Wykorzystanie technologii przechwytywania ruchu w oprzyrządowanym teście Timed Up and Go w celu wykrycia ryzyka upadku u osób w podeszłym wieku
25 października 2024
Oprzyrządowany test Timed Up and Go (iTUG) zyskuje coraz większą uwagę w analizie kołysania ciała i chodu wraz z rozwojem nowych technologii. Przedstawiamy protokół do analizy podzespołów iTUG z motion capture.
W obecnym badaniu naszym celem była analiza podkomponentów testowych ITUG z wykorzystaniem technologii motion capture oraz określenie korelacji między podzadaniami testowymi ITUG. Chcieliśmy pokazać, że test ITUG uwypuklił punkty, aby pokazać więcej szczegółów niż tradycyjny test TUG. Znaczenie tej metody polega na tym, że jest ona podzielona, tradycyjny test TUG z systemem przechwytywania ruchu dostarcza nowych zmiennych dotyczących czasu i kołysania ciała, nasze wyniki wykazały, że niektóre zmienne czasowe składowe, a nie zmienne kołysania ciała, różniły się między grupami o różnym poziomie ryzyka upadku.
Ponieważ ostatnie badania dostarczają dowodów na to, że kilka elementów testu TUG jest związanych z funkcjami poznawczymi, metoda ta może również utorować drogę do badań przesiewowych w kierunku zaburzeń poznawczych. Na początek należy skonfigurować ustandaryzowany obszar testowy ITUG, upewniając się, że jest on wyposażony w 12 kamer rozmieszczonych w całym pomieszczeniu. Włącz tradycyjne konfiguracje TUG, takie jak krzesło i znak, aby przypomnieć uczestnikowi, aby zawrócił.
Upewnij się, że obszar przechwytywania ruchu jest zamknięty w zasięgu kamery i że wszystkie materiały do testowania holownika nie odbijają światła w kolorze białym. Następnie uruchom oprogramowanie do przechwytywania ruchu, klikając ikonę oprogramowania, aby uzyskać ogólną konfigurację kamery. Wybierz tryb domyślny.
Zastosuj również ustawienia domyślne dla wybranych ustawień kamery i ustawień konfiguracji kamery. Wybierz tryb na żywo dla ustawień w czasie rzeczywistym i kliknij zestawy znaczników, aby skonfigurować ustawienia znaczników. Aby skalibrować oś podłoża, wybierz oś XY i wybierz milimetry w jednostkach kalibracji.
Kliknij przycisk kalibruj, aby wybrać wariant kalibracji. Następnie wybierz wstępną kalibrację i kliknij przycisk w kształcie litery L. Umieść kalibrator w kształcie litery L na środku pola, aby zapewnić widoczność dla wszystkich kamer.
Następnie sprawdź ekran, aby upewnić się, że wszystkie 12 kamer wykrywa cztery odblaskowe znaczniki. Jeśli dowolna kamera wykryje trzy lub mniej znaczników. Zmniejsz jasność i próg po lewej stronie ekranu.
Jeśli dowolna kamera wykryje pięć lub więcej znaczników. Sprawdź pole i zakryj niechciane znaczniki. Następnie kliknij przycisk w kształcie litery T i pomachaj nim w terenie, aby upewnić się, że wszystkie kamery go uchwyciły.
Następnie wybierz oś Z w kalibracji osi górnej i użyj milimetrów jako jednostek kalibracji. Poproś lekarzy, aby sprawdzili skuteczność przechwytywania kamery, machając znacznikami w każdym rogu pola. Kliknij Zakończ, aby zakończyć proces kalibracji i kliknij Zapisz kalibrację.
Aby rozpocząć, skonfiguruj obszar testowy i oprogramowanie do testu ITUG przymocuj odblaskowe markery do siedmiu procesów spinu szyjnego uczestnika, 10 wyrostków kolczystych piersiowych, lewego wyrostka barkowego i prawego wyrostka barkowego. Kliknij prawym przyciskiem myszy odblaskowe znaczniki w prawym wierszu ekranu, aby nazwać je C7, T10, lewe ramię i prawe ramię. Przedstaw uczestnikom instrukcje dotyczące testu ITUG.
Poproś uczestników, aby wstali z krzesła, przeszli trzy metry z preferowaną prędkością, odwrócili się, wrócili i usiedli, podczas gdy uczestnik wykonuje test ITUG. Kliknij przyciski start i pauza na ekranie komputera. Następnie wprowadź imię i nazwisko uczestnika do systemu w celu zbierania danych i naciśnij przycisk nagrywania, aby rozpocząć rejestrację danych.
Po nagraniu przejrzyj film, aby zidentyfikować podfazy testu ITUG. Podobnie zdefiniuj fazę drugą czas, fazę drugą kołysanie ciała, fazę trzecią czas. Faza trzecia, kołysanie ciała, prędkość kątowa fazy trzeciej, faza czwarta czasu, faza czwarta kołysania ciała i faza piąta.
Na koniec oceń ryzyko upadku uczestnika, korzystając z indeksu ryzyka upadku Downton. W tym badaniu przebadano 13 uczestników w wieku z wysokim ryzykiem upadku i 11 uczestników z niskim ryzykiem upadku. Pomimo braku istotnych różnic w płci, wieku lub ogólnych wynikach testów szarpnięcia między grupami, osoby wysokiego ryzyka miały znacznie dłuższy czas trwania w określonych fazach testu szarpania oczu i niższą prędkość kątową podczas skręcania, co sugeruje upośledzoną mobilność, stwierdzono istotną korelację między wynikami DFRI a czasem trwania kilku faz testów IT, ale nie z metrykami kołysania ciała wskazującymi na konkretne wyzwania związane z poruszaniem się skorelowane z ryzykiem upadku.
Przegląd
Test iTUG (instrumented Timed Up and Go) to nowatorskie podejście do analizy kołysania ciała i chodu z wykorzystaniem technologii przechwytywania ruchu. Niniejsze badanie analizuje podkomponenty testu iTUG oraz ich korelację z parametrami tradycyjnego testu TUG.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Analiza chodu
- Technologia przechwytywania ruchu
Wprowadzenie
- Test iTUG rozszerza tradycyjne oceny TUG.
- Zapewnia on szczegółowe informacje na temat zmiennych czasowych i kołysania ciała.
- Niedawne badania wiążą poszczególne komponenty TUG z funkcjami poznawczymi.
- Metoda ta może pomóc w przesiewowym badaniu upośledzenia funkcji poznawczych.
Cel badania
- Analiza podkomponentów testu iTUG z wykorzystaniem systemu przechwytywania ruchu.
- Określenie korelacji pomiędzy poszczególnymi zadaniami w teście iTUG.
- Wskazanie zalet w stosunku do tradycyjnych testów TUG.
Zastosowane metody
- Przygotowanie zestandaryzowanego obszaru do testu iTUG z 12 kamerami.
- Uwzględnienie tradycyjnych elementów konfiguracji TUG, w tym krzesła.
- Wykorzystanie systemu analizy ruchu do gromadzenia szczegółowych danych.
- Porównanie zmiennych czasu oraz kołysania ciała pomiędzy grupami.
Główne wyniki
- Niektóre zmienne czasowe różniły się znacząco pomiędzy grupami.
- Zmienne dotyczące kołysania ciała wykazały zróżnicowane wyniki w zależności od poziomu ryzyka upadku.
- Test iTUG ujawnił bardziej szczegółowe parametry niż metody tradycyjne.
- Odnotowano potencjalne implikacje dla oceny funkcji poznawczych.
Wnioski
- Test iTUG oferuje doprecyzowaną analizę chodu i równowagi.
- Może on służyć jako wartościowe narzędzie do oceny ryzyka upadków.
- Metoda ta mogłaby usprawnić procesy przesiewowe w kierunku upośledzenia funkcji poznawczych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ilościowa ocena mobilności z wykorzystaniem systemu motion capture w zinstrumentalizowanym teście „Wstań i Idź” (iTUG) umożliwia wczesne wykrywanie ryzyka upadków u osób starszych, co stanowi kluczowy punkt zwrotny w badaniach translacyjnych nad chorobami neurodegeneracyjnymi i zaburzeniami mobilności. Poprzez analizę poszczególnych komponentów testu TUG, podejście to zwiększa pewność predykcyjną i wspiera mechanistyczne ograniczanie ryzyka w walidacji celów dla interwencji związanych z ruchem. Szczegółowość tej metody pozycjonuje ją jako uniwersalną platformę do opracowywania biomarkerów mobilności zarówno na etapie odkrywczym, jak i przedklinicznym.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wstępne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia ilościową weryfikację hipotez dotyczących mobilności poprzez zastosowanie wskaźników czasu i kołysania ciała specyficznych dla poszczególnych podzadań.
- Wspiera funkcjonalną walidację celów poprzez korelację subkomponentów ruchu z indeksami ryzyka upadku.
- Ułatwia mechanistyczną redukcję ryzyka poprzez rozróżnienie między zaburzeniami mobilności opartymi na czasie a tymi opartymi na kołysaniu.
Przesiewanie i opracowanie testu
- Przygotowuje zwalidowane, powtarzalne testy ruchu do późniejszego przesiewowania związków lub interwencji.
- Standaryzuje wyniki ilościowe w celu zapewnienia porównywalności między badaniami i kohortami.
- Umożliwia skalowalną, wysokowierną rejestrację danych w celu przygotowania do przesiewania i ponownego wykorzystania platformy.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Koreluje fenotypy ruchowe z biomarkerami translacyjnymi istotnymi dla zaburzeń neurodegeneracyjnych i związanych z wiekiem.
- Zapewnia ciągłość od wczesnego etapu odkryć po walidację przedkliniczną poprzez powiązanie ilościowych parametrów ruchu z wskaźnikami ryzyka.
- Umożliwia predykcyjną redukcję ryzyka dla interwencji kandydackich ukierunkowanych na poprawę mobilności lub przeciwdziałanie spadkowi funkcji poznawczych.
Integracja rurociągów i przepływów pracy
Procedura przechwytywania ruchu iTUG łączy wczesny etap odkrywania, identyfikację wiodących związków oraz badania przedkliniczne, zapewniając standaryzowane, ilościowe fenotypowanie mobilności.
- Biologia odkrywcza: Wspiera weryfikację hipotez i wyjaśnianie szlaków mechanizmów ruchu oraz ryzyka upadków.
- Przesiewanie: Dostarcza powtarzalne, ilościowe wyniki niezbędne do opracowania testów i oceny związków.
- Analityka: Generuje mierniki czasu i kołysania ciała, umożliwiając rzetelne porównania statystyczne pomiędzy grupami ryzyka.
- Badania translacyjne: Łączy mierniki podzadań ruchowych z uznanymi wskaźnikami ryzyka upadków w celu dopasowania biomarkerów.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy skalowalną, zestandaryzowaną platformę do wielokrotnego stosowania w różnych badaniach i kohortach.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczo
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w walidacji celów związanych z mobilnością.
- Wartość operacyjna: Poprawia standaryzację, powtarzalność i skalowalność procesów fenotypowania ruchu.
- Wartość strategiczna: Usprawnia podejmowanie decyzji typu go/no-go oraz efektywność kapitałową poprzez umożliwienie wczesnej stratyfikacji ryzyka.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój programów dotyczących mobilności i neurodegeneracji.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w zakresie technologii przechwytywania ruchu (motion capture) oraz ilościowej analizy ruchu.
- Wymaga dedykowanej aparatury, w tym wielokamerowych systemów przechwytywania ruchu oraz protokołów kalibracji.
- Konieczne jest ujednolicenie konfiguracji testów, rozmieszczenia markerów oraz procesów analizy danych pomiędzy zespołami.
- Adaptacja do różnych systemów modelowych lub populacji może wymagać modyfikacji protokołu.
- Ograniczenia praktyczne obejmują konieczność zapewnienia kontrolowanego środowiska oraz specjalistycznej infrastruktury analitycznej.
