컴퓨터 비전 분석을 위한 표준화된 음주 과제 운동학의 호환 영상 녹화를 위한 웹 기반 임상가 가이드

저희 연구는 상지의 정밀 재활을 탐구하며, 사람들이 접근할 수 있는 저렴한 도구들, 예를 들어 비디오 카메라, 웨어러블 센서 같은 것에 집중하고 있습니다. 그리고 현재 우리가 사용하는 오픈소스 AI.So 기술로는 컴퓨터 비전 같은 AI 기술과 비디오 카메라, 웨어러블 센서 같은 센서 기술도 포함됩니다. 이 기술들은 우리 분야에 정말 큰 변화를 가져왔습니다. 왜냐하면 회수를 더 자주, 더 객관적으로, 그리고 잠재적으로 더 세밀한 해상도로 측정할 수 있게 해주어 현재 놓치고 있는 부분들을 포착할 수 있게 해주었기 때문입니다. 시작하자면, 조절 가능한 높이 조절 가능한 의자를 좌석 등받이가 있도록 앉아 손바닥을 테이블 위에 향하게 하고 손목 주름이 테이블 가장자리에 맞춰 놓을 수 있게 하세요.

엉덩이와 무릎 모두에서 약 90도 굴곡을 하도록 좌석 높이를 조절하세요. 테이블 높이를 조정하여 피험자가 팔을 편안하게 옆에 놓고 팔꿈치를 90도 각도로 굽히는 자세를 유지하도록 하세요. 식탁 매트의 앞 가장자리를 피사체 바로 앞에 있는 테이블 가장자리와 맞춰 주세요.

플레이스 매트의 목표 정사각형 박스가 피실험자의 중앙선에 대해 중앙에 있는지 확인하세요. 그 다음 250밀리리터 플라스틱 컵을 식탁 매트 위의 정사각형 상자에 놓고, 테이블 가장자리에서 30센티미터 떨어진 피사체 바로 앞에 놓습니다. 컵에 100밀리리터의 식수를 채우세요.

이제 스테레오 카메라를 위치시켜 피사체와 컵의 정면 위쪽 사진을 찍으세요. 카메라 위치를 조정하여 목표물 볼륨이 완전히 보이도록 하세요. 보정을 위해서는 웹 애플리케이션 대시보드로 이동한 후 메뉴에서 보정 활동 가이드를 선택하여 보정 활동 모듈을 엽니다.

녹화를 시작하기 전에 체커보드 무늬를 테이블 표면과 수직인 가슴 높이 대략 위치에 잡아두세요. 웹 애플리케이션에서 녹화 시작 아이콘을 클릭하여 녹화를 시작하세요. 보정 작업을 시작할 준비가 되었을 때, 체커보드 패턴을 부드럽고 제어된 방식으로 카메라 쪽으로 앞으로 이동시킵니다.

그 다음 동작을 반대로 하고 체커보드 패턴을 카메라에서 멀리 뒤로 이동시키면서도 부드럽고 통제된 움직임을 유지합니다. 이미지 캡처가 완료될 때까지 앞뒤로 이 동작을 반복합니다. 녹화된 보정 영상을 검토하세요.

영상 전체에 체커보드 패턴이 보이도록 하고, 조명이 명확하게 보이도록 하세요. 녹화가 만족스럽지 않으면 재시도 옵션을 클릭하여 비디오 녹화를 다시 시작해 다시 시도하세요. 보정에 성공하면 '보정 이미지 저장' 아이콘을 클릭하세요.

저장 프롬프트가 뜨면, 보정 이미지를 저장할 원하는 목적지 폴더를 선택하세요. 이미지가 저장되었음을 확인한 후, 저장 확인을 선택해 진행하세요. 초기 녹음 시 지정된 손(오른손 또는 왼손)을 사용하도록 지시하세요.

피실험자에게 음주 과제 활동을 연습해 보라고 하여 절차에 익숙해지도록 하세요. 웹 애플리케이션의 대시보드 메뉴로 이동해 음주 작업 활동 가이드를 선택하여 음주 작업 활동 모듈을 열어보세요. 녹화 전에 앱이 제공하는 3초간의 시각 및 음성 카운트다운을 알리고, 작업 시작 신호를 줍니다.

녹화 시작 아이콘을 클릭하여 영상 녹화를 시작하고, 신호가 있을 때 음주 작업을 수행하도록 지시하세요. 음수 작업을 시작하라는 신호가 오면, 피실험자가 지정된 손으로 활동을 수행하게 하세요. 그 다음 컵을 원래 윤곽선으로 되돌리고 손을 원래 시작 위치로 돌리라고 지시하세요.

음주 과제 활동의 녹화된 영상을 검토하세요. 녹화된 영상에 피실험자의 얼굴, 몸통, 상지, 컵이 모든 프레임에 포함되어 있는지 확인하세요. 피실험자가 마시는 모든 과정을 완료했는지 확인하며, 컵을 집어 들고 한 모금 마신 후 컵을 원래 위치로 돌려놓고, 몸과 손을 다시 시작 위치로 돌려놓습니다.

동일한 피험자로 추가 시험을 수행하려면 '다른 시험 반복하기' 옵션을 선택하고 동일한 지침을 사용하여 새로운 시험을 계속 기록하고 검토하십시오. 원하는 모든 시험이 녹화된 후, '모든 시험 완료' 옵션을 선택하여 비디오 파일 저장을 시작하세요. 노트 필드에 향후 데이터 처리, 분석 또는 해석과 관련된 코멘트를 입력하세요.

그 다음 '패키지'와 '노트 추가'를 선택해 진행하세요. '음주 작업 동영상 저장' 아이콘을 클릭하고 프롬프트가 뜰 때 폴더 목적지를 선택하세요. 비디오 파일 저장이 완료되면 '저장 확인'을 눌러 최종 확인을 하세요.

컴퓨터 비전 워크플로우는 보정, 포즈 감지, 리프팅 절차, 스무딩 필터를 적용하여 2차원 비디오에서 3차원 포즈 데이터를 추출했습니다. 추출한 3D 자세 데이터를 사용하여 운동 단위 수, 몸통 변위, 이동 시간 등 운동학적 지표를 계산했습니다. 음주 과제 중 손목 속도 프로필은 만성 뇌졸중 후 편마비 환자에서 좌우 상지 간 움직임 단위 수가 다르게 나타났다.

상지 생체역학은 더 이상 과거에 이러한 측정에 요구되었던 복잡한 다중 카메라 장비를 필요로 하지 않습니다. 그리고 비디오 카메라나 컴퓨터 비전 같은 더 간단한 접근법이 동일한 측정값을 동등하게 신뢰성 있게 얻을 수 있음을 보여주었습니다. 이 연구는 상지 생체역학 접근성을 개선하며, 우리의 진정한 목표는 정밀 재활 연구를 가속화하고 이 연구를 환자들을 위한 임상 적용을 강화하는 것입니다.

그래서 앞으로는 미세 운동 능력이 있는 손의 상지 생체역학에 초점을 맞출 예정입니다. 그리고 우리의 추가 목표는 생체역학적 피드백을 활용해 환자의 결과를 개선하는 중재를 개발하는 것입니다.