3D 모션 캡처는 인간의 신경근 기능을 조사하기 위해 일반적으로 사용되는 비침습적 기술입니다. 이 백서에서는 이러한 세 가지 도구 모두에서 생성된 데이터를 동기식으로 샘플링하는 프로토콜과 가상 현실 자극 프레젠테이션 및 피드백의 고유한 추가에 대해 설명합니다.

경 두개 자기 자극, 근전도, 모션 캡쳐, 가상 현실을 이용하여 인간의 모터 제어 유학을위한 다기능 설치

이 원고는 시상면의 3D 모션 캡처 시스템과 비교하여 스마트폰 애플리케이션에 의해 기록된 운동학적 측정의 동시 유효성을 테스트하는 방법을 설명합니다. 이 프로토콜을 통해 임상의는 사람의 움직임을 비디오로 캡처하기 위해 스마트폰을 설정할 수 있습니다.

비디오 운동 분석을 사용하여 스마트 폰 (ViMAS) : 파일럿 연구

이 프로토콜 운동 성능과 개인 치기와 건강 한 컨트롤에 적용 하는 상부 말단의 sensorimotor 기능을 평가 하는 객관적인 방법을 설명 합니다. 표준화 된 테스트 절차 작업 술의 3 차원 모션 캡처에 대 한 운동학 적 분석 및 결과 변수 제공 됩니다.

와 위 말단 장애 없이 사람들이 마시는 작업의 운동학 적 분석 3D 모션을 사용 하 여 캡처

가상 현실 (VR) 실험을 구현 하 고 세심 한 계획이 필요 어려울 수 있습니다. 이 프로토콜 설계 및 인간 참가자 로부터 생리 데이터를 수집 하는 VR 실험의 구현 하는 방법을 설명 합니다. 가상 환경 (이브) 프레임 워크에서 실험은이 과정을 가속 하기 위하여 채택 된다.

가상 현실 생리 측정 실험

이중 형광법은 인간 관절의 생체 내 동적 모션에서 정확하게 캡처하며, 이는 재구성된 해부학(예를 들어, 관절역학)에 비해 시각화될 수 있다. 본 명세서에서는, 일상 생활의 체중 베어링 활동 중에 고관절 관절학을 정량화하는 상세한 프로토콜이 제시되고, 전통적인 피부 마커 모션 캡처와 이중 형광체의 통합을 포함한다.

인 비보 이중 불소시경을 이용한 동적 체중 베어링 활동 중 고관절 관절역학의 정량화

가상 현실 (VR)은 신경 질환의 진단 및 치료를 발전시키기위한 강력하지만 활용도가 낮은 접근 방식입니다. 클리블랜드 클리닉 가상 현실 쇼핑 플랫폼은 최첨단 VR 콘텐츠와 전방향 러닝 머신을 결합하여 일상 생활의 도구 활동을 정량화합니다 - 신경 질환의 제안 된 prodromal 마커.

몰입형 클리블랜드 클리닉 가상 현실 쇼핑 플랫폼 일상 생활의 도구 활동 평가

여기에 설명된 프로토콜은 상지 결손의 정량적 평가를 강화하는 것을 목표로 하며, 클리닉과 가정에서 원격 평가를 위한 추가 기술을 개발하는 것을 목표로 합니다. 가상 현실 및 바이오 센서 기술은 신경근 시스템의 기능에 대한 통찰력을 제공하기 위해 표준 임상 기술과 결합됩니다.

Virtual Modified Box and Block Test 중 동작 및 근육 활동의 정량적 평가를 위한 설정

여기에서 우리는 가상 현실 환경에서 동작하는 동안 마우스 피질의 두 광자 영상에 포함 된 실험 절차에 대해 설명합니다.

가상 현실 환경을 탐색 마우스의 두 광자 칼슘 이미징

학습하세요 가상 현실 환경에서 모션 캡처 시스템을 활용한 일상 생활 움직임의 기구학적 성능 측정 방법을. 이 기법은 치매 및 경도 인지 장애의 조기 진단에 활용될 수 있습니다.

가상 현실에서의 일상 생활 움직임 모션 캡처 시스템의 기구학을 측정

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