Веб-руководство для клинициста по записи совместимого видео стандартизированных кинематических задач для анализа компьютерного зрения

Наши исследования посвящены точной реабилитации верхней конечности, и мы действительно сосредоточены на использовании доступных инструментов, к которым люди могут получить доступ, таких как видеокамеры, носимые сенсоры, а также открытые AI.So технологии, которые мы сейчас используем, включают технологии ИИ, такие как компьютерное зрение, а также сенсорные технологии, которые включают видеокамеры и носимые сенсоры. И эти технологии действительно изменили нашу сферу, потому что позволяют чаще, объективнее измерять восстановление и, возможно, с более мелкой детализацией, чтобы зафиксировать то, что мы сейчас можем упускать. Для начала разместите кресло с регулируемой высотой и спинкой сиденья, чтобы человек мог сидеть с ладонями, лежащими лицом вниз на столе, а складка запястья выровнена по краю стола.

Отрегулируйте высоту сиденья так, чтобы достичь примерно 90 градусов сгибания как в области бедер, так и коленей. Измените высоту стола так, чтобы испытуемый сохранял вертикальную осанку с руками, удобно лежащими по бокам, а локти согнуты под углом 90 градусов. Выровняйте передний край подставки с краем стола прямо перед объектом.

Убедитесь, что квадратная коробка на подставке расположена по центру относительно средней линии объекта. Затем поставьте пластиковый стакан на 250 миллилитров в квадратную коробку на подставке, находя его в 30 сантиметрах от края стола и прямо перед объектом. Наполните чашку 100 миллилитрами питьевой воды.

Теперь расположите стереокамеру так, чтобы она запечатлела фронтальный вид сверху объекта и чашки. Отрегулируйте положение камеры, чтобы целевой объём был полностью виден. Для калибровки откройте модуль Активность калибровки, перейдя на панель управления веб-приложения и выбрав Руководство по активности калибровки в меню.

Перед началом записи держите шахматный рисунок примерно на уровне груди, перпендикулярно поверхности стола. Начните запись, нажав на значок «Начать запись» в веб-приложении. В очереди на начало калибровки плавно и контролируемо двигайте шахматный рисунок вперёд к камере.

Затем обратите движение в обратное положение и отместите шахматный узор назад, прочь от камеры, сохраняя плавное и контролируемое движение. Повторяйте движение вперёд и назад, пока съёмка изображения не будет завершена. Просмотрите записанное видео калибровки.

Убедитесь, что весь шахматный узор остаётся видимым на протяжении всего видео, а освещение обеспечивает чёткую видимость. Если запись неудовлетворительная, нажмите опцию «Повторить», чтобы запустить запись видео для следующей попытки. После успешной калибровки нажмите значок «Сохранить изображения калибровки».

Когда появится запрос «Сохранить», выберите желаемую папку назначения для хранения изображений калибровки. После подтверждения сохранения изображений выберите «Подтвердить сохранение», чтобы продолжить. Инструктируйте субъекта использовать заданную руку, правую или левую руку для первоначальной записи.

Попросите испытуемого потренироваться в задании с выпивкой, чтобы ознакомиться с процедурой. Откройте модуль активности «Задание по выпивке», перейдя в меню панели управления веб-приложением и выбрав руководство по активности «Задание по выпивке». Перед записью сообщите испытуемому о трехсекундном визуальном и аудиообратном отсчёте, предоставляемом приложением, а затем дайте сигнал для начала выполнения задачи.

Запустите запись видео, нажав на значок «Начать запись», и попросите участника выполнить задание с выпивкой по сигналу. Когда подсказывают начать задачу с выпивкой, позвольте испытуемому выполнить действие указанной рукой. Затем попросите вернуть чашку в исходное очерченное место, а руку — в исходное положение.

Просмотрите записанное видео активности по выпивке. Убедитесь, что на записанном видео видно лицо, туловище, верхние конечности и чашка объекта во всех кадрах. Убедитесь, что испытуемый выполнил всю задачу с выпивкой: взял чашку, сделал глоток, вернул чашку в исходное положение и вернул тело и руки в исходное положение.

Для проведения дополнительных испытаний с тем же испытуемым выберите опцию «Повторить другое испытание» и продолжите запись и просмотр новых испытаний по тем же инструкциям. После того как все желаемые испытания будут записаны, выберите опцию «Завершено со всеми испытаниями», чтобы начать сохранение видеофайлов. В поле «Заметки» введите комментарии, относящиеся к будущей обработке, анализу или интерпретации данных.

Затем выберите «Пакет» и «Добавить заметки», чтобы продолжить. Нажмите на иконку «Сохранить видео с задачей для питья» и выберите путь папки, когда появится подсказка. После завершения сохранения видеофайла нажмите «Подтвердить сохранение» для завершения.

Рабочий процесс Computer Vision извлекал трёхмерные позированные данные из двухмерных видео путём применения калибровки, определения позы, процедур подъёма и сглаживающих фильтров. Используя извлеченные данные 3D-поз, были вычислены кинематические метрики, включая количество единиц движения, смещение ствола и время движения. Профили скорости запястья во время задачи с выпивкой показали разное количество единиц движения между левой и правой верхними конечностями у испытуемого с хроническим постинсультным гемипарезом.

Биомеханика верхних конечностей больше не требует сложных многокамерных установок, которые традиционно требовались для таких измерений. И мы показали, что более простой подход, используя такие вещи, как видеокамеры и компьютерное зрение, позволяет нам получать те же измерения с равной достоверностью. Таким образом, эта работа улучшает доступ к биомеханике верхних конечностей, и наша настоящая цель — ускорить исследования точной реабилитации, а также усилить перенос этой работы в клинику для пациентов.

Поэтому мои будущие исследования будут сосредоточены на биомеханике верхних конечностей кисти с мелкой моторикой. И наша дополнительная цель — разработать вмешательства, использующие биомеханическую обратную связь для улучшения результатов пациентов.