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 Instrumentalnego Wstawania i Chodu (iTUG) to nowatorskie podejście do analizy chwiejności ciała i chodu z wykorzystaniem technologii przechwytywania ruchu. Niniejsze badanie analizuje podkomponenty testu iTUG i ich korelację z tradycyjnymi metrykami testu TUG.
Kluczowe Elementy Badania
Dziedzina Nauki
- Neuroscience
- Analiza chodu
- Technologia przechwytywania ruchu
Tło
- Test iTUG wzbogaca tradycyjne oceny TUG.
- Dostarcza szczegółowych informacji na temat zmiennych czasu i chwiejności ciała.
- Ostatnie badania łączą komponenty TUG z funkcjami poznawczymi.
- Metoda ta może pomóc w przesiewie pod kątem zaburzeń poznawczych.
Cel Badania
- Analiza podkomponentów testu iTUG z wykorzystaniem przechwytywania ruchu.
- Określenie korelacji między podzadaniami iTUG.
- Wskazanie zalet w stosunku do tradycyjnych testów TUG.
Wykorzystane Metody
- Konfiguracja standaryzowanego obszaru testu iTUG z 12 kamerami.
- Włączenie tradycyjnych ustawień TUG, w tym krzesła.
- Wykorzystanie przechwytywania ruchu do zebrania szczegółowych danych.
- Porównanie zmiennych czasu i chwiejności ciała w różnych grupach.
Główne Wyniki
- Niektóre zmienne czasu różniły się istotnie między grupami.
- Zmienne chwiejności ciała wykazywały zróżnicowane wyniki w zależności od poziomu ryzyka upadku.
- Test iTUG ujawnił bardziej szczegółowe metryki niż tradycyjne metody.
- Zauważono potencjalne implikacje dla oceny funkcji poznawczych.
Wnioski
- Test iTUG oferuje udoskonaloną analizę chodu i równowagi.
- Może służyć jako cenne narzędzie do oceny ryzyka upadku.
- Metoda ta może usprawnić procesy przesiewowe pod kątem zaburzeń poznawczych.
Najczęściej Zadawane Pytania
Executive Industry Relevance
Quantitative mobility assessment using motion capture in the instrumented Timed Up and Go (iTUG) test enables early detection of fall risk in aged adults, addressing a critical inflection point in translational research for neurodegenerative and mobility disorders. By dissecting subcomponents of the TUG test, this approach enhances predictive confidence and supports mechanistic de-risking in target validation for movement-related interventions. The method's granularity positions it as a reusable platform for both discovery-stage and preclinical mobility biomarker development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables quantitative interrogation of mobility-related hypotheses through subtask-specific time and body sway metrics.
- Supports functional target validation by correlating movement subcomponents with fall risk indices.
- Facilitates mechanistic de-risking by distinguishing between time-based and sway-based mobility impairments.
Screening & Assay Development
- Prepares validated, reproducible movement assays for downstream compound or intervention screening.
- Standardizes quantitative outputs for cross-study and cross-cohort comparability.
- Enables scalable, high-fidelity data capture for screening readiness and platform reuse.
Translational & Preclinical Research
- Aligns mobility phenotypes with translational biomarkers relevant to neurodegenerative and aging-related disorders.
- Supports continuity from early discovery through preclinical validation by linking quantitative movement metrics to risk indices.
- Provides predictive de-risking for candidate interventions targeting mobility or cognitive decline.
Pipeline & Workflow Integration
The iTUG motion capture workflow bridges early discovery, lead identification, and preclinical research by providing standardized, quantitative mobility phenotyping.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification for movement and fall risk mechanisms.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative outputs for assay development and compound evaluation.
- Analytics: Generates time and body sway metrics enabling robust statistical comparison across risk groups.
- Translational Research: Connects movement subtask metrics to established fall risk indices for biomarker alignment.
- Enterprise Reuse: Establishes a scalable, standardized platform for repeated use across studies and cohorts.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in mobility-related target validation.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of movement phenotyping workflows.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by enabling early risk stratification.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of mobility and neurodegeneration programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in motion capture technology and quantitative movement analysis.
- Demands dedicated instrumentation, including multi-camera motion capture systems and calibration protocols.
- Necessitates cross-team standardization of test setup, marker placement, and data analysis pipelines.
- Adaptation across different model systems or populations may require protocol adjustments.
- Practical limitations include the need for controlled environments and specialized analytical infrastructure.
