Summary
Ett protokoll föreslås för att fånga naturlig handfunktion hos individer med handskador under sina dagliga rutiner med hjälp av en egocentrisk kamera. Målet med protokollet är att säkerställa att inspelningarna är representativa för en individs typiska handanvändning under aktiviteter i det dagliga livet hemma.
Abstract
Nedsatt handfunktion efter neurologiska skador kan ha stor inverkan på oberoende och livskvalitet. De flesta befintliga bedömningar av övre extremiteter utförs personligen, vilket inte alltid tyder på handanvändning i samhället. Nya metoder för att fånga handfunktionen i det dagliga livet krävs för att mäta de verkliga effekterna av rehabiliteringsinsatser. Egocentrisk video i kombination med datorseende för automatiserad analys har föreslagits för att utvärdera handanvändning hemma. Det finns dock begränsningar för varaktigheten för kontinuerliga inspelningar. Vi presenterar ett protokoll som är utformat för att säkerställa att de erhållna videorna är representativa för dagliga rutiner samtidigt som deltagarnas integritet respekteras.
Ett representativt inspelningsschema väljs genom en samarbetsprocess mellan forskare och deltagare, för att säkerställa att videorna fångar naturliga uppgifter och prestanda, samtidigt som de är användbara för handbedömning. Användning av utrustningen och procedurerna demonstreras för deltagarna. Totalt 3 h videoinspelningar är schemalagda under två veckor. För att minska integritetsproblemen har deltagarna full kontroll över att starta och stoppa inspelningar och möjligheten att redigera videorna innan de returneras till forskargruppen. Påminnelser ges, samt hjälpsamtal och hembesök vid behov.
Protokollet testades med 9 stroke överlevande och 14 personer med massundersökning ryggmärgsskada. Videorna som erhölls innehöll en mängd olika aktiviteter, såsom måltidsberedning, diskning och stickning. I genomsnitt erhölls 3,11 ± 0,98 h video. Inspelningsperioderna varierade från 12-69 d, på grund av sjukdom eller oväntade händelser i vissa fall. Data erhölls framgångsrikt från tjugotvå av 23 deltagare, med 6 deltagare som behövde hjälp från utredarna under heminspelningsperioden. Protokollet var effektivt för att samla in videor som innehöll värdefull information om handfunktion hemma efter neurologiska skador.
Introduction
Handfunktion är en avgörande faktor för oberoende och livskvalitet i kliniska populationer med nedsatta armar och ben1,2. Att fånga handfunktionen hos individer med handskador hemma är avgörande för att utvärdera framstegen i deras förmåga att utföra aktiviteter i det dagliga livet (ADLs) under och efter rehabilitering. De flesta kliniska handfunktionsbedömningar utförs i en klinisk eller laboratoriemiljö, snarare än hemma3,4. Befintliga kliniska handfunktionsbedömningar som syftar till att fånga påverkan på ADLs hemma är frågeformulär och förlitar sig på subjektiva själv rapporteradebetyg 5,6,7. En objektiv utvärdering för att bedöma den slutliga effekten av rehabilitering till hand-funktionen hemma är fortfarande inte tillgänglig.
Under de senaste åren har många bärbara tekniker utvecklats och implementerats för att fånga övre delens funktion i verkliga miljöer. Bärbara sensorer som accelerometrar och inertialmätningsenheter (IMUs) har ofta använts för att mäta rörelser i övre delen i det dagliga livet. Dessa enheter skiljer dock vanligtvis inte om de upptäckta epokerna tillhör funktionella rörelser i övre delen8,9,definierade som målmedvetna rörelser avsedda att slutföra en önskad uppgift. Till exempel är vissa bärbara sensorer känsliga för närvaron av övre extremitetssvängningar under promenader, vilket inte är en funktionell rörelse i övre delen. Även om handledsburna accelerometrar fångar rörelser i övre delen, kan de inte heller fånga detaljerna i handfunktionen i verkliga miljöer. Sensoriserade handskar gör det möjligt att fånga mer detaljerad information omhandmanipulationer 10, men de kan vara besvärliga för personer vars handfunktion och känsla redan är nedsatt. Bärbara metoder har också föreslagits för att fånga fingerrörelser genom magnetometri eller fingerburna accelerometrar11,12,13, men den funktionella tolkningen av dessa rörelser är fortfarandeutmanande 14. Således, även om tidigare föreslagna bärbara enheter är små och praktiska att använda, är de otillräckliga för att beskriva detaljerna och funktionella sammanhanget för handanvändning.
Bärbara kameror har föreslagits för att fylla dessa luckor och fånga detaljer om handfunktion under ADLs hemma för neurorehabilitationapplikationer 15,16,17,18,19. Automatiserad analys av egocentriska videor med hjälp av datorseende har stor potential att kvantifiera handfunktionen i sitt sammanhang, genom att tillhandahålla information både om händerna själva och om de uppgifter som utförs i verkliga ADLs20. Å andra sidan är varaktigheten för kontinuerliga inspelningar vanligtvis begränsad till cirka 1 till 1,5 timmar av batteri- och lagrings- och komfortöverväganden. Här, inom dessa begränsningar, presenterar vi ett egocentriskt videoinsamlingsprotokoll avsett att erhålla data som både är representativa för en individs dagliga liv samt informativa för handfunktionsutvärdering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Studien godkändes av Forskningsetiska nämnden vid University Health Network. Undertecknat informerat samtycke erhölls från varje deltagare före registrering i studien. Undertecknat informerat samtycke erhölls också från alla vårdgivare eller hushållsmedlemmar som dök upp i videoinspelningar.
1. Kontroll av protokollets tillämplighet på den enskilde
OBS: Detta protokoll är avsett att tillämpas på personer med nedsatt men inte helt frånvarande handfunktion (specifika kriterier kan anpassas till befolkningen och/eller intressefrågan).
- Fråga deltagarna om deras berörda händer påverkar deras förmåga att utföra ADLs.
Obs: Det rekommenderas att be deltagarna att ge några exempel på uppgifter som de kan och inte kan utföra självständigt med sina drabbade händer. - Kontrollera att den totala poängen på Montreal Cognitive Assessment (MoCA) är över 21, för att undvika potentiella svårigheter att förstå och följa protokollprocedurer.
2. Fastställande av deltagarnas dagliga rutin
- Be deltagarna att komma ihåg sina dagliga rutiner under de senaste två veckorna. Dokumentera vilka dagliga uppgifter som utförs, hur länge och vid ungefär vilken tidpunkt.
- I samarbete med deltagarna väljer du 3 timeslots på 1,5 timmar vardera för att spela in videor. Välj tidsslots som är spridda över olika dagar i veckan och sker när ADLs som involverar händerna vanligtvis utförs i följd.
Obs: De valda ADLs måste vara representativa för varje deltagares typiska aktiviteter och uppfattas av dem som meningsfulla. Schemaläggning av inspelningsperioder på olika dagar är avsedd att öka mångfalden av registrerade ADLs och att främja insamling av användbara och meningsfulla data.
Inspelningstidsslots är schemalagda för inspelningseffektivitet, men deltagarna bör förstå att de har full kontroll över när de ska starta och stoppa inspelningar.
3. Överenskommelse om inspelningsscheman och målvideoinnehåll med deltagarna
- Få samtycke från varje deltagare om inspelningsschemana, efter att ha diskuterat eventuella problem som de kan ha.
- Sätt ett mål på 3 h videor under två veckor. Informera deltagarna om att otillräckliga videor kan leda till att inspelningsperioderna förlängs.
4. Betoning av vikten av att utföra adls naturligt
- Instruera deltagarna att fokusera på att fånga realistiska rutiner i stället för att ange specifika aktiviteter att spela in. Avsikten med instruktionen är att avskräcka deltagarna från att artificiellt registrera specifika aktiviteter i större mängder än vad som är typiskt för dem.
5. Anmälan om potentiella integritetsproblem under inspelningar hemma
- Se till att deltagarna förstår att alla inspelningar ska äga rum i deras hem, inte på offentliga platser för att undvika integritetsproblem.
- Ge några exempel som kan ge upphov till integritetsproblem, till exempel badning, dressing / avklädning och kontroll av konfidentiell information. Påminn deltagarna om att vara medvetna om speglar, som kan visa deras ansikten i inspelningarna.
- Föreslå att deltagarna undviker närvaron av andra personer som familjemedlemmar eller vårdgivare så mycket som möjligt i videorna.
OBS: I samband med forskningsstudier, i fall där närvaron av andra människor är oundviklig, bör informerat samtycke erhållas från dessa individer.
6. Kamera- och surfplatta instruktion
OBS: Om deltagarna under den första kontakten anger att de behöver vårdhjälp för många av sina dagliga behov, uppmuntras vårdgivaren att också delta i studiebesöket och utbildas i användningen av utrustningen, så att de senare kan hjälpa deltagaren.
- Visa hur man använder en egocentrisk kamera (Table of Materials) till deltagarna.
- Visa hur du slår på och stänger av kameran.
- Visa hur du styr inspelningar (starta, pausa, stoppa) med kameran.
- Visa hur du använder en surfplatta (Table of Materials) med den förinstallerade kameraappen för att styra inspelningarna, om tillämpligt.
Obs: Demonstrationen inkluderar att styra inspelningarna från kameraappen, samt spela upp och redigera (t.ex. trimma eller ta bort) de inspelade videorna. En kamerafjärrvägman övervägdes ursprungligen (Kompletterande filer), men användes i praktiken inte eftersom deltagarna var bekväma med att använda kameran eller surfplattan för att starta och stoppa inspelningar.- Visa hur du slår på och stänger av surfplattan.
- Visa hur du ansluter surfplattan till kameran via kameraappen.
- Visa hur du styr inspelningarna från kameraappen.
- Visa hur du granskar inspelade videor från kameraappen.
- Visa hur du trimmar eller tar bort videorna från kameraappen.
- Visa hur du donar och doffar kameran med ett elastiskt pannband som är justerbart mot deltagarens huvud.
OBS: Se figur 1.
Figur 1. Bärbar kamerainställning. A) Positionering av den egocentriska kameran. B) Betraktningsvinkel från kameran. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.- Placera kameran på deltagarens panna. Justera pannbandet så att kameran bärs bekvämt och stadigt.
- Säkerställ en optimal vinkel på kameran med avseende på pannan.
- Be deltagarna spela in ett kort videosegment medan de flyttar händerna framför dem och manipulerar ett objekt (t.ex. surfplattan).
- Granska den inspelade videon och se till att de två händerna var tydligt synliga i den centrala delen av scenen medan de utförde manipulationsuppgifter.
- Öva användningen av kameran och surfplattan med deltagarna och deras vårdgivare tills de visar färdigheter.
7. Ge utrustningen
- Ge satsen med all utrustning till deltagarna för att spela in sina ADLs hemma. Förutom kameran och surfplattan innehåller satsen extra kamerabatterier, batteriladdare för både kamera och surfplatta, laddningskablar, pannband för kameran och en tryckt uppsättning riktlinjer för användning av kameran (Se tilläggsmaterialet).
8. Experimentell felsökning och uppföljning
- Ge kontaktuppgifter till forskarna för att hjälpa till att lösa hinder under de faktiska inspelningarna hemma. Efter en vecka ringer forskare deltagarna för att dokumentera inspelningsframsteget och lösa eventuella tekniska problem.
9. Hämtning av utrustning och videor
- Retreive all utrustning och videor från deltagare personligen eller via förbetalda postpaket.
- Se till att deltagarna samtycker till att dela alla videor som returneras. Deltagarna uppmuntras att granska alla insamlade videor innan de returneras till forskargruppen och att ta bort alla delar som de inte vill dela.
- För forskningsstudier, granska de returnerade videorna och kontrollera om någon visas i videon utan att ha gett sitt samtycke. Om så är möjligt, skicka samtyckesformulär eller ring de personer som visas i videorna för att få deras samtycke för användning av videorna. Om individerna inte är nåbara raderas de delar av videorna där de visas av forskarna.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Deltagarnas demografi och inkluderingskriterier
Ett urval av 23 deltagare rekryterades för dessa studier: 9 stroke överlevande (6 män, 3 kvinnor) och 14 personer med cSCI (12 män, 2 kvinnor). Sammanfattande demografisk och klinisk information för det rekryterade urvalet rapporteras i tabell 1.
| Ålder (år) | Varaktighet efter skada (månader) | Etiologi | Skada | Bedömning av övre extremiteter (± SD) | |||
| Skada | AIS | UEMS: Höger hand | UEMS: Vänster hand | ||||
| cSCI (N=14) | 55,9 ± 7,1 | 56,4 ± 58,9 | 12 Traumatiskt | C4 – C8 | A – D | 18.1 ± 6.2 | 18.6 ± 6.4 |
| 2 Non-traumatiskt | |||||||
| Linje (N=9) | 56,8 ± 19,3 | 94.4 ± 134.4 | 5 Ischemiskt | FMA-UE: Påverkad hand | ARAT: Påverkad hand | ||
| 4 Hemorragisk | 45,6 ± 17,3 | 37.1 ± 19.1 | |||||
| AIS: Asien nedskrivningsskala; UEMS: Övre extremitet motorisk poäng | |||||||
| FMA-UE: Fugl-Meyer bedömning för övre extremitet; ARAT: ActionForskning Arm Test | |||||||
Tabell 1. Demografisk och klinisk information om de rekryterade deltagarna.
De ömsesidiga inklusionskriterierna för båda grupperna i dessa studier var: 1) över 18 år, 2) nedsatt men inte frånvarande handfunktion, 3) frånvaro av andra neuromusculoskeletal sjukdom som påverkar övre delen rörelser, 4) ingen deformitet av övre extremiteter leder och 5) avsaknad av smärta vid flytta övre extremiteter. Ytterligare kriterier för inkludering för var och en av de två grupperna var följande.
För individer med cSCI: 1) neurologisk nivå av skada mellan C4 och C8 enligt de internationella standarderna för neurologisk klassificering av ryggmärgsskada (ISNCSCI), 2) American Spinal Injury Association Impairment Scale (AIS) grad A-D. 3) Traumatiska eller icke-traumatiska skador, 4) En ensidig ISNCSCI Upper Extremity Motor Score (UEMS) mellan 10 och 23 för minst en lem.
För personer med stroke: 1) minst 6 månader efter stroke, 2) totalpoäng på Action Research Arm Test (ARAT) större än 10, 3) Montreal Cognitive Assessment (MoCA) poäng över 21 för att undvika potentiella svårigheter att förstå och följa studieprocedurer.
Innehåll och längd på inspelad video
Videorna som användes för analysen som presenterades här var från 22 av de 23 deltagarna. Den återstående deltagaren (man med cSCI) returnerade kameran utan användbara data efter att ha varit okontaktbar med forskargruppen i nästan 6 månader och ingår inte i resten av analysen. Som sådan var det föreslagna protokollet framgångsrikt för 95,7% av deltagarna. I genomsnitt registrerade deltagarna mer än 5 aktiviteter. Aktiviteter som ingick i videoinspelningarna var måltidsberedning, ätande, diskning, fysisk aktivitet och stickning (figur 2). I genomsnitt erhölls 3,11 ± 0,98 h video per deltagare, efter att ha kasserat segment där andra individer var närvarande som inte gav samtycke eller där uppgifterna inte alls kunde tas med (t.ex. kamera lämnades inspelning på ett bord). Dessutom var den dagliga genomsnittliga videoinspelningslängden per deltagare 60 ± 33 minuter. Tre deltagare sköt upp inspelningarna på grund av sjukdom. De flesta deltagare spelade in video enligt de överenskomna schemana, men de rapporterade att de kände sig trötta och obekväma med att bära kameran i över 1 timme på grund av dess vikt och värme mot pannan. Ytterligare inspelningar planerades för att uppfylla 3 h video varaktighets målet vid behov. Den genomsnittliga inspelningsperioden som krävdes för att förvärva 3 timmars video var 22,3 ± 12,9 d. Inspelningsperioderna varierade från 12 till 69 d, räknat från den dag deltagaren fick kameran till den dag de lämnade tillbaka den. I 4 fall var längden på de videor som erhölls lägre än 3 h-målet på grund av hälsotillstånd eller schemaläggningsbegränsningar. Två deltagare tog mer än 2 månader att spela in 2 h videor på grund av familjeansvar. En annan deltagare spelade in nästan 2 h videor under två veckor och bestämde sig sedan för att lämna tillbaka kameran på grund av reseplaner. En annan deltagare raderade av misstag all inspelad video, och efter att ha schemalagts för ytterligare inspelningar kunde han endast tillhandahålla 1 timmes video på grund av familjeansvar.
Förutom variationer i varaktighet påverkade handsynlighet kvaliteten på videorna. Vissa inspelade aktiviteter visade inte händerna tydligt, till exempel fysisk träning och att sträcka sig efter föremål i överhuvudskåp. Händerna visades inte i 3 ADLs från två deltagare med stroke. När det gäller fysisk träning använde en deltagare ett elastiskt band för övningar i övre delen och spelade tennis på bakgården. Händerna i videon var inte alltid synliga eftersom armrörelserna var stora och snabba. Bortsett från de aktiviteter som kräver rörelser i övre extremiteterna med ett brett spektrum, utfördes de flesta registrerade ADLs inom en arbetsyta mellan midjan och axeln, med händerna synliga i inspelningarna.
Figur 2. Exempel på två ofta inspelade ADLs från de erhållna videorna. A) Beredning av måltider. B) Diskning. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Hjälp krävs
Sex av tjugotvå (27%) deltagare behövde hjälp från forskargruppen under inspelningsperioderna hemma. I genomsnitt tog varje hjälpsamtal 5-10 min. Inga hembesök behövdes. Svårigheterna med batteribyte, Bluetooth-anslutning, Wi-Fi-anslutning, granskning och trimning av videor på surfplattan och kontroll av inspelningarna från surfplattan. För att lösa dessa problem antogs följande strategier:
Eftersom byte av batterier kan vara svårt för personer med nedsatt handfunktion föreslog forskaren att använda laddningskabeln för att ladda kameran. För tekniska problem relaterade till kamera-tablet-anslutningar (t.ex. Wi-Fi- och Bluetooth-problem) samt för att granska videor på surfplattan vägledde forskarna verbalt deltagarna genom procedurerna steg för steg. För problemen med trimning av videor gavs hjälp när deltagarna returnerade videor till forskarna personligen för att undvika att oavsiktligt ta bort andra inspelade videor. Om deltagarna inte kunde använda surfplattan för att starta och stoppa inspelningarna blev de tillsagda att använda kameran ensam genom att klicka på inspelningsknappen för att styra start och stopp av videoinspelningarna.
Integritetsproblem
I enlighet med tidigareresultat 21rapporterade de flesta deltagare och deras familjemedlemmar inte integritetsproblem med att spela in ADLs hemma. En familjemedlem till en deltagare var ovillig att inkluderas i videon, och deltagaren kunde undvika situationen. Totalt fick en deltagare hjälp med att trimma de returnerade videorna. Kvalitativa analyser av deltagarnas syn på insamling av egocentriska videor hemma kommer att rapporteras på annat håll, men integritetshänsyn resulterade inte i några hinder för datainsamlingen i dessa studier. I det här protokollet spelades ADLs in i hemmiljöer för att undvika integritetsproblem i offentliga utrymmen. Förutom deltagarna ingick 15 åskådare (inklusive vårdgivare och familjemedlemmar) av deltagare i de returnerade videorna och samtyckte till deras införanden i studien. Bland de 15 åskådarna som ingick i videorna var 6 av dem inte identifierbara eftersom deras ansikten inte visades. Dessutom kasserades cirka 20 min videor från 2 familjemedlemmar till deltagare med stroke eftersom delar av videorna visade deras ansikten utan deras samtycke.
Kompletterande material. Klicka här för att ladda ner den här filen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Vi presenterade ett protokoll för inspelning av videor av ADLs hemma med bärbara kameror hos individer med övre delen nedskrivningar, såsom cSCI och stroke. Protokollet är flexibelt och kan riktas mot att fånga upp handfunktionsprestanda i specifika ADLs eller att spåra framstegen med rehabilitering på distans hos personer som bor hemma. Det egocentriska visionsparadigmet har stor potential för fjärrövervakning av handfunktionen hos individer som bor i samhället, och för att optimera rehabiliteringen när människor skrivs ut från slutenvården. Trots vissa begränsningar relaterade till komfort under utökad användning (t.ex. över 1 timme) har egocentriska kameror stor potential att fånga detaljerna om handanvändning under funktionella ADLs och att tillhandahålla kontextuell information som inte kan erhållas genom accelerometrar och IMUs. Potentiella tillämpningar av denna teknik inkluderar att ligga till grund för nya resultatåtgärder som kvantifierar oberoende handanvändning hemma, samt analysera postural information för att identifiera greppstrategier eller kompensatoriska ställningar och informera terapiplanering. Även om bärbara kameror gör det möjligt för oss att fånga naturlig handanvändning hemma, kan kamerorna inte spela in kontinuerligt i flera timmar på grund av batteritid, lagring och komfortbegränsningar, även om den snabba utvecklingen av bärbar teknik kan minska dessa begränsningar inom en snar framtid. För att fånga representativa rutiner för deltagare trots begränsad inspelningstid förlitar sig protokollet som presenteras här på en samarbetsprocess mellan forskare och deltagare för att välja ett lämpligt inspelningsschema.
Tack vare data som samlats in från individer med cSCI och strokeöverlevare kunde vi förfina protokollet och identifiera fallgropar och luckor som kunde förbättras i framtida studier. Till exempel tog inspelningsperioden vanligtvis längre tid än de förväntade två veckorna för att få 3 timmars videodata. I våra studier orsakades dessa situationer vanligtvis av oväntade händelser (t.ex. sjukdomar, oväntade resor ut ur staden etc.) som hindrade deltagarna från att spela in videor enligt det planerade schemat. I dessa fall gav vi stöd till deltagarna via veckovisa telefonsamtal, inte bara för att kontrollera inspelningsförloppet utan också för att felsöka eventuella tekniska problem som kan uppstå till följd av en icke-frekvent användning av tekniken. Totalt var 15 deltagare inblandade i att hjälpa till att spela in videor hemma. Förutom tekniska problem finns det två allmänna rekommendationer att anta när man spelar in videodata med bärbara kameror hos personer med handskador: 1) Betona när deltagarna bör spela in, snarare än vad de ska spela in, för att undvika att registrera artificiellt långa varaktigheter för en enda aktivitet och öka variationen av ADLs. 2) Hålla kameran på för längre kontinuerliga inspelningar så länge det är bekvämt att göra det, för att öka inspelningseffektiviteten och fånga naturalistiska sekvenser av aktiviteter.
Detta protokoll kan användas för att fånga naturlig handfunktion i samband med en mängd olika aktiviteter. I de insamlade videorna inkluderade vissa deltagare inte bara nödvändigheter av det dagliga livet (dvs. att äta) utan också fritidsaktiviteter. Genom att ge deltagarna frihet att registrera aktiviteter i sina dagliga rutiner, i stället för att ange en strikt förteckning över adls, kunde vi uppnå två viktiga mål: för det första såg vi till att verksamheten genomfördes på ett sätt som liknar de naturliga förhållandena; För det andra kunde vi spela in en mängd olika aktiviteter. Ändå var deltagarna medvetna om kameranärvaron på huvudet och denna känsla kan ha drivit några av dem att spela in fler aktiviteter än deras normala rutin.
För att uppnå effektiv och meningsfull insamling av videodata under naturliga levnadsförhållanden var vi tvungna att hitta en balans i de riktlinjer och den information som deltagarna fick före videoinspelningarna. Att ge för mycket vägledning om de mest intressanta aktiviteterna att spela in kan leda till att deltagarna bara registrerar dessa aktiviteter, vilket misslyckas med att fånga sina dagliga rutiner och prestanda för naturliga ADLs. Å andra sidan kan det orsaka förvirring hos deltagarna att inte ge tillräckligt med information, som kanske inte spelar in tillräckligt med video eller tappar intresset för studien. För att lösa dessa problem och hitta en optimal kompromiss för framgångsrik datainsamling är ett grundligt träningspass med deltagarna viktigt, för att förstå deras rutiner och för att se till att de tydligt förstår syftet med studien, som här fokuserade på att registrera sina naturliga rutiner snarare än att samla in en standarduppsättning aktiviteter.
Tre begränsningar i det föreslagna protokollet kan identifieras. För det första kan individer med kognitiva problem ha svårt att komma ihåg sina dagliga rutiner eller lära sig att använda utrustningen. För det andra kan individer med låg handfunktion kräva en vårdgivare för att hjälpa till med att ställa in inspelningarna hemma. För det tredje, eftersom deltagarna har möjlighet att trimma eller ta bort inspelningar, är det möjligt att de kan ta bort exempel på misslyckade ADLs och partiska de data som erhållits. Denna möjlighet görs dock mindre sannolikt på grund av att de registrerade adl:erna regelbundet utfördes av deltagarna, och därför hade de vanligtvis fastställt strategier för att utföra uppgifterna framgångsrikt. Att noggrant kommunicera att målet med att använda detta protokoll är att fånga typiska ADL-prestanda och att variationer i funktionen förväntas kan minska deltagarnas önskan att trimma misslyckade uppgifter.
Att samla in videor av naturliga ADLs är avgörande för att förstå handfunktionen hos individer med handskador hemma. Från de insamlade videorna kan forskare och kliniker se de typiska uppgifterna som utförs hemma, användningen av händerna under dessa uppgifter, liksom de handställningar och kompensationsstrategier som antas under objektmanipulationer. Informationen från videor är värdefull i rehabilitering och möjliggör utveckling av innovativa och intelligenta verktyg för automatisk analys av handfunktion hemma. Faktum är att algoritmer för datorseende har utvecklats i syfte att kvantifiera handanvändning (t.ex. antal och varaktighet av handobjektinteraktioner för varje hand) hos individer med cSCI och stroke 16,17,18. Med den ständiga förbättringen av datorseendetekniker för egocentrisk handanalys och tillgången till mer insamlade videodata kan ytterligare detaljer om kvaliteten på handmanipulationer också erhållas20. Så småningom kommer det nuvarande protokollet och den tillgängliga tekniken att leda till en omfattande beskrivning av handanvändning hos individer med nedsatta övre extremiteter som bor i samhället, med slutmålet att optimera deras återhämtning och förbättra deras livskvalitet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Studierna med detta protokoll finansierades av Heart and Stroke Foundation (G-18-0020952), Craig H. Neilsen Foundation (542675), Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (RGPIN-2014-05498) och Ministry of Research, Innovation and Science, Ontario (ER16-12-013).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Egocentric camera | GoPro Inc., CA, USA | GoPro Hero 4 and 5 | A camera that records from a first-person angle. |
| Battery chager and batteries | GoPro Inc., CA, USA | MAX Dual Battery Charger + Battery | Extra batteries for the camera and battery charger |
| Camera charger | GoPro Inc., CA, USA | Supercharger | This charger is connected to the camera directly without disassembling the camera frame. |
| Camera frame | GoPro Inc., CA, USA | The Frame | The hinge of the camera frame can be used to adjust the angle of view of the camera. |
| Headband for the camera | GoPro Inc., CA, USA | Head Strap + QuickClip | |
| SD card | SanDisk, CA, USA | 32GB microSD | |
| Tablet | ASUSTeK Computer Inc., Taiwan | ZenPad 8.0 Z380M | The tablet is installed with the GoPro App in order to connect with the camera. |
References
- Nichols-Larsen, D. S., Clark, P., Zeringue, A., Greenspan, A., Blanton, S. Factors influencing stroke survivors' quality of life during subacute recovery. Stroke. 36 (7), 1480-1484 (2005).
- Anderson, K. D. Targeting recovery: priorities of the spinal cord-injured population. Journal of Neurotrauma. 21 (10), 1371-1383 (2004).
- Gladstone, D. J., Danells, C. J., Black, S. E. The Fugl-Meyer assessment of motor recovery after stroke: a critical review of its measurement properties. Neurorehabilitation and Neural Repair. 16 (3), 232-240 (2002).
- Barreca, S. R., Stratford, P. W., Lambert, C. L., Masters, L. M., Streiner, D. L. Test-retest reliability, validity, and sensitivity of the Chedoke arm and hand activity inventory: a new measure of upper-limb function for survivors of stroke. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 86 (8), 1616-1622 (2005).
- Uswatte, G., Taub, E., Morris, D., Vignolo, M., McCulloch, K. Reliability and validity of the upper-extremity Motor Activity Log-14 for measuring real-world arm use. Stroke. 36 (11), 2493-2496 (2005).
- Duncan, P. W., Bode, R. K., Lai, S. M., Perera, S., Antagonist, G. Rasch analysis of a new stroke-specific outcome scale: the Stroke Impact Scale. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (7), 950-963 (2003).
- Marino, R. J., Shea, J. A., Stineman, M. G. The capabilities of upper extremity instrument: reliability and validity of a measure of functional limitation in tetraplegia. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 79 (12), 1512-1521 (1998).
- Hayward, K. S., et al. Exploring the role of accelerometers in the measurement of real world upper-limb use after stroke. Brain Impairment. 17 (1), 16-33 (2016).
- van der Pas, S. C., Verbunt, J. A., Breukelaar, D. E., van Woerden, R., Seelen, H. A. Assessment of arm activity using triaxial accelerometry in patients with a stroke. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 92 (9), 1437-1442 (2011).
- Oess, N. P., Wanek, J., Curt, A. Design and evaluation of a low-cost instrumented glove for hand function assessment. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 9 (1), 2 (2012).
- Friedman, N., Rowe, J. B., Reinkensmeyer, D. J., Bachman, M. The manumeter: a wearable device for monitoring daily use of the wrist and fingers. IEEE Journal of Biomedical Health Informatics. 18 (6), 1804-1812 (2014).
- Liu, X., Rajan, S., Ramasarma, N., Bonato, P., Lee, S. I. The use of a finger-worn accelerometer for monitoring of hand use in ambulatory settings. IEEE Journal of Biomedical Health Informatics. 23 (2), 599-606 (2018).
- Lee, S. I., et al. A novel upper-limb function measure derived from finger-worn sensor data collected in a free-living setting. PloS One. 14 (3), (2019).
- Rowe, J. B., et al. The variable relationship between arm and hand use: a rationale for using finger magnetometry to complement wrist accelerometry when measuring daily use of the upper extremity. 2014 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 4087-4090 (2014).
- Dousty, M., Zariffa, J. Tenodesis Grasp Detection in Egocentric Video. IEEE Journal of Biomedical and health. , (2020).
- Likitlersuang, J., et al. Egocentric video: a new tool for capturing hand use of individuals with spinal cord injury at home. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 16 (1), 83 (2019).
- Tsai, M. -F., Wang, R. H., Zariffa, J. Generalizability of Hand-Object Interaction Detection in Egocentric Video across Populations with Hand Impairment. 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). , 3228-3231 (2020).
- Bandini, A., Dousty, M., Zariffa, J. A wearable vision-based system for detecting hand-object interactions in individuals with cervical spinal cord injury: First results in the home environment. 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). , 2159-2162 (2020).
- Dousty, M., Zariffa, J. Towards Clustering Hand Grasps of Individuals with Spinal Cord Injury in Egocentric Video. 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). , 2151-2154 (2020).
- Bandini, A., Zariffa, J. Analysis of the hands in egocentric vision: A survey. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. , (2020).
- Likitlersuang, J., Sumitro, E. R., Theventhiran, P., Kalsi-Ryan, S., Zariffa, J. Views of individuals with spinal cord injury on the use of wearable cameras to monitor upper limb function in the home and community. Journal of Spinal Cord Medicine. 40 (6), 706-714 (2017).
