Name: Uchwycenie reprezentatywnego użycia dłoni w domu za pomocą egocentrycznego wideo u osób z upośledzeniem kończyn górnych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-12-23T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 25 s
Description: Poznaj metodę rejestracji użycia dłoni w domu u osób z upośledzeniem kończyn górnych za pomocą kamer egocentrycznych. Ta technika umożliwia ocenę rehabilitacji i śledzenie postępów w naturalnym środowisku życia codziennego.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Badania korzystające z tego protokołu zostały sfinansowane przez Heart and Stroke Foundation (G-18-0020952), Craig H. Neilsen Foundation (542675), Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (RGPIN-2014-05498) oraz Ministry of Research, Innovation and Science, Ontario (ER16-12-013).

Badanie zostało zatwierdzone przez Komisję Etyki Badań (Research Ethics Board) University Health Network. Przed włączeniem do badania od każdego uczestnika uzyskano podpisaną świadomą zgodę. Podpisana świadoma zgoda została również uzyskana od wszystkich opiekunów lub członków gospodarstwa domowego, którzy pojawili się na nagraniach wideo.
1. Weryfikacja przydatności protokołu dla danej osoby
UWAGA: Niniejszy protokół jest przeznaczony dla osób z upośledzoną, ale nie całkowicie utraconą sprawnością rąk (konkretne kryteria można dostosować do badanej populacji i/lub problemu badawczego).
<ol>
	<li>Zapytaj uczestników, czy ręce objęte schorzeniem wpływają na ich zdolność do wykonywania codziennych czynności życiowych (ADL). 
	UWAGA: Zaleca się poproszenie uczestników o podanie przykładów zadań, które mogą i których nie mogą wykonywać samodzielnie za pomocą chorych rąk.</li>
	<li>Zweryfikuj, czy łączny wynik w Montrealskiej Skali Oceńnia Poznawczego (MoCA) przekracza 21 punktów, aby uniknąć potencjalnych trudności w zrozumieniu i przestrzeganiu procedur protokołu.</li>
</ol>
2. Określenie rutyny dziennej uczestników
<ol>
	<li>Poproś uczestników o przypomnienie sobie ich codziennych rutyn z ostatnich dwóch tygodni. Udokumentuj, jakie czynności codzienne są wykonywane, przez jaki czas i mniej więcej o której godzinie.</li>
	<li>W porozumieniu z uczestnikami wybierz 3 przedziały czasowe po 1,5 h każdy, podczas których zostaną nagrane filmy. Wybierz przedziały czasowe rozłożone na różne dni tygodnia, które przypadają na czas, gdy czynności życia codziennego (ADL) angażujące dłonie są zazwyczaj wykonywane sekwencyjnie. 
	UWAGA: Wybrane ADL muszą być reprezentatywne dla typowych aktywności każdego uczestnika i być przez nich postrzegane jako istotne. Planowanie okresów nagrywania w różne dni ma na celu zwiększenie różnorodności rejestrowanych ADL oraz ułatwienie gromadzenia użytecznych i znaczących danych. 
	UWAGA: Przedziały czasowe nagrywania są planowane w celu zapewnienia efektywności rejestracji, jednak uczestnicy powinni mieć świadomość, że mają pełną kontrolę nad momentem rozpoczęcia i zakończenia nagrań.</li>
</ol>
3. Uzgodnienie harmonogramu nagrań oraz docelowej treści wideo z uczestnikami
<ol>
	<li>Uzyskać zgodę każdego uczestnika na harmonogramy nagrań, po omówieniu wszelkich ewentualnych wątpliwości.</li>
	<li>Wyznaczyć cel w postaci 3 h nagrań wideo w ciągu dwóch tygodni. Poinformować uczestników, że niewystarczająca liczba materiałów wideo może prowadzić do przedłużenia okresu nagrywania.</li>
</ol>
4. Podkreślenie znaczenia naturalnego wykonywania czynności życia codziennego (ADL)
<ol>
	<li>Poinstruuj uczestników, aby skupili się na rejestrowaniu realistycznych rutyn, zamiast określać konkretne czynności do nagrania. Celem tej instrukcji jest zapobieganie sztucznemu rejestrowaniu przez uczestników określonych aktywności w ilości większej niż ma to miejsce w ich typowym zachowaniu.</li>
</ol>
5. Powiadomienie o potencjalnych problemach z prywatnością podczas nagrań w domu
<ol>
	<li>Upewnij się, że uczestnicy rozumieją, iż wszystkie nagrania powinny odbywać się w ich domach, a nie w miejscach publicznych, aby uniknąć problemów związanych z prywatnością.</li>
	<li>Podaj kilka przykładów sytuacji, które mogą budzić zastrzeżenia dotyczące prywatności, takich jak kąpiel, ubieranie się/rozbieranie oraz przeglądanie poufnych informacji. Przypomnij uczestnikom o lustrach, w których ich twarze mogą być widoczne na nagraniach.</li>
	<li>Zasugeruj uczestnikom, aby w miarę możliwości unikali obecności innych osób, takich jak członkowie rodziny lub opiekunowie, na nagraniach wideo. 
	UWAGA: W kontekście badań naukowych, w przypadkach, gdy obecność innych osób jest nieunikniona, należy uzyskać od tych osób świadomą zgodę.</li>
</ol>
6. Instrukcja obsługi kamery i tabletu
UWAGA: Jeśli uczestnicy wskażą podczas pierwszego kontaktu, że wymagają pomocy opiekuna w wielu codziennych czynnościach, zaleca się, aby opiekun również uczestniczył w wizycie badawczej i przeszedł szkolenie z obsługi sprzętu, tak aby mógł później pomagać uczestnikowi.
<ol>
	<li>Zaprezentuj uczestnikom sposób obsługi kamery egocentrycznej (Tabela materiałów).
	<ol>
		<li>Zademonstruj, jak włączać i wyłączać kamerę.</li>
		<li>Zademonstruj, jak sterować nagrywaniem (start, pauza, stop) za pomocą kamery.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Jeśli dotyczy, zaprezentuj sposób obsługi tabletu (Tabela materiałów) z preinstalowaną aplikacją kamery w celu sterowania nagraniami. 
	UWAGA: Demonstracja obejmuje sterowanie nagraniami z poziomu aplikacji kamery, a także odtwarzanie i edycję (np. przycinanie lub usuwanie) nagranych filmów. Pierwotnie rozważano użycie zdalnego sterowania kamerą (Pliki uzupełniające), jednak w praktyce nie zostało ono wykorzystane, ponieważ uczestnicy swobodnie posługiwali się kamerą lub tabletem do uruchamiania i zatrzymywania nagrań.
	<ol>
		<li>Zademonstruj, jak włączać i wyłączać tablet.</li>
		<li>Zademonstruj, jak połączyć tablet z kamerą poprzez aplikację kamery.</li>
		<li>Zademonstruj, jak sterować nagraniami z poziomu aplikacji kamery.</li>
		<li>Zademonstruj, jak przeglądać nagrane filmy w aplikacji kamery.</li>
		<li>Zademonstruj, jak przycinać lub usuwać filmy w aplikacji kamery.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zaprezentuj sposób zakładania i zdejmowania kamery przy użyciu elastycznej opaski na głowę, dopasowanej do rozmiaru głowy uczestnika. 
	UWAGA: Patrz Rysunek 1. 
	<img alt="Konfiguracja testów użyteczności; użytkownik z urządzeniem do śledzenia wzroku przy stanowisku komputerowym do analizy danych." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61898/61898fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 1"> 
	Rysunek 1. Konfiguracja kamery noszonej. (A) Pozycjonowanie kamery egocentrycznej. (B) Kąt widzenia z kamery. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61898/61898fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.</a>
	<ol>
		<li>Umieść kamerę na czole uczestnika. Dostosuj opaskę tak, aby kamera była zamocowana wygodnie i stabilnie.</li>
		<li>Upewnij się, że kamera jest ustawiona pod optymalnym kątem względem czoła.</li>
		<li>Poproś uczestników o nagranie krótkiego fragmentu wideo podczas poruszania dłońmi przed sobą i manipulowania obiektem (np. tabletem).</li>
		<li>Przejrzyj nagrane wideo i upewnij się, że obie dłonie były wyraźnie widoczne w centralnej części kadru podczas wykonywania zadań manipulacyjnych.</li>
		<li>Ćwicz obsługę kamery i tabletu z uczestnikami oraz ich opiekunami, aż wykażą się biegłością w ich użytkowaniu.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
7. Przekazanie sprzętu
<ol>
	<li>Przekaż uczestnikom zestaw zawierający cały sprzęt niezbędny do rejestrowania czynności życia codziennego (ADL) w domu. Oprócz kamery i tabletu zestaw obejmuje dodatkowe akumulatory do kamery, ładowarki do kamery i tabletu, kable ładujące, opaskę na głowę do kamery oraz wydrukowany zestaw wytycznych dotyczących obsługi kamery (patrz Materiały uzupełniające).</li>
</ol>
8. Rozwiązywanie problemów eksperymentalnych i działania następcze
<ol>
	<li>Przekaż dane kontaktowe do badaczy, aby pomóc w rozwiązaniu problemów podczas właściwych nagrań w domu. Po tygodniu badacze dzwonią do uczestników, aby udokumentować postępy w nagrywaniu i rozwiązać ewentualne problemy techniczne.</li>
</ol>
9. Pobieranie sprzętu i filmów
<ol>
	<li>Odbierz cały sprzęt i materiały wideo od uczestników osobiście lub za pomocą opłaconych przesyłek pocztowych.</li>
	<li>Upewnij się, że uczestnicy zgadzają się na udostępnienie wszystkich zwróconych filmów. Zachęca się uczestników do przejrzenia wszystkich zebranych nagrań przed ich przekazaniem zespołowi badawczemu i usunięcia wszelkich fragmentów, których nie chcą udostępnić.</li>
	<li>W przypadku badań naukowych przejrzyj zwrócone nagrania i sprawdź, czy w filmach nie pojawiają się osoby, które nie wyraziły na to zgody. Jeśli tak, wyślij formularze zgody lub zadzwoń do osób widocznych na nagraniach, aby uzyskać ich zgodę na wykorzystanie materiałów wideo. Jeżeli nie będzie możliwości skontaktowania się z tymi osobami, badacze usuną fragmenty filmów, w których one występują.</li>
</ol>

<ol><li>Nichols-Larsen, D. S., Clark, P., Zeringue, A., Greenspan, A., Blanton, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Factors+influencing+stroke+survivors%27+quality+of+life+during+subacute+recovery%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Factors influencing stroke survivors' quality of life during subacute recovery.</a> Stroke. 36 (7), 1480-1484 (2005).</li>
<li>Anderson, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeting+recovery%3A+priorities+of+the+spinal+cord-injured+population%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Targeting recovery: priorities of the spinal cord-injured population.</a> Journal of Neurotrauma. 21 (10), 1371-1383 (2004).</li>
<li>Gladstone, D. J., Danells, C. J., Black, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Fugl-Meyer+assessment+of+motor+recovery+after+stroke%3A+a+critical+review+of+its+measurement+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehabilitation+and+Neural+Repair%22%5BJournal%5D)">The Fugl-Meyer assessment of motor recovery after stroke: a critical review of its measurement properties.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 16 (3), 232-240 (2002).</li>
<li>Barreca, S. R., Stratford, P. W., Lambert, C. L., Masters, L. M., Streiner, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Test-retest+reliability%2C+validity%2C+and+sensitivity+of+the+Chedoke+arm+and+hand+activity+inventory%3A+a+new+measure+of+upper-limb+function+for+survivors+of+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Test-retest reliability, validity, and sensitivity of the Chedoke arm and hand activity inventory: a new measure of upper-limb function for survivors of stroke.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 86 (8), 1616-1622 (2005).</li>
<li>Uswatte, G., Taub, E., Morris, D., Vignolo, M., McCulloch, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliability+and+validity+of+the+upper-extremity+Motor+Activity+Log-14+for+measuring+real-world+arm+use%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Reliability and validity of the upper-extremity Motor Activity Log-14 for measuring real-world arm use.</a> Stroke. 36 (11), 2493-2496 (2005).</li>
<li>Duncan, P. W., Bode, R. K., Lai, S. M., Perera, S., Antagonist, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rasch+analysis+of+a+new+stroke-specific+outcome+scale%3A+the+Stroke+Impact+Scale%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Rasch analysis of a new stroke-specific outcome scale: the Stroke Impact Scale.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (7), 950-963 (2003).</li>
<li>Marino, R. J., Shea, J. A., Stineman, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+capabilities+of+upper+extremity+instrument%3A+reliability+and+validity+of+a+measure+of+functional+limitation+in+tetraplegia%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">The capabilities of upper extremity instrument: reliability and validity of a measure of functional limitation in tetraplegia.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 79 (12), 1512-1521 (1998).</li>
<li>Hayward, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploring+the+role+of+accelerometers+in+the+measurement+of+real+world+upper-limb+use+after+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Impairment%22%5BJournal%5D)">Exploring the role of accelerometers in the measurement of real world upper-limb use after stroke.</a> Brain Impairment. 17 (1), 16-33 (2016).</li>
<li>van der Pas, S. C., Verbunt, J. A., Breukelaar, D. E., van Woerden, R., Seelen, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+arm+activity+using+triaxial+accelerometry+in+patients+with+a+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Assessment of arm activity using triaxial accelerometry in patients with a stroke.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 92 (9), 1437-1442 (2011).</li>
<li>Oess, N. P., Wanek, J., Curt, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+evaluation+of+a+low-cost+instrumented+glove+for+hand+function+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroengineering+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Design and evaluation of a low-cost instrumented glove for hand function assessment.</a> Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 9 (1), 2(2012).</li>
<li>Friedman, N., Rowe, J. B., Reinkensmeyer, D. J., Bachman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+manumeter%3A+a+wearable+device+for+monitoring+daily+use+of+the+wrist+and+fingers%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Journal+of+Biomedical+Health+Informatics%22%5BJournal%5D)">The manumeter: a wearable device for monitoring daily use of the wrist and fingers.</a> IEEE Journal of Biomedical Health Informatics. 18 (6), 1804-1812 (2014).</li>
<li>Liu, X., Rajan, S., Ramasarma, N., Bonato, P., Lee, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+a+finger-worn+accelerometer+for+monitoring+of+hand+use+in+ambulatory+settings%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Journal+of+Biomedical+Health+Informatics%22%5BJournal%5D)">The use of a finger-worn accelerometer for monitoring of hand use in ambulatory settings.</a> IEEE Journal of Biomedical Health Informatics. 23 (2), 599-606 (2018).</li>
<li>Lee, S. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+upper-limb+function+measure+derived+from+finger-worn+sensor+data+collected+in+a+free-living+setting%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">A novel upper-limb function measure derived from finger-worn sensor data collected in a free-living setting.</a> PloS One. 14 (3), (2019).</li>
<li>Rowe, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+variable+relationship+between+arm+and+hand+use%3A+a+rationale+for+using+finger+magnetometry+to+complement+wrist+accelerometry+when+measuring+daily+use+of+the+upper+extremity%5BTitle%5D)+AND+%222014+36th+Annual+International+Conference+of+the+IEEE+Engineering+in+Medicine+and+Biology+Society%22%5BJournal%5D)">The variable relationship between arm and hand use: a rationale for using finger magnetometry to complement wrist accelerometry when measuring daily use of the upper extremity.</a> 2014 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 4087-4090 (2014).</li>
<li>Dousty, M., Zariffa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tenodesis+Grasp+Detection+in+Egocentric+Video%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Journal+of+Biomedical+and+health%22%5BJournal%5D)">Tenodesis Grasp Detection in Egocentric Video.</a> IEEE Journal of Biomedical and health. , (2020).</li>
<li>Likitlersuang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Egocentric+video%3A+a+new+tool+for+capturing+hand+use+of+individuals+with+spinal+cord+injury+at+home%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroengineering+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Egocentric video: a new tool for capturing hand use of individuals with spinal cord injury at home.</a> Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 16 (1), 83(2019).</li>
<li>Tsai, M. -F., Wang, R. H., Zariffa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generalizability+of+Hand-Object+Interaction+Detection+in+Egocentric+Video+across+Populations+with+Hand+Impairment%5BTitle%5D)+AND+%222020+42nd+Annual+International+Conference+of+the+IEEE+Engineering+in+Medicine+%26+Biology+Society+%28EMBC%29%22%5BJournal%5D)">Generalizability of Hand-Object Interaction Detection in Egocentric Video across Populations with Hand Impairment.</a> 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). , 3228-3231 (2020).</li>
<li>Bandini, A., Dousty, M., Zariffa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+wearable+vision-based+system+for+detecting+hand-object+interactions+in+individuals+with+cervical+spinal+cord+injury%3A+First+results+in+the+home+environment%5BTitle%5D)+AND+%222020+42nd+Annual+International+Conference+of+the+IEEE+Engineering+in+Medicine+%26+Biology+Society+%28EMBC%29%22%5BJournal%5D)">A wearable vision-based system for detecting hand-object interactions in individuals with cervical spinal cord injury: First results in the home environment.</a> 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). , 2159-2162 (2020).</li>
<li>Dousty, M., Zariffa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+Clustering+Hand+Grasps+of+Individuals+with+Spinal+Cord+Injury+in+Egocentric+Video%5BTitle%5D)+AND+%222020+42nd+Annual+International+Conference+of+the+IEEE+Engineering+in+Medicine+%26+Biology+Society+%28EMBC%29%22%5BJournal%5D)">Towards Clustering Hand Grasps of Individuals with Spinal Cord Injury in Egocentric Video.</a> 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). , 2151-2154 (2020).</li>
<li>Bandini, A., Zariffa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+the+hands+in+egocentric+vision%3A+A+survey%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Pattern+Analysis+and+Machine+Intelligence%22%5BJournal%5D)">Analysis of the hands in egocentric vision: A survey.</a> IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. , (2020).</li>
<li>Likitlersuang, J., Sumitro, E. R., Theventhiran, P., Kalsi-Ryan, S., Zariffa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Views+of+individuals+with+spinal+cord+injury+on+the+use+of+wearable+cameras+to+monitor+upper+limb+function+in+the+home+and+community%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Spinal+Cord+Medicine%22%5BJournal%5D)">Views of individuals with spinal cord injury on the use of wearable cameras to monitor upper limb function in the home and community.</a> Journal of Spinal Cord Medicine. 40 (6), 706-714 (2017).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Przedstawiliśmy protokół nagrywania filmów z ADL w domu za pomocą kamer noszonych na ciele u osób z upośledzeniami kończyn górnych, takimi jak cSCI i udar. Protokół jest elastyczny i może być ukierunkowany na cel, aby uchwycić wydajność funkcji ręki w określonych ADL lub zdalnie śledzić postępy rehabilitacji u osób mieszkających w domu. Paradygmat widzenia egocentrycznego ma ogromny potencjał w zakresie zdalnego monitorowania funkcji ręki u osób żyjących w społeczności oraz optymalizacji rehabilitacji po wypisaniu osób z...

Funkcja ręki jest wyznacznikiem niezależności i jakości życia w populacjach klinicznych z upośledzeniem kończyn górnych1,2. Uchwycenie funkcji ręki u osób z upośledzeniem ręki w domu ma zasadnicze znaczenie dla oceny postępów w zakresie ich zdolności do wykonywania czynności życia codziennego (ADL) w trakcie rehabilitacji i po jej zakończeniu. Większość klinicznych ocen funkcji ręki przeprowadza się w środowisku klinicznym lub laboratoryjnym, a nie w domu3,4. Istniejące kliniczne oceny funkcji ręki, które mają na celu uchwycenie wpływu na ADL w domu, są kwestionariuszami i opierają się na subiektywnych ocenach zgłaszanych przez samych siebie5,6,7. Obiektywna ocena, która pozwoliłaby ocenić ostateczny wpływ rehabilitacji na funkcjonowanie ręki w domu, jest nadal niedostępna.
W ostatnich latach opracowano i zaimplementowano wiele technologii ubieralnych w celu uchwycenia funkcji kończyn górnych w rzeczywistych środowiskach. Czujniki do noszenia, takie jak akcelerometry i inercyjne jednostki pomiarowe (IMU), są powszechnie używane do pomiaru ruchów kończyn górnych w życiu codziennym. Jednak urządzenia te zazwyczaj nie rozróżniają, czy wykryte epoki należą do funkcjonalnych ruchów kończyn górnych8,9, zdefiniowanych jako celowe ruchy mające na celu wykonanie pożądanego zadania. Na przykład niektóre czujniki do noszenia są wrażliwe na obecność wymachów kończyn górnych podczas chodzenia, co nie jest funkcjonalnym ruchem kończyny górnej. Co więcej, chociaż akcelerometry noszone na nadgarstku rejestrują ruchy kończyn górnych, nie są w stanie uchwycić szczegółów funkcji ręki w rzeczywistych środowiskach. Rękawice z sensoryką pozwalają na uchwycenie bardziej szczegółowych informacji na temat manipulacji dłonią10, ale mogą być uciążliwe dla osób, których funkcja i czucie dłoni są już upośledzone. Zaproponowano również podejścia do noszenia na ciele w celu rejestrowania ruchów palców za pomocą magnetometrii lub akcelerometrów noszonych na palcach11,12,13, ale funkcjonalna interpretacja tych ruchów pozostaje wyzwaniem14. Tak więc, chociaż wcześniej proponowane urządzenia ubieralne są małe i wygodne w użyciu, są niewystarczające, aby opisać szczegóły i kontekst funkcjonalny użytkowania dłoni.
Zaproponowano kamery do noszenia, aby wypełnić te luki i uchwycić szczegóły funkcji ręki podczas ADL w domu do zastosowań neurorehabilitacyjnych15,16,17,18,19. Zautomatyzowana analiza egocentrycznych filmów wideo przy użyciu widzenia komputerowego ma znaczny potencjał w zakresie ilościowego określania funkcji ręki w kontekście, dostarczając informacji zarówno o samych rękach, jak i o zadaniach wykonywanych w rzeczywistych ADLs20. Z drugiej strony czas trwania ciągłych nagrań jest zwykle ograniczony do około 1 do 1,5 godziny ze względu na baterię, przechowywanie i komfort. Tutaj, w ramach tych ograniczeń, przedstawiamy egocentryczny protokół gromadzenia wideo, którego celem jest uzyskanie danych, które są zarówno reprezentatywne dla codziennego życia danej osoby, jak i dostarczają informacji do oceny funkcji ręki.

<table><tbody><tr><td>Kamera egocentryczna</td><td>GoPro Inc., CA, USA</td><td>GoPro Hero 4 i 5</td><td>Kamera, która nagrywa z perspektywy pierwszej osoby.</td></tr><tr><td>Pojemnik na baterie i baterie</td><td>GoPro Inc., CA, USA</td><td>MAX Podwójna ładowarka + bateria</td><td>Dodatkowe baterie do aparatu i ładowarka</td></tr><tr><td>Ładowarka do aparatu</td><td>GoPro Inc., CA, USA</td><td>Supercharger</td><td>Ta ładowarka jest podłączana bezpośrednio do aparatu bez demontażu ramy kamery.</td></tr><tr><td>Ramka kamery</td><td>GoPro Inc., CA, USA</td><td>Rama</td><td>Zawias ramy kamery może służyć do regulacji kąta widzenia kamery.</td></tr><tr><td>Opaska na głowę do kamery</td><td>GoPro Inc., CA, USA</td><td>Pasek na głowę + karta SD QuickClip</td><td></td></tr><tr><td></td><td>SanDisk, CA, USA</td><td>32GB microSD</td><td></td></tr><tr><td>Tablet</td><td>ASUSTeK Computer Inc., Tajwan</td><td>ZenPad 8.0 Z380M</td><td>Tablet jest instalowany z aplikacją GoPro w celu połączenia z kamerą.</td></tr></tbody></table>

uchwycenie reprezentatywnego użycia dłoni w domu za pomocą egocentrycznego wideo u osób z upośledzeniem kończyn górnych

Capturing Representative Hand Use at Home Using Egocentric Video in Individuals with Upper Limb Impairment

Upośledzone funkcjonowanie ręki po urazach neurologicznych może mieć duży wpływ na niezależność i jakość życia. Większość istniejących ocen kończyn górnych jest przeprowadzana osobiście, co nie zawsze wskazuje na używanie rąk w społeczności. Potrzebne są nowatorskie podejścia do uchwycenia funkcji ręki w życiu codziennym, aby zmierzyć rzeczywisty wpływ interwencji rehabilitacyjnych. Zaproponowano egocentryczne wideo w połączeniu z komputerowym widzeniem do automatycznej analizy w celu oceny użycia dłoni w domu. Istnieją jednak ograniczenia co do czasu trwania ciągłych nagrań. Przedstawiamy protokół mający na celu zapewnienie, że uzyskane filmy są reprezentatywne dla codziennej rutyny, przy jednoczesnym poszanowaniu prywatności uczestników. 
Reprezentatywny harmonogram nagrywania jest wybierany w procesie współpracy między badaczami i uczestnikami, aby zapewnić, że filmy rejestrują naturalne zadania i wydajność, a jednocześnie są przydatne do oceny ręki. Uczestnikom demonstruje się korzystanie ze sprzętu i procedur. Łącznie na dwa tygodnie zaplanowano 3 godziny nagrań wideo. Aby zmniejszyć obawy dotyczące prywatności, uczestnicy mają pełną kontrolę nad rozpoczynaniem i zatrzymywaniem nagrań oraz możliwość edycji filmów przed zwróceniem ich do zespołu badawczego. Zapewnione są przypomnienia, a także telefony pomocy i wizyty domowe w razie potrzeby. 
Protokół został przetestowany z 9 osobami, które przeżyły udar i 14 osobami z uszkodzeniem rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym. Uzyskane filmy zawierały różne czynności, takie jak przygotowywanie posiłków, zmywanie naczyń i robienie na drutach. Uzyskano średnio 3,11 ± 0,98 h materiału wideo. Okresy nagrywania wahały się od 12 do 69 dni, w niektórych przypadkach z powodu choroby lub nieoczekiwanych zdarzeń. Dane udało się uzyskać od dwudziestu dwóch z 23 uczestników, z których 6 wymagało pomocy badaczy w okresie nagrywania w domu. Protokół okazał się skuteczny w gromadzeniu filmów, które zawierały cenne informacje na temat funkcji ręki w domu po urazach neurologicznych.

Demografia uczestników i kryteria włączenia 
Do badań zrekrutowano grupę 23 uczestników: 9 osób po udarach (6 mężczyzn, 3 kobiety) oraz 14 osób z cSCI (12 mężczyzn, 2 kobiety). Podsumowanie informacji demograficznych i klinicznych dla zrekrutowanej grupy przedstawiono w Tabeli 1.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td rowspan="2"></td>
			<td rowspan="2">Wiek (lata)</td>
			<td rowspan...

Protokół jest proponowany do uchwycenia naturalnej funkcji ręki osób z upośledzeniem ręki podczas ich codziennych czynności za pomocą egocentrycznej kamery. Celem protokołu jest zapewnienie, że nagrania są reprezentatywne dla typowego użycia dłoni przez daną osobę podczas codziennych czynności w domu.

Uchwycenie reprezentatywnego użycia dłoni w domu za pomocą egocentrycznego wideo u osób z upośledzeniem kończyn górnych

Impaired hand function after neurological injuries can have a major impact on independence and quality of life. Most existing upper limb assessments are ...

Protokół ten rejestruje reprezentatywną codzienną rutynę osób z upośledzeniami kończyn górnych za pomocą kamer do noszenia lub egocentrycznych filmów. Jego celem jest ocena i wykorzystanie w domu do zastosowań rehabilitacyjnych. Obrazowane użycie dłoni może pomóc w ocenie wpływu nowych terapii w środowisku domowym.Protokół został zaprojektowany tak, aby skutecznie przechwytywać dane reprezentatywne dla codziennego życia użytkownika. Informacje uzyskane za pomocą tego protokołu mogą być wykorzystane do oceny wpływu rehabilitacji, śledzenia postępów w czasie lub kierowania zdalną opieką. Dobra komunikacja z uczestnikiem to podstawa.Upewnij się, że rozumieją, jak ważne jest, aby nie zmieniać swojej zwykłej rutyny ani sposobu, w jaki wykonują zadania. Zacznij od pytania uczestnika, czy jego dotknięte ręce wpływają na jego zdolność do wykonywania codziennych czynności lub ADL. Poproś uczestnika, aby podał kilka przykładów zadań, które może, a których nie może wykonać samodzielnie za pomocą chorych rąk.Poproś uczestników, aby przypomnieli sobie swoją codzienną rutynę z ostatnich dwóch tygodni. Udokumentuj, które codzienne zadania są wykonywane, jak długo i w przybliżeniu o której godzinie. We współpracy z uczestnikiem wybierz trzy przedziały czasowe po 90 minut każdy, w których chcesz nagrywać filmy.Wybierz przedziały czasowe, które są rozłożone na różne dni tygodnia i mają miejsce, gdy ADL z udziałem rąk są zwykle przeprowadzane w sekwencji. Uzyskaj zgodę uczestnika na harmonogramy nagrań po omówieniu wszelkich wątpliwości, które mogą mieć. Ustal cel trzech godzin nagrań wideo w ciągu dwóch tygodni i poinformuj uczestnika, że niewystarczająca liczba filmów może prowadzić do wydłużenia okresów nagrywania.Poinstruuj uczestnika, aby skupił się na uchwyceniu realistycznych rutyn. Upewnij się, że uczestnik rozumie, że wszystkie nagrania powinny odbywać się w jego domu, a nie w miejscach publicznych. Podaj kilka przykładów, które mogą budzić obawy dotyczące prywatności, takich jak kąpiel, ubieranie się i sprawdzanie poufnych informacji.Przypomnij uczestnikowi, aby zwracał uwagę na lustra, na których na nagraniach może być widoczna jego twarz. Zasugeruj, aby uczestnik w miarę możliwości unikał obecności innych osób, takich jak członkowie rodziny lub opiekunowie, w miarę możliwości w filmach. Zademonstruj, jak korzystać z egocentrycznej kamery.W szczególności pokaż uczestnikowi, jak włączać i wyłączać kamerę oraz jak sterować nagraniami. Poproś uczestnika, aby przećwiczył włączanie i wyłączanie kamery, a następnie spróbował nagrywać z kamery. W razie potrzeby zademonstruj, jak korzystać z tabletu z fabrycznie zainstalowaną aplikacją aparatu.Pokaż, jak włączać i wyłączać tablet, jak podłączyć tablet do aparatu za pomocą aplikacji aparatu i jak sterować nagraniami. Poproś uczestnika, aby przećwiczył zademonstrowane kroki. Następnie pokaż im, jak przeglądać nagrane filmy i jak je przycinać lub usuwać.Poproś uczestnika, aby przećwiczył przeglądanie, przycinanie i usuwanie nagrania z tabletu. Następnie zademonstruj, jak zakładać lub zdejmować kamerę za pomocą elastycznej opaski regulowanej do głowy uczestnika. Umieść kamerę na czole uczestnika i wyreguluj pałąk, aby wygodnie i stabilnie nosić kamerę.Zadbaj o optymalny kąt kamery w stosunku do czoła. Poproś uczestnika, aby nagrał krótki fragment filmu, poruszając rękami przed sobą i manipulując przedmiotem. Przejrzyj nagrane wideo i upewnij się, że obie ręce są wyraźnie widoczne w centralnej części sceny podczas wykonywania zadań manipulacyjnych.Ćwicz korzystanie z aparatu i tabletu z uczestnikiem i jego opiekunami, aż wykażą się biegłością. Daj uczestnikowi zestaw ze sprzętem do nagrywania swoich ADL w domu. Oprócz aparatu i tabletu w zestawie powinny znaleźć się dodatkowe baterie do aparatu, ładowarki zarówno do aparatu, jak i tabletu, do ładowania, pałąk na głowę do aparatu oraz wydrukowany zestaw instrukcji korzystania z aparatu.Zrekrutowano próbę 23 uczestników, w tym dziewięć osób, które przeżyły udar i 14 osób z urazem rdzenia kręgowego. Proponowany protokół został przyjęty przez 95,7% uczestników. Rejestrowane czynności obejmowały przygotowywanie posiłków, jedzenie, zmywanie naczyń, aktywność fizyczną i robienie na drutach.Średnia dzienna długość nagrania wideo na uczestnika wynosiła 60 minut, przy czym średnio na uczestnika przypadały trzy godziny materiału wideo. Niektórzy uczestnicy zgłaszali, że czuli się zmęczeni i nieswojo nosząc aparat przez ponad godzinę, ze względu na jego ciężar i ciepło na czole. 27% uczestników wymagało pomocy zespołu badawczego podczas okresów rejestracji w domu.Średnio każde wezwanie pomocy trwało od pięciu do 10 minut. Ponadto 15 opiekunów uczestników było zaangażowanych w pomoc w nagrywaniu filmów w domu. Wybór działań musi być procesem opartym na współpracy między badaczem a uczestnikami, aby zapewnić uchwycenie realistycznych, reprezentatywnych i znaczących procedur.Dane uzyskane z tych filmów mogą być wykorzystane do automatycznej analizy, za pomocą technik widzenia komputerowego i uczenia maszynowego w celu stworzenia nowych narzędzi do śledzenia postępów i wyników rehabilitacji.

capturing-representative-hand-use-at-home-using-egocentric-video

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Jednopulsowa przezczaszkowa stymulacja magnetyczna nad główną korą ruchową, neuronawigacja i rejestracja aktywności elektromiograficznej mięśni dłoni zostały wykorzystane w tym badaniu do zbadania pobudliwości korowo-rdzeniowej, podczas gdy uczestnicy obserwowali sekwencje działań.

Modulacja pobudliwości korowo-rdzeniowej podczas obserwacji działania

Opisujemy nowatorską konfigurację opartą na wirtualnej rzeczywistości, która wykorzystuje dobrowolną kontrolę jednej ręki do poprawy zdolności motorycznych drugiej (niewytrenowanej) ręki. Osiąga się to poprzez dostarczanie sensorycznych informacji zwrotnych w czasie rzeczywistym opartych na ruchu, tak jakby niewytrenowana ręka się poruszała. To nowe podejście może być wykorzystane do usprawnienia rehabilitacji pacjentów z jednostronnym niedowładem połowiczym.

Wykorzystanie wirtualnej rzeczywistości do przenoszenia wiedzy o umiejętnościach motorycznych z jednej ręki do drugiej

Ten protokół opisuje, jak używać analizy wideo klatka po klatce do ilościowego określenia idiosynkratycznych ruchów od zasięgu do uchwycenia u ludzi. Do zademonstrowania techniki wykorzystuje się analizę porównawczą dotarcia u osób widzących i niewidzących zdrowych dorosłych, ale metoda ta może być również zastosowana do badania populacji rozwojowych i klinicznych.

Klatka po klatce analiza wideo idiosynkratycznych ruchów sięgających do chwytania u ludzi

Ten protokół opisuje obiektywną metodę oceny sprawności ruchowej i funkcji sensomotorycznej kończyny górnej zastosowanej u osób po udarze mózgu i zdrowych osób z grupy kontrolnej. Zapewniona jest ustandaryzowana procedura testowa, analiza kinematyczna i zmienne wynikowe do trójwymiarowego przechwytywania ruchu zadania picia.

Analiza kinematyczna z wykorzystaniem przechwytywania ruchu 3D podczas picia u osób z i bez upośledzenia kończyn górnych

Zaprojektowaliśmy test rzeczywistości wirtualnej do oceny instrumentalnych czynności życia codziennego (IADL) za pomocą systemu przechwytywania ruchu. Proponujemy szczegółową analizę kinematyczną w celu interpretacji różnych ruchów uczestnika, w tym trajektorii, odległości ruchu i czasu do ukończenia, aby ocenić możliwości IADL.

Pomiar kinematyki codziennych ruchów za pomocą systemów przechwytywania ruchu w rzeczywistości wirtualnej

Uraz mózgu może uszkodzić zarówno układ oczny, jak i somatyczny układ motoryczny. Charakterystyka kontroli motorycznej po urazie dostarcza biomarkerów, które pomagają w wykrywaniu, monitorowaniu i prognozowaniu choroby. Dokonujemy przeglądu metody pomiaru kontroli ruchu gałek ocznych i ręki w zdrowiu i patologicznej koordynacji, z paradygmatami patrzenia i zasięgu do oceny koordynacji między okiem a ręką.

Efektywne rejestrowanie spektrum koordynacji oko-ręka do spektrum braku koordynacji

To badanie informuje o rozwoju nowatorskiego, wspomaganego przez robota programu rehabilitacji ręki. Proces rozwojowy składa się z eksperymentów z udziałem zarówno osób zdrowych, jak i osób, które przeszły udar i cierpiały na późniejszą dysfunkcję kontroli motorycznej.

Opracowanie nowatorskiego programu rehabilitacji zorientowanej na zadania z wykorzystaniem dwuręcznego egzoszkieletu robotycznej ręki

Podczas gdy poprzednie badania nad samoświadomością ciała zakładały, że ruchy własne i pochodzące od innych osób są percepcyjnie rozróżnialne, ten protokół pozwala im być niejednoznacznym na wirtualnej ręce z niezamierzonymi niewielkimi ruchami. To pozwala nam obserwować czyjeś doświadczenie utworzone przez SoO i inne wytworzone SoA, a nie brak SoA.

Wirtualna ręka z niejednoznacznym ruchem między sobą a innym pochodzeniem: poczucie własności i sprawczość "wyprodukowana przez innych"

Ten protokół opisuje robota do rehabilitacji kończyn górnych, który dostarcza inteligentne informacje zwrotne w czterech trybach. Tryby te poprawiają funkcję i elastyczność kończyny górnej, poprawiając w ten sposób jakość życia pacjentów.

Poprawa funkcji kończyny górnej i zdolności motorycznych po udarze mózgu za pomocą robota do rehabilitacji kończyn górnych

Artykuł przedstawia kompleksowy protokół jednoczesnego rejestrowania elektromiografii dłoni (EMG) i wizualnego śledzenia palców podczas naturalnej gestykulacji palcami. Dane wizualne mają służyć jako podstawa do opracowania dokładnych modeli obliczeniowych opartych na EMG do rozpoznawania gestów palców.

Rejestrowanie dynamicznych gestów palcami za pomocą elektromiografii powierzchniowej o wysokiej rozdzielczości i komputerowego systemu wizyjnego

Zalecano stosowanie kinematycznych parametrów zadania picia w rehabilitacji po udarze kończyn górnych, jednak konwencjonalne podejścia do badań kinematycznych są uważane za niepraktyczne. Obecny protokół opisuje internetowy przewodnik do nagrywania nagrań z zadania picia, które są kompatybilne z komputerowym widzeniem i pozwalają wyodrębnić zalecane metryki kinematyczne.

Internetowy przewodnik dla klinicystów do nagrywania kompatybilnego wideo ze standaryzowanej kinematyki zadań picia do analizy widzenia komputerowego

Poznaj metodę rejestracji użycia dłoni w domu u osób z upośledzeniem kończyn górnych za pomocą kamer egocentrycznych. Ta technika umożliwia ocenę rehabilitacji i śledzenie postępów w naturalnym środowisku życia codziennego.

Uchwycenie reprezentatywnego użycia dłoni w domu za pomocą egocentrycznego wideo u osób z upośledzeniem kończyn górnych

Przeglądaj więcej filmów