Representatief handgebruik thuis vastleggen met behulp van egocentrische video bij personen met een beperking van de bovenste ledematen
23 december 2020
Er wordt een protocol voorgesteld om de natuurlijke handfunctie van personen met handbeperkingen tijdens hun dagelijkse routines vast te leggen met behulp van een egocentrische camera. Het doel van het protocol is om ervoor te zorgen dat de opnames representatief zijn voor het typische handgebruik van een persoon tijdens activiteiten van het dagelijks leven thuis.
Dit protocol legt een representatieve dagelijkse routine vast van personen met beperkingen in de bovenste ledematen, met behulp van draagbare camera's of egocentrische video's. Het doel is om de impact te evalueren en thuis te gebruiken voor revalidatietoepassingen. Het gebruik van de afgebeelde hand kan helpen om de impact van nieuwe therapieën in de thuisomgeving te evalueren.
Het protocol is ontworpen om efficiënt gegevens te verzamelen die representatief zijn voor het dagelijks leven van de gebruiker. De verkregen informatie kan worden gebruikt om de impact van revalidatie te evalueren, de voortgang in de tijd bij te houden of zorgen op afstand te begeleiden. Goede communicatie met de deelnemer is essentieel.
Zorg ervoor dat ze de belangrijkheid begrijpen van het niet veranderen van hun gebruikelijke routine of de manier waarop ze taken uitvoeren. Begin door de deelnemer te vragen of hun aangedane handen hun vermogen om dagelijkse activiteiten uit te voeren, of ADL's, beïnvloeden. Vraag de deelnemer om enkele voorbeelden te geven van taken die ze wel en niet onafhankelijk met hun aangedane handen kunnen uitvoeren.
Vraag de deelnemers om hun dagelijkse routines over de afgelopen twee weken te herinneren. Documenteer welke dagelijkse taken worden uitgevoerd, hoe lang, en ongeveer op welk tijdstip. Selecteer in samenwerking met de deelnemer drie tijdvakken van 90 minuten, waarin video's worden opgenomen.
Selecteer tijdvakken die over verschillende dagen van de week zijn verspreid en plaatsvinden wanneer ADL's met de handen typisch in volgorde worden uitgevoerd. Krijg de instemming van de deelnemer over de opnameschema's na het bespreken van eventuele zorgen die ze kunnen hebben. Stel een doel van drie uur video's over twee weken en informeer de deelnemer dat onvoldoende video's kan leiden tot het verlengen van hun opnameperioden.
Instrueer de deelnemer om zich te concentreren op het vastleggen van realistische routines. Zorg ervoor dat de deelnemer begrijpt dat alle opnamen binnen hun huizen moeten plaatsvinden, niet op openbare plaatsen. Geef enkele voorbeelden die privacyproblemen kunnen veroorzaken, zoals baden, kleden en het controleren van vertrouwelijke informatie.
Herinner de deelnemer eraan om zich bewust te zijn van spiegels, die hun gezicht in de opnames kunnen weergeven. Stel de deelnemer voor om de aanwezigheid van andere mensen, zoals familieleden of verzorgers, zoveel mogelijk in de video's te vermijden. Demonstreer hoe een egocentrische camera te gebruiken.
Specifiek, laat de deelnemer zien hoe de camera in- en uitgeschakeld kan worden en hoe opnames kunnen worden bestuurd. Vraag de deelnemer om te oefenen met het in- en uitschakelen van de camera en vervolgens om te proberen vanaf de camera op te nemen. Toon indien van toepassing hoe een tablet met de vooraf geïnstalleerde camera-app kan worden gebruikt.
Demonstreer hoe de tablet in- en uitgeschakeld kan worden, hoe de tablet via de camera-app met de camera kan worden verbonden en hoe de opnames kunnen worden bestuurd. Vraag de deelnemer om de gedemonstreerde stappen te oefenen. Toon vervolgens hoe de opgenomen video's kunnen worden bekeken en hoe ze kunnen worden bijgesneden of verwijderd.
Laat de deelnemer oefenen met het bekijken, bijsnijden en verwijderen van een opname vanaf de tablet. Demonstreer vervolgens hoe de camera met behulp van een elastische hoofdband die aan te passen is aan het hoofd van de deelnemer, kan worden aangetrokken of afgedaan. Plaats de camera op het voorhoofd van de deelnemer en pas de hoofdband aan om de camera comfortabel en stabiel te dragen.
Zorg voor een optimale hoek van de camera ten opzichte van het voorhoofd. Vraag de deelnemer om een kort videosegment op te nemen terwijl ze hun handen voor zich bewegen en een object manipuleren. Bekijk de opgenomen video en zorg ervoor dat de twee handen duidelijk zichtbaar zijn in het centrale gebied van de scène tijdens het uitvoeren van manipulatietaken.
Oefen het gebruik van de camera en tablet met de deelnemer en hun verzorgers totdat ze bekwaamheid demonstreren. Geef de deelnemer de set met de apparatuur om hun ADL's thuis op te nemen. Naast de camera en tablet, moet de set extra camerabatterijen, laders voor zowel camera als tablet, oplaadkabels, een hoofdband voor de camera en een afgedrukte set richtlijnen voor het gebruik van de camera bevatten.
Een steekproef van 23 deelnemers werd gerekruteerd, waaronder negen overlevenden van een beroerte en 14 personen met een ruggenmergletsel. Het voorgestelde protocol was succesvol voor 95,7% van de deelnemers. Opgenomen activiteiten omvatten maaltijdbereiding, eten, afwassen, fysieke activiteit en breien.
De gemiddelde lengte van de video-opnames per deelnemer was 60 minuten, met een gemiddelde van drie uur video per deelnemer. Sommige deelnemers meldden dat ze zich moe en ongemakkelijk voelden bij het dragen van de camera gedurende meer dan een uur, vanwege het gewicht en de hitte tegen het voorhoofd. 27% van de deelnemers had assistentie nodig van het onderzoeksteam tijdens de opnameperioden thuis.
Gemiddeld duurde elke hulproep vijf tot tien minuten. Bovendien waren 15 verzorgers van deelnemers betrokken bij het helpen met het opnemen van video's thuis. Het selecteren van de activiteiten moet een samenwerkingsproces zijn tussen de onderzoeker en de deelnemers om ervoor te zorgen dat realistische, representatieve en zinvolle routines worden vastgelegd.
De verkregen gegevens uit deze video's kunnen worden gebruikt voor automatische analyse, door computervisie en machine learning technieken om nieuwe tools te creëren voor het volgen van revalidatievoortgang en resultaten.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit protocol legt een representatieve dagelijkse routine vast van personen met bovenste ledemaatbeperkingen met behulp van draagbare camera's of egocentrische video's. Het doel is om handfunctie te evalueren tijdens dagelijkse activiteiten thuis voor revalidatietoepassingen.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschappelijk gebied
- Neurowetenschap
- Revalidatie
- Assistieve technologie
Achtergrond
- Personen met handbeperkingen worden vaak geconfronteerd met uitdagingen bij dagelijkse activiteiten.
- Begrip van natuurlijke handfunctie is cruciaal voor effectieve revalidatie.
- Draagbare camera's kunnen inzichten bieden in het dagelijkse handgebruik.
- Gegevensverzameling in huiselijke omgevingen kan de therapie-evaluatie verbeteren.
Doel van het onderzoek
- Om typisch handgebruik vast te leggen bij personen met bovenste ledemaatbeperkingen.
- Om de impact van revalidatietherapieën te evalueren.
- Om de voortgang in de loop van de tijd in een natuurlijke omgeving te volgen.
Gebruikte methoden
- Gebruik van egocentrische camera's voor gegevensverzameling.
- Opnemen van dagelijkse routines van deelnemers.
- Engagement met deelnemers voor effectieve communicatie.
- Analyse van handfunctie in huiselijke omgevingen.
Belangrijkste resultaten
- De verzamelde gegevens weerspiegelen typisch handgebruik tijdens dagelijkse activiteiten.
- De verkregen inzichten kunnen revalidatiestrategieën informeren.
- Voortgangsvolgen wordt vergemakkelijkt door continue monitoring.
- Feedback van deelnemers is essentieel voor de effectiviteit van het protocol.
Conclusies
- Het protocol legt effectief natuurlijke handfunctie vast.
- Het kan afstandszorg en revalidatietoepassingen begeleiden.
- Toekomstige studies kunnen voortbouwen op deze methodologie voor bredere toepassingen.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Capturing natural hand function in home environments addresses a critical gap in rehabilitation assessment, where clinic-based measures often fail to reflect real-world performance. This protocol enables biopharma R&D to evaluate therapeutic impact in ecologically valid settings, supporting go/no-go decisions based on functional outcomes that matter to patients and payers. By generating longitudinal, privacy-respecting behavioral data, it enhances predictive confidence in early-stage neurorehabilitation programs.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by measuring real-world hand use as a functional biomarker of neurological recovery.
- Operational Value: Supports target validation through objective, ecologically relevant endpoints that reduce reliance on surrogate clinic measures.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated behavioral readouts for downstream screening of rehabilitative interventions by establishing baseline variability and sensitivity to change.
- Operational Value: Promotes assay standardization via structured recording schedules and participant-controlled privacy safeguards, improving data reproducibility across sites.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Bridges discovery and preclinical continuity by capturing disease-relevant hand function in spinal cord injury and stroke models, aligning with translational biomarker goals.
- Operational Value: Facilitates risk-adjusted advancement decisions by quantifying functional gains in naturalistic settings, reducing mechanistic ambiguity in preclinical-to-clinical translation.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the discovery continuum from early target validation through preclinical efficacy testing, where functional hand use serves as a quantitative, patient-centered outcome to prioritize neurorehabilitation candidates.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by linking neural repair mechanisms to observable changes in daily hand manipulation tasks.
- Screening: Enhances assay readiness through standardized, repeatable video capture protocols that yield analyzable behavioral endpoints for compound or therapy comparison.
- Analytics: Generates quantitative dependent variables (e.g., hand use duration, task frequency, movement symmetry) enabling statistical comparison across conditions and time points.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by providing a disease-relevant system (stroke, spinal cord injury) where hand function correlates with independence and quality of life.
- Enterprise Reuse: Positions the protocol as a reusable platform for multi-site studies, leveraging participant training, equipment kits, and remote support to scale data collection across diverse neurological populations.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing the gap between laboratory assessments and real-world functional outcomes in neurorehabilitation.
- Operational Value: Improves reproducibility and scalability through collaborative scheduling, privacy controls, and remote technical support, minimizing site variability.
- Strategic Value: Enhances capital efficiency by enabling earlier identification of ineffective therapies, reducing late-stage failure risk in neurorehabilitation pipelines.
- Portfolio Impact: Informs risk-adjusted prioritization by delivering functional outcome data that reflect meaningful patient experiences, supporting regulatory and reimbursement discussions.
Implementation Considerations
- Requires expertise in neurorehabilitation assessment, participant engagement, and wearable sensor deployment to ensure protocol adherence and data quality.
- Dependent on egocentric camera systems, tablets or smartphones for recording, and secure video transfer/storage infrastructure to support home-based data collection.
- Necessitates cross-team standardization between clinical, data science, and engineering teams to align on video collection schedules, privacy protocols, and analytical pipelines.
- Involves adaptation considerations across model systems, as recording schedules and task relevance must be customized for different neurological conditions (e.g., stroke vs. spinal cord injury) and severity levels.
- Includes practical limitations such as participant burden from prolonged wear, technical challenges in low-light environments, and the need for caregiver support in severely impaired individuals, all documented in the source.
