Capturando representante uso da mão em casa usando vídeo egocêntrico em indivíduos com comprometimento do membro superior
23 de dezembro de 2020
Um protocolo é proposto para capturar a função natural da mão de indivíduos com deficiências manuais durante suas rotinas diárias usando uma câmera egocêntrica. O objetivo do protocolo é garantir que as gravações representem o uso típico de mão de um indivíduo durante as atividades de vida diária em casa.
Este protocolo captura uma rotina diária representativa de indivíduos com deficiências nos membros superiores usando câmeras vestíveis ou vídeos egocêntricos. Seu objetivo é avaliar e usar em casa para aplicações de reabilitação. O uso da mão com imagens pode ajudar a avaliar o impacto de novas terapias nos ambientes domésticos.
O protocolo foi projetado para capturar com eficiência dados representativos da vida diária do usuário. As informações obtidas usando este protocolo podem ser usadas para avaliar o impacto da reabilitação, acompanhar o progresso ao longo do tempo ou orientar o atendimento remoto. Uma boa comunicação com o participante é essencial.
Certifique-se de que eles entendam a importância de não mudar sua rotina habitual ou a maneira como executam as tarefas. Comece perguntando ao participante se suas mãos afetadas afetam sua capacidade de realizar atividades da vida diária, ou AVDs. Peça ao participante para dar alguns exemplos de tarefas que ele pode e não pode realizar de forma independente com as mãos afetadas.
Peça aos participantes que se lembrem de suas rotinas diárias nas últimas duas semanas. Documente quais tarefas diárias são executadas, por quanto tempo e aproximadamente a que horas. Em colaboração com o participante, selecione três intervalos de tempo de 90 minutos cada, durante os quais gravar vídeos.
Selecione intervalos de tempo que são distribuídos em diferentes dias da semana e ocorrem quando as AVDs envolvendo as mãos são normalmente realizadas em sequência. Obtenha a concordância do participante sobre os horários de gravação após discutir quaisquer preocupações que ele possa ter. Defina uma meta de três horas de vídeos ao longo de duas semanas e informe ao participante que vídeos insuficientes podem levar à extensão de seus períodos de gravação.
Instrua o participante a se concentrar em capturar rotinas realistas. Certifique-se de que o participante entenda que todas as gravações devem ocorrer dentro de suas casas, não em locais públicos. Dê alguns exemplos que podem levantar preocupações com a privacidade, como tomar banho, vestir-se e verificar informações confidenciais.
Lembre o participante de estar ciente dos espelhos, que podem mostrar seu rosto nas gravações. Sugira que o participante evite ao máximo a presença de outras pessoas, como familiares ou cuidadores, nos vídeos. Demonstre como usar uma câmera egocêntrica.
Especificamente, mostre ao participante como ligar e desligar a câmera e como controlar as gravações. Peça ao participante para praticar ligar e desligar a câmera e, em seguida, tentar gravar a partir da câmera. Se aplicável, demonstre como usar um tablet com o aplicativo de câmera pré-instalado.
Demonstre como ligar e desligar o tablet, como conectar o tablet à câmera por meio do aplicativo da câmera e como controlar as gravações. Peça ao participante para praticar os passos demonstrados. Em seguida, mostre a eles como revisar os vídeos gravados e como cortá-los ou excluí-los.
Peça ao participante que pratique revisar, cortar e excluir uma gravação do tablet. Em seguida, demonstre como colocar ou tirar a câmera usando uma faixa elástica ajustável à cabeça do participante. Coloque a câmera na testa do participante e ajuste a faixa de cabeça para usar a câmera de forma confortável e estável.
Garanta um ângulo ideal da câmera em relação à testa. Peça ao participante para gravar um pequeno segmento de vídeo enquanto move as mãos na frente dele e manipula um objeto. Revise o vídeo gravado e certifique-se de que as duas mãos estejam claramente visíveis na região central da cena durante a realização de tarefas de manipulação.
Pratique o uso da câmera e do tablet com o participante e seus cuidadores até que demonstrem proficiência. Entregue ao participante o kit com o equipamento para registrar suas AVDs em casa. Além da câmera e do tablet, o kit deve incluir baterias extras para a câmera, carregadores de bateria para a câmera e o tablet, cabos de carregamento, faixa de cabeça para a câmera e um conjunto impresso de diretrizes para o uso da câmera.
Uma amostra de 23 participantes foi recrutada, incluindo nove sobreviventes de AVC e 14 indivíduos com lesão medular. O protocolo proposto foi bem-sucedido para 95,7% dos participantes. As atividades registradas incluíram preparação de refeições, alimentação, lavagem de louça, atividade física e tricô.
A duração média diária da gravação de vídeo por participante foi de 60 minutos, com uma média de três horas de vídeo obtidas por participante. Alguns participantes relataram sentir-se cansados e desconfortáveis ao usar a câmera por mais de uma hora, devido ao seu peso e calor contra a testa. 27%dos participantes necessitaram de assistência da equipe de pesquisa durante os períodos de gravação em casa.
Em média, cada chamada de ajuda levou de cinco a 10 minutos. Além disso, 15 cuidadores dos participantes estiveram envolvidos na ajuda à gravação de vídeos em casa. A seleção das atividades precisa ser um processo colaborativo entre o pesquisador e os participantes para garantir que rotinas realistas, representativas e significativas sejam capturadas.
Os dados obtidos desses vídeos podem ser usados para análise automática, por meio de técnicas de visão computacional e aprendizado de máquina para criar novas ferramentas para acompanhar o progresso e os resultados da reabilitação.
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Visão Geral
Este protocolo captura uma rotina diária representativa de indivíduos com deficiências nos membros superiores usando câmeras vestíveis ou vídeos egocêntricos. O objetivo é avaliar a função da mão durante as atividades diárias em casa para aplicações de reabilitação.
Principais Componentes do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Reabilitação
- Tecnologia Assistiva
Fundo
- Indivíduos com deficiências nas mãos frequentemente enfrentam desafios nas atividades diárias.
- Compreender a função natural da mão é crucial para uma reabilitação eficaz.
- Câmeras vestíveis podem fornecer insights sobre o uso da mão na vida real.
- A coleta de dados em ambientes domésticos pode melhorar a avaliação da terapia.
Propósito do Estudo
- Capturar o uso típico da mão em indivíduos com deficiências nos membros superiores.
- Avaliar o impacto das terapias de reabilitação.
- Acompanhar o progresso ao longo do tempo em um ambiente natural.
Métodos Utilizados
- Uso de câmeras egocêntricas para coleta de dados.
- Gravação das rotinas diárias dos participantes.
- Engajamento com os participantes para uma comunicação eficaz.
- Análise da função da mão em ambientes domésticos.
Principais Resultados
- Os dados coletados refletem o uso típico da mão durante as atividades diárias.
- Os insights obtidos podem informar estratégias de reabilitação.
- O acompanhamento do progresso é facilitado através do monitoramento contínuo.
- O feedback dos participantes é essencial para a eficácia do protocolo.
Conclusões
- O protocolo captura efetivamente a função natural da mão.
- Pode orientar cuidados remotos e aplicações de reabilitação.
- Estudos futuros podem se basear nesta metodologia para aplicações mais amplas.
Perguntas Frequentes
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.
