Obiektywna i przyjazna dla dziecka ocena funkcji ramienia za pomocą czujnika 3D

Ogólnym celem tego przyjaznego dzieciom testu gier, opartego na dostępnym na rynku, cyfrowym czujniku 3D, jest obiektywna ocena funkcji kończyny górnej do badań klinicznych. Ta metoda może dostarczyć kluczowych informacji, takich jak to, jak zmieniła się funkcja mięśni w wielu chorobach nerwowo-mięśniowych. Główną zaletą tej techniki jest to, że ocena jest obiektywna i ilościowa z wysoką rozdzielczością.

Implikacje tego, w jaki sposób nasza metoda rozszerza się na pomiar postępu choroby rdzeniowego zaniku mięśni, ponieważ dzieci często osiągają słabe wyniki w standardowej ocenie klinicznej. Chociaż zaprojektowany przez nas test może dostarczyć informacji na temat ruchu kończyn górnych, ta sama technika może mieć również zastosowanie do innych objawów motorycznych, takich jak chód całego ciała i analiza równowagi. Pomysł na tę metodę po raz pierwszy pojawił się, gdy zastanawialiśmy się nad możliwością grywalizacji w obszarze oceny efektu działania leku.

Demonstracja tej metody jest szersza, ponieważ zapewnia znaczący wgląd w dynamikę gry i jest to bardzo szybki sposób na zrozumienie konfiguracji. Procedurę zademonstruje Ulrike Bonati, lekarz medycyny ze Szpitala Uniwersyteckiego w Bazylei, gdzie przeprowadzono badanie, oraz zdrowa ochotniczka, która również wzięła udział w badaniu. Aby rozpocząć, zainstaluj sterowniki czujników 3D i aplikację do gry garderoby na komputerze testowym.

Następnie umieść komputer na stole o wysokości od 0,5 do jednego metra. Umieść urządzenie 3-W na stole, wyrównaj ze środkiem komputera, i dostosuj kąt czujnika 3-W zgodnie z potrzebami, aby prawidłowo uchwycić obiekt. Następnie podłącz adapter czujnika 3D do komputera, czujnika 3-D i do zasilacza za pomocą odpowiednich.

Na koniec ustaw regulowane krzesło w odległości około dwóch metrów od stołu. Przed rozpoczęciem testu uruchom komputer i dostosuj głośność oraz upewnij się, że połączenie z Internetem umożliwia automatyczną transmisję danych. Następnie poinstruuj badanego, aby usiadł na krześle i uruchomił aplikację na komputerze.

Następnie wprowadź unikalny identyfikator tematu na pierwszej stronie. Kliknij przycisk Start, aby wejść na stronę z grą w garderobę. Widoczna na ekranie postać szkieletu przedstawia ciało fotografowanej osoby przed dużą wirtualną szafą.

Poinstruuj osobę, aby machała rękami i wykonywała inne ruchy, aż czujnik 3D uchwyci obiekt. Czujnik 3D wykorzystuje podczerwień do wykrywania ludzkiego ciała, dlatego jeśli w pomieszczeniu jest bezpośrednie lub silne światło słoneczne, postać szkieletu może być zniekształcona lub nawet niewidoczna. Przeczytaj instrukcje wyświetlane na ekranie i dostosuj pozycję obiektu, aż instrukcje zostaną wyświetlone zieloną czcionką.

Kliknij przycisk trenowania, aby rozpocząć sesję treningową bez rejestrowania danych. Pozwól testerowi postępować zgodnie z instrukcjami wyświetlanymi na ekranie i wykonywać ruchy ramion zgodnie z wymaganiami gry w garderobę. Najpierw badany zostanie poproszony o wyciągnięcie jednej z rąk, aby dosięgnąć, a następnie chwycić migoczący, wirtualny obiekt.

Następnie osoba badana zostanie poinstruowana, aby zgiąć tę samą rękę i dotknąć wskazanych punktów na swoim ciele, aby umieścić wirtualny obiekt. Gdy obiekt nie jest w stanie dosięgnąć lub umieścić obiektu z powodu niewystarczającej funkcji mięśni, obiekt ten zostanie automatycznie pominięty przez program po 12 sekundach. Alternatywnie operator może nacisnąć przycisk, aby pominąć obiekt.

Kliknij przycisk start, aby rozpocząć nagrywanie obiektu, który ponownie wykonuje ruchy ramienia. Po czterech minutach gra zakończy się automatycznie, jeśli podmiot nie jest w stanie wykonać serii ruchów ramion. Po zakończeniu gry pojawi się pajęczy wykres wskazujący wspólne zakresy podmiotu.

Na koniec kliknij przycisk zakończenia, aby wyjść z gry. Ślady z dziewięciu górnych punktów ciała zostały wykreślone, podczas gdy badani wykonywali ruchy ramion w ramach gry w garderobę, oceny funkcji ramienia. Na tym rysunku położenia przestrzenne dziewięciu punktów ciała są wykreślone w czasie dla pacjenta z rdzeniowym zanikiem mięśni w porównaniu z osobami zdrowymi z grupy kontrolnej.

Dla porównania, osoba z grupy kontrolnej miała stosunkowo mniej ruchów głowy, szyi i tułowia niż pacjent. Informacje uzyskane z surowych danych 3D uzyskanych przy użyciu tej metodologii można wykorzystać do porównania ruchu pojedynczego pacjenta w wielu rundach testów. Pokazano tutaj podzielony na segmenty wykres śledzenia dłoni faz wyprostu łokcia i zgięcia łokcia z dwóch rund.

Trajektoria pozostaje spójna w obu rundach z zauważalnym przekroczeniem zasięgu dla trzech dolnych obiektów dla obu rąk. Mierzono również różnice między prawą i lewą ręką jednego pacjenta. Jak pokazano na tym rysunku, nie było znaczącej różnicy między prędkością prawej i lewej ręki jednego pacjenta.

Informacje pozyskane z surowych danych 3D wyjaśniły również różnice między poszczególnymi podmiotami. Zaobserwowano oczywiste różnice wewnątrzosobnicze w ruchach kompensacji tułowia między pacjentem drugim a pacjentem trzecim. Zauważalne różnice stwierdzono również w medianie prędkości ręki między pacjentem pierwszym a pacjentem trzecim.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak skonfigurować i uruchomić tę grę w garderobę, aby uzyskać obiektywne informacje na temat funkcji ramienia. Po opanowaniu tego testu można go wykonać w ciągu pięciu minut, jeśli zostanie wykonany prawidłowo. W ramach kontynuacji tej procedury można wykonać inne testy, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania, na przykład dotyczące wytrzymałości mięśni.

Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać, że kluczem do sukcesu jest właściwe dopasowanie projektu testu do możliwości pacjenta. Po opracowaniu technika ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się biomarkerami klinicznymi do zbadania innych urządzeń cyfrowych do pomiaru korzyści z leczenia i postępu choroby.