このプロトコルは、心電図(ECG)波形から心拍変動(HRV)を計算する方法について説明する。アクティブビデオゲーム(AVG)セッション中の連続心拍数(HR)記録からの波形は、脳性麻痺(CP)を有する青少年の有酸素性能を測定するために使用された。
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この記事について
サマリー
要約
本研究の目的は、心電図(ECG)波形から心拍変動(HRV)を計算する方法を生成することを目的とした。波形は、参加者(脳性麻痺(CP)を持つ若者)がアクティブなビデオゲーム(AVG)セッション中に着用したHRモニターによって記録されました。AVGセッションは、参加者の身体活動とフィットネス(有酸素性能)を促進するために設計されました。目標は、理学療法(PT)介入戦略としてのAVGの実現可能性を評価することにあった。最大HR(mHR)は参加者ごとに決定され、20分AVGセッションにおける3つの運動段階(ウォームアップ40-60%mHR、60-80%mHRでのコンディショニング、および40-60%mHRで冷却)の3つの運動段階のそれぞれについて、目標心拍数ゾーン(THRZ)を計算した。各参加者はAVGセッション中に3つの20分のゲームをプレイしました。CPを持つ多くの若者が長時間立つことができないため、すべての試合はベンチに座っている間に行われました。各ゲームの条件は、オブジェクトを収集するためにのみ手のアイコン、手と足のアイコンを一緒に、または足のアイコンを使用して参加者と異なっていました。ゲームの目的(KOLLECTと呼ばれる)は、ポイントを獲得し、ポイントを失わないために危険を避けるためにオブジェクトを収集することです。ハザードは、ウォームアップおよびクールダウン段階で使用され、ターゲット心拍数ゾーン(THRZ)でHRを維持するために、より遅く制御された動きを促進するためにのみ使用されました。より高いレベルとより強い身体活動を促進するためのコンディショニング段階で危険はありませんでした.分析法を用いて、ECGデータからHRV(選択された時間領域および周波数領域測定)を生成し、有酸素ワークロードを調べた。HRVの最近のアプリケーションは、短期的な測定(5分の試合)が適切であり、HRVバイオフィードバックが様々な健康状態における症状と生活の質を改善するのに役立つ可能性があることを示しています。HRは、PT介入における有酸素性能と強度を調べるのに十分に受け入れられている臨床尺度であるが、HRVはAVGセッション中に自律システム機能、回復および適応の情報を提供するかもしれない。
概要
脳性麻痺(CP)は、小児期の最も一般的な身体障害1である。CPは、発達中の脳への神経学的侮辱によって引き起こされ、筋肉の衰弱、痙攣、脱コンディショニング、および運動制御とバランスの低下などの運動障害に関連しています 2,3.CPは非進行性の状態であるが、年齢とともに、子供たちは典型的な発達(TD)を持つ同僚と比較して身体的に活動的で、より落ち着きを持つようになる。筋骨格系4.
CPを持つ青少年は、通常、機能的な移動性を改善し、身体活動とフィットネスを促進するために理学療法(PT)サービスを受ける(例えば、好気性および筋肉の持久力)2.多くの場合、これらの PT 目標5,6 を達成し、維持するために、PT サービスとコミュニティ リソースへのアクセスが制限されています。アクティブビデオゲーム(AVG)は、クリニック、家庭またはコミュニティの設定7、8で活動ベースのPT介入で実現可能な戦略で....
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プロトコル
機関審査委員会の承認を得た。すべての青少年は書面による同意を与え、両親は参加前に同意を与えました。
1. AVGデータ収集セッション
- AVG ゲーム セッション
- 本研究では、CPを持つ青少年が3つの20分ゲームで構成されるAVGセッションに参加し、参加させる。青少年の人口統計については、表 5を参照してください。合計30試合が行われる予定でした。しかし、1人の被験者がAVGセッションで2試合しかプレイしなかったため、29試合が終了しました。
- 被験者にセッション全体を通してHRモニターを装着し、HRと心電図の応答を記録しさせる。
- AVGセッションでは、若者が床に平らな足でベンチに座っている間、各AVGを再生し、膝と腰は姿勢のサポートと安定性のために90度(90/90座っている)に屈曲しました。
- コレクションオブジェクトには、次の 3 つのゲーム条件を使用します: 1) ハンド アイコンのみ。2)足のアイコンのみ。そして3)両方の手と足のアイコン。被験者間の相対バランスの順序を使用します。これらの3つの条件を選択して、身体活動とフィットネスを促進し、早期の過度の疲労を引き起こすのにあまりにも要求しないどちらが効果的であるかを判断します。
注:各ゲームは、運動処方の段階を使用して設計されました:ウォームアップ、コンディショニング、クールダウン。[表1....
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結果
この方法は、新たに開発された方法が被験者の心拍変動(HRV)に及ぼす影響を分析する際に使用するデータを提供する。これは、図6に示すように、被験者の心電図データのQRS波形のR部分を特定し、そこから様々なHRV値を計算することによって行われます。HR モニタがサブジェクトと適切に接触している場合、データは均一になり、修正の必要性が大幅に減少します (図 4参照)。
しきい値は、図 1および図 2に示すように、乱雑で不規則なデータを処理するように設定する必要があります。HR モニターのスキン接触の一時的な変化によってデータが十分に変動している場合、最初の分析では、図 3 に示すようにピー.......
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ディスカッション
CPを有する10人の青少年(平均+SD)[年齢(yrs)=15.53±3.57;身長(cm)154.8±12.6;重量(kg)50.69±11.1;ボディマス指数(BMI)50.46±29.2;mHR 9 bpm)=186.8.8)。患者の人口統計については、表5を参照してください。
人事モニターの使用に関する考慮事項と、修正およびトラブルシューティングに関連する HR および HRV の関連する対策があります。データを取得するために使用される技術にかかわらず、明らかな2つの問題は、1)モーションアーティファクトと2)異所性ビートです。モーションアーティファクトと異所性ビートから生じる問題は、通常、RR間隔12、13、18、22の取得後の後処理活動を通じて対処されます。,<.......
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開示事項
現時点では、著者(CLおよびPAS)は開示するものがない。オニール博士はenAbleGames,LLCの共同創設者であり、コレクトはこのウェブベースの会社が提供するゲームの一つです。enAbleGamesはゲーム開発段階にあり、現時点では上場企業ではありません(www.enAbleGames.com)。
謝辞
著者らは、研究への参加に費やされた時間と労力に対して、参加者とその家族に感謝しています。また、著者らは、人事監視のタイミング計算とKOLLECTアクティブビデオゲームソフトウェアの開発のためのポール・ディーフェンバッハ博士の支援について、Yichuan Liu博士とハサン・アヤズ博士を認めています。この作品の資金は、コールター財団助成金#00006143(O'ニール;ディーフェンバッハ、ピ)と#00008819(O'ニール;ディーフェンバッハ、ピ)。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| BioHarness Bluetoothモジュール(電子センサー) | Zephyr | 9800.0189 | 、心拍数、残留率、姿勢、皮膚温度を検出します。 |
| BioHarnessチェストストラップ | Zephyr | 9600.0189、9600.0190 | サイズスモールXS-M、ラージM-XL |
| バイオハーネスチャージクレードル&USBケーブル | Zephyr | 9600.0257 | 、分析のためにモジュールからコンピューターにデータを転送するために使用されます。 |
| BioHarness Echo Gateway | Zephyr | 9600.0254 | 、被験者の心拍数をリアルタイムで表示することができます。 |
| MATLAB R2016a | Mathworks | 1.7.0_.60 | をすべてのプログラミングに使用。 |
参考文献
- Winter, S., Autry, A., Boyle, C., Yeargin-Allsopp, M. Trends in the prevalence of cerebral palsy in a population-based study. Pediatrics. 110 (6), 1220-1225 (2002).
- Fowler, E., et al.
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再版と許可
