El protocolo aquí descrito tiene como objetivo mejorar la evaluación cuantitativa de los déficits de las extremidades superiores, con el objetivo de desarrollar tecnología adicional para la evaluación a distancia tanto en la clínica como en el hogar. Las tecnologías de realidad virtual y biosensores se combinan con técnicas clínicas estándar para proporcionar información sobre el funcionamiento del sistema neuromuscular.
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Artículo de método
Configuración para la evaluación cuantitativa del movimiento y la actividad muscular durante una prueba virtual de caja y bloque modificado
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Resumen
Resumen
La capacidad de movernos nos permite interactuar con el mundo. Cuando esta capacidad se ve afectada, puede reducir significativamente la calidad de vida y la independencia de una persona y puede provocar complicaciones. La importancia de la evaluación y rehabilitación remota de pacientes ha crecido recientemente debido al acceso limitado a los servicios presenciales. Por ejemplo, la pandemia de COVID-19 dio lugar inesperadamente a regulaciones estrictas, lo que redujo el acceso a servicios de atención médica no emergentes. Además, la atención remota ofrece la oportunidad de abordar las disparidades de atención médica en áreas rurales, desatendidas y de bajos ingresos donde el acceso a los servicios sigue siendo limitado.
Mejorar la accesibilidad a través de opciones de atención remota limitaría el número de visitas al hospital o a especialistas y haría que la atención de rutina fuera más asequible. Por último, el uso de productos electrónicos comerciales de consumo fácilmente disponibles para la atención en el hogar puede mejorar los resultados de los pacientes debido a una mejor observación cuantitativa de los síntomas, la eficacia del tratamiento y la dosis de la terapia. Si bien la atención a distancia es un medio prometedor para abordar estos problemas, existe una necesidad crucial de caracterizar cuantitativamente la discapacidad motora para tales aplicaciones. El siguiente protocolo busca abordar esta brecha de conocimiento para permitir que los médicos e investigadores obtengan datos de alta resolución sobre el movimiento complejo y la actividad muscular subyacente. El objetivo final es desarrollar un protocolo para la administración remota de pruebas clínicas funcionales.
Aquí, se instruyó a los participantes para que realizaran una tarea de caja y bloqueo (BBT) de inspiración médica, que se usa con frecuencia para evaluar la función de la mano. Esta tarea requiere que los sujetos transporten cubos estandarizados entre dos compartimentos separados por una barrera. Implementamos un BBT modificado en realidad virtual para demostrar el potencial del desarrollo de protocolos de evaluación remota. La activación muscular de cada sujeto se capturó mediante electromiografía de superficie. Este protocolo permitió la adquisición de datos de alta calidad para caracterizar mejor el deterioro del movimiento de una manera detallada y cuantitativa. En última instancia, estos datos tienen el potencial de ser utilizados para desarrollar protocolos para la rehabilitación virtual y el monitoreo remoto de pacientes.
Introducción
El movimiento es la forma en que interactuamos con el mundo. Si bien las actividades cotidianas, como tomar un vaso de agua o caminar al trabajo, pueden parecer simples, incluso estos movimientos dependen de señalescomplejas entre el sistema nervioso central, los músculos y las extremidades. Como tal, la independencia personal y la calidad de vida están altamente correlacionadas con el nivel de función de las extremidades de un individuo 2,3. El daño neurológico, como en la lesión de la médula espinal (LME) o la lesión de los nervios periféricos, puede dar lugar a déficits motores perma....
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Protocolo
Los procedimientos experimentales fueron aprobados por la Junta de Revisión Institucional (IRB) de la Universidad de Virginia Occidental, protocolo # 1311129283, y se adhirieron a los principios de la Declaración de Helsinki. Los riesgos de este protocolo son menores, pero es necesario explicar todos los procedimientos y riesgos potenciales a los participantes y se obtuvo el consentimiento informado por escrito con documentación aprobada por la junta de revisión ética institucional.
1. Características y diseño del sistema
NOTA: La configuración de este protocolo consta de los siguientes elementos: ....
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Resultados
Los datos EMG, cinemáticos y de fuerza obtenidos de los sujetos que utilizan este protocolo se pueden utilizar para caracterizar los movimientos a través de las repeticiones de la misma tarea, así como durante diferentes tareas. Los datos que se muestran aquí representan los resultados de participantes de control sanos para demostrar la viabilidad de esta configuración. En la Figura 3 se muestran los perfiles representativos de EMG registrados de un sujeto sano que realiza la TCB modificada .......
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Discusión
Sistema EMG
El hardware del sistema EMG consta de 15 sensores EMG que se utilizan para obtener datos de activación muscular. Se utilizó una interfaz de programación de aplicaciones (API) disponible en el mercado para generar software de grabación EMG personalizado. El hardware del sistema de realidad virtual consta de un casco de realidad virtual que se utiliza para mostrar el entorno de realidad virtual inmersivo y un cable para conectar el auricular a la computadora dedicada donde se almacena la tar.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen conflictos de intereses que declarar.
Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado por la Oficina del Subsecretario de Defensa para Asuntos de Salud a través del Programa de Investigación de Restauración de Combatientes con Lesiones Neuromusculoesqueléticas (RESTORE) bajo el Premio No. W81XWH-21-1-0138. Las opiniones, interpretaciones, conclusiones y recomendaciones son de los autores y no están necesariamente respaldadas por el Departamento de Defensa.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Silla sin brazos | N/A | Una silla para que los sujetos se sienten debe ser sin brazos para que sus brazos no se vean interferidos. | |
| Computadora | Dell Technologies | utilizaron tres computadoras para acompañar el equipo de adquisición de datos. | |
| Módulo | Ultraleap Controller Ultraleap | que captura el movimiento de la mano y los dedos. El controlador tiene dos cámaras de infrarrojo cercano de 640 x 240 píxeles (120 Hz), que son capaces de rastrear el movimiento hasta 60 cm del dispositivo y en un ángulo de 140 x 120 grados. campo de visión. Este dispositivo se conectaba al casco de realidad virtual o se aseguraba por encima de la cabeza durante el movimiento. | |
| MATLAB | MathWorks, Inc. | Plataforma de programación utilizada para desarrollar software de adquisición de datos personalizado | |
| Oculus Quest 2 | Meta | Auriculares de realidad virtual inmersivos equipados con capacidad de seguimiento de manos a través de 4 cámaras infrarrojas incorporadas (72-120 Hz). Se puede sustituir por otros dispositivos similares (por ejemplo, HTC Vive, HP Reverb, Playstation VR). | |
| Oculus Quest 2 Cable de enlace | Meta | Se utiliza para conectar el auricular a la computadora donde se almacenó el juego de realidad virtual | |
| PhaseSpace Motion Capture | PhaseSpace, Inc. | Sistema de captura de movimiento marcado, que consta de un servidor, cámaras con un campo de visión de 60 grados, diodo emisor de luz roja (LED) como marcadores y un objeto de calibración | |
| Trigno Wireless System | Delsys, Inc. | By Delsys Inc., incluye EMG, acelerómetro, sensores de fuerza, una estación base y software de recolección. Se utilizó la interfaz de programación de aplicaciones (API) de Trigno-MATLAB para desarrollar software de grabación personalizado. | |
| UnReal Engine 4 | Epic Games | Software utilizado para crear y ejecutar la tarea de caja y bloque modificada en realidad virtual |
Referencias
- Rosenbaum, D. A. Human motor control. , Elsevier Inc. (2010).
- Kalsi-Ryan, S., Curt, A., Fehlings, M., Verrier, M. Assessment of the hand in tetraplegia using the Graded Redefined Assessment of Strength, Sensibility and Prehension (GR....
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Reimpresiones y permisos
