Установка для количественной оценки движений и мышечной активности во время виртуального модифицированного бокс-теста и теста Block
12 января 2024 г.
Описанный здесь протокол направлен на улучшение количественной оценки дефицита верхних конечностей с целью разработки дополнительной технологии для дистанционной оценки как в клинике, так и в домашних условиях. Виртуальная реальность и биосенсорные технологии в сочетании со стандартными клиническими методами позволяют получить представление о функционировании нервно-мышечной системы.
Здесь, в Лаборатории нейроинженерии и реабилитации Университета Западной Вирджинии, мы изучаем функциональные механизмы сенсорно-моторного контроля и разрабатываем объективные инструменты оценки для оценки моторных навыков и двигательных нарушений. Дистанционная или виртуальная помощь стала многообещающим средством устранения неравенства в здравоохранении. Тем не менее, существует критическая потребность в количественной характеристике моторных навыков для использования в этих приложениях.
Наш протокол направлен на то, чтобы позволить клиницистам и исследователям получать данные с высоким разрешением о сложных движениях, чтобы лучше оценивать дефицит движений дистанционно. Этот протокол направлен на упрощение сложных и малоиспользуемых технологий реабилитации за счет автоматизации оценки движений в домашних условиях. Его ключевое преимущество заключается в интеграции виртуальной реальности, захвата движения и электромиографии.
Например, VR-гарнитура с отслеживанием рук фиксирует движения для первого анализа, а браслет EMG оценивает работу мышц во время виртуального тестирования.
Обзор
Данный протокол направлен на совершенствование количественной оценки дефицита функций верхних конечностей путем интеграции технологий виртуальной реальности и биосенсоров со стандартными клиническими методами. Целью является упрощение дистанционной оценки моторных навыков как в клинических условиях, так и на дому.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейроинженерия
- Реабилитация
- Оценка моторного контроля
Теоретические сведения
- Дистанционное медицинское обслуживание помогает устранить неравенство в доступе к здравоохранению.
- Количественная характеристика двигательных навыков имеет решающее значение.
- Для более точной оценки необходимы данные высокого разрешения о сложных движениях.
- Современные технологии реабилитации используются недостаточно.
Цель исследования
- Обеспечить возможность дистанционной оценки нарушений двигательных функций клиницистами.
- Упростить реабилитационные технологии для использования в домашних условиях.
- Автоматизировать процессы оценки движений.
Используемые методы
- Интеграция технологий виртуальной реальности.
- Методы захвата движений.
- Электромиография для оценки мышечной активности.
- Стандартные клинические методы для комплексной оценки.
Основные результаты
- Расширенные возможности количественной оценки дефицита функций верхних конечностей.
- Углубленное понимание функционирования нервно-мышечной системы.
- Облегчение проведения дистанционной оценки.
- Оптимизация сложных технологий реабилитации.
Выводы
- Данный протокол обеспечивает надежную основу для дистанционной оценки.
- Сочетание различных технологий может привести к улучшению результатов лечения пациентов.
- Будущие области применения могут способствовать дальнейшему сокращению разрывов в системе здравоохранения.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Количественная оценка движения и мышечной активности с использованием интегрированных платформ виртуальной реальности и биосенсоров устраняет критический пробел в дистанционном анализе моторных функций. Эта возможность обеспечивает объективное измерение нарушений двигательной активности с высоким разрешением, что способствует раннему обнаружению и трансляционным исследованиям в рамках биофармацевтических разработок в области нейромышечных заболеваний и реабилитации. Данный подход повышает прогностическую достоверность при валидации мишеней и позволяет принимать обоснованные с учетом рисков решения о продвижении терапевтических препаратов на следующих этапах разработки.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Обеспечивает объективную оценку нейромышечной функции и вовлеченности сигнальных путей в моделях заболеваний.
- Способствует снижению биологических рисков путем предоставления количественных и воспроизводимых данных о движении и активации мышц.
- Облегчает функциональную валидацию мишеней за счет высокоразрешающей оценки моторного дефицита.
Скрининг и разработка анализа
- Подготовка валидированных количественных тестов двигательной активности для последующего скрининга соединений.
- Стандартизация протоколов оценки для обеспечения воспроизводимости и сопоставимости результатов между исследованиями.
- Получение масштабируемых, готовых для платформы данных для надежной оценки терапевтических вмешательств.
Трансляционные и доклинические исследования
- Сопоставляет количественные показатели движения и данные ЭМГ с функциональными конечными точками, значимыми для конкретного заболевания.
- Обеспечивает преемственность процесса от ранних этапов поиска до доклинической валидации методов терапии нервно-мышечных заболеваний.
- Поддерживает принятие решений с учетом рисков, предоставляя понимание механизмов терапевтического воздействия на двигательную функцию.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Данный протокол интегрируется в континуум от этапа поиска до доклинических исследований, обеспечивая возможность объективной количественной оценки двигательной функции и мышечной активности как в контролируемых, так и в удаленных условиях.
- Фундаментальная биология: обеспечивает получение данных высокого разрешения для проверки гипотез и снижения рисков при изучении механизмов в нейромышечных исследованиях.
- Скрининг: предоставляет стандартизированные, воспроизводимые тесты двигательной активности и ЭМГ для оценки соединений.
- Аналитика: обеспечивает количественные выходные данные для статистического сравнения эффектов вмешательства на двигательную функцию.
- Трансляционные исследования: связывает фундаментальные открытия с доклинической валидацией путем приведения функциональных показателей в соответствие с клиническими конечными точками.
- Корпоративное использование: создает многократно используемую платформу для дистанционной количественной оценки в рамках нескольких терапевтических программ.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает точность прогнозирования и уменьшает неопределенность механизмов при валидации нейромышечных мишеней.
- Операционная ценность: стандартизирует и автоматизирует оценку движений для масштабируемого и воспроизводимого получения данных.
- Стратегическая ценность: служит основой для принятия решений о продолжении или прекращении разработки («go/no-go») и повышает эффективность использования капитала за счет обеспечения надежных функциональных конечных точек.
- Влияние на портфель: поддерживает приоритизацию с учетом рисков и продвижение активов, ориентированных на нейромышечные заболевания и реабилитацию.
Рекомендации по реализации
- Требуется опыт работы с системами захвата движений, ЭМГ и интеграцией систем виртуальной реальности.
- Необходимы специализированное оборудование и синхронизированная аналитическая инфраструктура для сбора данных.
- Требуется межкомандная стандартизация протоколов и форматов данных для обеспечения воспроизводимости.
- Может потребоваться адаптация для различных модельных систем или групп пациентов.
- Зависимость от надежного удаленного подключения и соблюдения инструкций пользователем при проведении оценки на дому.
