गैट और गतिविधि विश्लेषण के लिए घर आधारित मॉनिटर

Bioengineering

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Summary

इस अभिनव डिवाइस चुंबक inertial सेंसर का उपयोग करता है चाल और अनियंत्रित वातावरण में गतिविधि विश्लेषण की अनुमति. वर्तमान में यूरोपीय चिकित्सा एजेंसी में एक परिणाम उपाय के रूप में योग्यता प्रक्रिया में, अनुप्रयोगों में से एक neuromuscular रोगों में नैदानिक परीक्षणों में एक नैदानिक समापन बिंदु के रूप में सेवा करने के लिए किया जाएगा.

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Lilien, C., Gasnier, E., Gidaro, T., Seferian, A., Grelet, M., Vissière, D., Servais, L. Home-Based Monitor for Gait and Activity Analysis. J. Vis. Exp. (150), e59668, doi:10.3791/59668 (2019).

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Abstract

neuromuscular विकार नैदानिक परीक्षणों में वर्तमान परिणामों मोटर समारोह तराजू, समय पर परीक्षण, और शक्ति उपायों प्रशिक्षित नैदानिक मूल्यांकनकर्ताओं द्वारा प्रदर्शन में शामिल हैं. इन उपायों को थोड़ा व्यक्तिपरक हैं और एक क्लिनिक या अस्पताल के लिए एक यात्रा के दौरान प्रदर्शन कर रहे हैं और इसलिए एक बिंदु मूल्यांकन का गठन. प्वाइंट आकलन दैनिक रोगी हालत या थकान, प्रेरणा, और intercurrent बीमारी जैसे कारकों से प्रभावित किया जा सकता है. चाल और गतिविधि के घर आधारित निगरानी सक्षम करने के लिए, एक पहनने योग्य मैग्नेटो-इनरटीशियल सेंसर (WMIS) विकसित किया गया है. इस डिवाइस एक आंदोलन दो बहुत प्रकाश घड़ी की तरह सेंसर और एक डॉकिंग स्टेशन से बना मॉनिटर है. प्रत्येक सेंसर एक त्रि-अक्षीय accelerometer, gyroscope, magnetometer, और एक बैरोमीटर है कि रेखीय त्वरण, कोणीय वेग, सभी दिशाओं में आंदोलन के चुंबकीय क्षेत्र, और बैरोमीटर ऊंचाई, क्रमशः रिकॉर्ड होता है. सेंसर दिन के दौरान विषय की गतिविधियों को रिकॉर्ड करने के लिए कलाई, टखने, या व्हीलचेयर पर पहना जा सकता है। डॉकिंग स्टेशन रात के दौरान सेंसर बैटरी के डेटा अपलोड िंग और रिचार्जिंग में सक्षम बनाता है। डेटा प्रकार और प्रदर्शन आंदोलन की तीव्रता के मापदंडों प्रतिनिधि की गणना करने के लिए स्वामित्व एल्गोरिदम का उपयोग कर विश्लेषण कर रहे हैं. इस WMIS डिजिटल biomarkers का एक सेट रिकॉर्ड कर सकते हैं, संचयी चर सहित, इस तरह के मीटर की कुल संख्या के रूप में चला गया, और वर्णनात्मक चाल चर, इस तरह के सबसे तेजी से या सबसे लंबे समय तक प्रगति का प्रतिशत है कि एक से अधिक रोगी के शीर्ष प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व करता है के रूप में समय की पूर्वनिर्धारित अवधि.

Introduction

आनुवंशिक न्यूरोमस्क्युलर रोगों के उपचार के लिए कई संभावित उपचार विकास में हैं। इन रोगों में शामिल हैं Duchenne मांसपेशियों dystrophy (DMD) और रीढ़ की हड्डी की मांसपेशियों शोष (SMA) प्रकार 3. इन रोगों के साथ विषयों निकट कम अंग कमजोरी है कि ambulation में प्रगतिशील कठिनाइयों की ओर जाता है के साथ शुरू में मौजूद. अनुवाद अनुसंधान में अंतिम कदम एक नैदानिक परीक्षण में एक संभावित उपचार या दृष्टिकोण की प्रभावकारिता का प्रदर्शन है. विशिष्ट, परिमाणात्मक, उद्देश्य, और विश्वसनीय उपायों की आवश्यकता है. हाल ही में इस तरह के उपायों के महत्व पर हाल ही में प्रथम चरण के परीक्षण1 और चरण III बायोमारिन परीक्षण2की विफलता पर बल दिया गया था . इन विफलताओं के लिए संभावित स्पष्टीकरण में से एक परिवर्तनशीलता और इन परीक्षणों के प्राथमिक परिणाम उपाय के nonlinear विकास था, 6 मिनट की पैदल परीक्षा3 (6 MWT). परिणाम उपायों के परिवर्तन और उनकी भिन्नता के लिए अग्रणी कारकों की समझ के लिए विश्वसनीयता और संवेदनशीलता में वृद्धि मुख्य परिणाम उपायों से संबंधित परीक्षण विफलताओं की संख्या को कम करने के लिए योगदान कर सकते हैं.

वर्तमान परिणामों की सीमाओं में से एक मूल्यांकन की व्यक्तिपरकता है। आगे मूल्यांकन की निष्पक्षता को बढ़ाने के लिए, Heberer एट अल.4 से पता चला कि एक मार्कर सेट और एक चाल विश्लेषण सॉफ्टवेयर के उपयोग के माध्यम से, वहाँ एक महत्वपूर्ण वृद्धि हुई थी स्टेरॉयड के साथ इलाज रोगियों में प्रगति की लंबाई में भोले समूह के साथ तुलना में. हिप संयुक्त गतिज DMD के साथ रोगियों में निकट कमजोरी के प्रारंभिक मार्करों रहे हैं और स्टेरॉयड हस्तक्षेप के साथ बदलने के लिए उत्तरदायी हैं, जो इन रोगियों के लिए ही उपलब्ध उपचार है. गैट प्रयोगशालाओं, तथापि, केवल बड़े क्लीनिकों में उपलब्ध हैं. इसके अलावा, प्रयोगशाला मूल्यांकन बिंदु आकलन कर रहे हैं, और एक रोगी की हालत बहुत थकान, प्रेरणा, और intercurrent बीमारी जैसे कारकों के कारण दिन के आधार पर एक दिन पर भिन्न हो सकते हैं.

निरंतर और घर आधारित माप का उपयोग दोनों एक अधिक उद्देश्य और एक अधिक विश्व स्तर पर प्रतिनिधि मूल्यांकन प्राप्त करना चाहिए. तंत्रिका विज्ञान के अन्य क्षेत्रों में, उदाहरण के लिए पार्किंसंस5 या एकाधिक स्क्लेरोसिस6, कई अध्ययनों के साथ या बिना एक्सेलेरोमीटर सहित विभिन्न सेंसरों के अन्य उपायों के साथ व्यवहार्यता, विश्वसनीयता, और स्थिरता का मूल्यांकन किया है gyrometers या magnetometers, अभी तक इन उपकरणों में से कोई भी वर्तमान में नैदानिक परीक्षणों के दौरान रोगियों के मूल्यांकन के लिए एक सोने के मानक है. neuromuscular रोगों के क्षेत्र में, वहाँ वर्तमान में रोगियों की निरंतर घर की निगरानी के लिए कोई मान्य विधि है. हाल के वर्षों में, चिकित्सकों और इंजीनियरों के बीच एक करीबी सहयोग के माध्यम से, पेरिस में Myology संस्थान ऊपरी अंग मूल्यांकन के लिए कई उपकरणों को विकसित किया है ठीक ऊपरी अंग शक्ति का मूल्यांकन और समारोह7,8 , 9. नेविगेशन सिस्टम में विशेषज्ञता वाली कंपनी के सहयोग से एक पहनने योग्य मैग्नेटो-इनरटील सेंसर (WMIS; अर्थात, ActiMyo) विकसित किया गया है। शुरू में एक निगरानी उपकरण ऐसे DMD और SMA10के रूप में neuromuscular विकारों के साथ गैर-एम्बुलेंट विषयों के लिए समर्पितडिवाइस ,11, एक ही डिवाइस अब दो अलग अलग विन्यास में ambulant रोगियों की निगरानी के लिए इस्तेमाल किया गया है: दोनों पर सेंसर टखने या कलाई पर एक सेंसर और टखने पर एक अन्य. एक गैर-एम्बुलेंट आबादी के लिए विन्यास व्हीलचेयर पर एक सेंसर और कलाई पर एक दूसरे से बना है.

इस WMIS ठीक पर कब्जा करने और अंग जिस पर यह रखा जाता है के सभी आंदोलनों की मात्रा निर्धारित करने में सक्षम है. मापने के सिद्धांत microelectromechanical प्रणाली के उपयोग पर आधारित है (एमईएमएस) जड़त्वीय सेंसर और मैग्नेटो जड़ता समीकरणों के माध्यम से संचालित मैग्नेटो. समर्पित एल्गोरिदम एक गैर नियंत्रित वातावरण में सटीक योग्यता और रोगियों के आंदोलनों के परिमाणीकरण की अनुमति देते हैं।

विधि का समग्र लक्ष्य समय की एक पूर्व निर्धारित अवधि में एक रोगी द्वारा उत्पादित किसी भी आंदोलन की पहचान और परिमाणीकरण प्रदान करने के लिए है, और रोगी के रोग-विशिष्ट परिणाम उपायों के प्रतिनिधि में इन उपायों को एकीकृत करने के लिए है समय की अवधि में शर्त.

घर पर आंदोलन विकारों के साथ अदंब और गैर-एम्बुलेंट रोगियों का प्रभावी ढंग से आकलन करने के लिए, डिवाइस को एक प्रशिक्षित मूल्यांकनकर्ता द्वारा रोगी को प्रदान किया जाना चाहिए जो यह सुनिश्चित करने के लिए जिम्मेदार है कि निर्देशों को समझा गया है। एक अन्वेषक और एक रोगी मैनुअल डिवाइस के साथ प्रदान की जाती हैं. इस WMIS वर्तमान में neuromuscular और neurologic रोगों के लिए नैदानिक परीक्षणों की एक संख्या में एक खोजपूर्ण परिणाम उपाय के रूप में इस्तेमाल किया जा रहा है (NCT03351270, NCT02780492, NCT01385917, NCT03039686, NCT0368742, NCT0368742, NCT0368742, NCT025003811). पैथोलॉजी और/या नैदानिक परीक्षण डिजाइन के लिए अनुकूलित विशिष्ट प्रक्रियाओं को विकसित किया गया है।

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Protocol

डिवाइस का कोई भी उपयोग संदर्भ प्रोटोकॉल द्वारा स्थापित नियमों के अनुसार किया जाना चाहिए, जो नीति समिति और देश की राष्ट्रीय नियामक एजेंसियों द्वारा मान्य है। डिवाइस का उपयोग और इससे जुड़े विभिन्न तत्वों को रोगी के मैनुअल में वर्णित इच्छित उपयोग के भीतर किया जाना चाहिए।

नोट: WMIS का उपयोग करने के लिए पात्र होने के लिए, रोगी 5 साल से अधिक पुराना होना चाहिए, समझने के लिए और उपयोग के नियमों का पालन करने में सक्षम हो, सूचित सहमति प्रदान, एक सामाजिक सुरक्षा योजना के सहबद्ध या लाभार्थी हो, और सभी प्रोटोकॉल आवश्यकताओं का पालन करने में सक्षम हो. कोई विशिष्ट बहिष्करण मापदंड नहीं है.

1. नैदानिक केंद्र में प्रतिभागी की यात्रा के लिए तैयारी

  1. सूटकेस सामग्री की जाँच करें: (1) डॉकिंग स्टेशन एक USB कुंजी पर अपलोड करने और बैटरी की रिचार्जिंग डेटा के लिए रात के दौरान सेंसर प्लग करने के लिए, (2) बिजली की रस्सी दो टुकड़ों में विभाजित एक बिजली की आपूर्ति करने के लिए डॉकिंग स्टेशन कनेक्ट करने के लिए, (3) ईथरनेट केबल करने के लिए एक रूटर के साथ इंटरफेस की अनुमति, (4) दो सेंसर दैनिक गतिविधि रिकॉर्डिंग की अनुमति के लिए, (5) चुना विन्यास और भागीदार के ambulatory स्थिति के आधार पर सेंसर के लगाव के लिए बैंड (अंकल टखने: दो स्टिकर के साथ दो टखने armbands करने के लिए पहने हुए पक्ष भेद; टखने की कलाई: एक टखने armband और एक कंगन; कलाई व्हीलचेयर: एक कंगन और एक व्हीलचेयर जेब), (6) एक भागीदार मैनुअल और एक अन्वेषक मैनुअल, (7) एक कार्य अनुस्मारक, (8) एक पेचकश USB कुंजी के प्रतिस्थापन सक्षम करने के लिए, और (9) दो खाली USB चाबियाँ.
    नोट: एक इंटरनेट कनेक्शन उपलब्ध है, तो डेटा स्थानांतरण स्वचालित रूप से होता है
  2. किसी सहभागी को डिवाइस का असाइनमेंट रिकॉर्ड करने के लिए असाइनमेंट प्रपत्र मुद्रित करें और तैयार करें. यह विषय ID के साथ डेटा सामंजस्य सक्षम करेगा।

2. पहली यात्रा के दौरान विषय का प्रशिक्षण

  1. इस WMIS की स्थिति
    1. डेटा है कि शोधकर्ताओं के रूप में के रूप में अच्छी तरह से रोगी के ambulatory स्थिति की मांग कर रहे हैं के आधार पर, सेंसर की नियुक्ति के लिए विभिन्न विन्यास का उपयोग करें.
      1. अदंब रोगियों के लिए, दो सेंसर या तो एक कलाई और ऊपरी और निचले अंग गतिविधि रिकॉर्डिंग के लिए एक टखने पर या केवल निचले अंगों गतिविधि के लिए दोनों टखनों पर ठीक.
      2. गैर-एम्बुलेंट रोगियों के लिए, कलाई पर एक सेंसर और व्हीलचेयर पर एक दूसरे को ठीक करें।
  2. प्रतिभागी को सेंसर की स्थिति स्पष्ट कीजिए।
    1. ambulant प्रतिभागियों के लिए, या तो एक कलाई और एक टखने पर या दोनों टखनों पर दो सेंसर तय.
      1. कलाई टखने विन्यास के लिए, प्रदान की कंगन का उपयोग कर प्रमुख हाथ की कलाई पर एक सेंसर जगह इतनी है कि लहरों उंगलियों की ओर इशारा कर रहे हैं. टखने पर दूसरा सेंसर रखें, कलाई सेंसर के रूप में एक ही पक्ष पर, आगे की दिशा में इशारा करते हुए लहरों के साथ बाहरी malleolus ऊपर.
        नोट: सेंसर कलाई के शीर्ष पर रखा जाना चाहिए.
      2. टखने के टखने के विन्यास के लिए, प्रत्येक टखने पर एक सेंसर रखें, बाहरी मॉलियोलस के ऊपर, आगे की दिशा में इशारा करने वाली तरंगों के साथ।
        नोट: स्टिकर पहनने की ओर इंगित करने के लिए सेंसर पर रखा जाना चाहिए.
    2. गैर-एम्बुलेंट प्रतिभागियों के लिए, कलाई पर एक सेंसर और व्हीलचेयर पर अन्य एक को ठीक करें।
      1. कलाई-व्हीलचेयर विन्यास के लिए, प्रदान की कंगन का उपयोग कर भागीदार के प्रमुख हाथ की कलाई पर एक सेंसर जगह इतनी है कि लहरों उंगलियों की ओर इशारा कर रहे हैं. प्रदान की बैग में दूसरा सेंसर रखें. यह व्हीलचेयर के लिए एक सुरक्षित जगह पर संलग्न करें.
        नोट: स्वतंत्र रूप से उपयोग किए गए कॉन्फ़िगरेशन के, सेंसर के आसपास स्विच नहीं करते. सेंसर snuggly फिट होना चाहिए, लेकिन कलाई और / या टखने के लिए बहुत कसकर नहीं उन्हें चारों ओर कताई से रोकने के लिए.
  3. प्रतिभागी के लिए सेंसर के उपयोग के लिए दैनिक दिनचर्या की व्याख्या करें।
    1. शाम दिनचर्या
      1. डॉकिंग स्टेशन को विद्युत आपूर्ति में प्लग करें. एक इंटरनेट कनेक्शन उपलब्ध है, तो रूटर करने के लिए डॉकिंग स्टेशन संलग्न करें। डॉकिंग स्टेशन में सेंसर डालें.
      2. डॉकिंग स्टेशन पर दो प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) को स्थानीयकृत करें जो सेंसर की स्थिति का संकेत देते हैं। एक बार एक शक्ति स्रोत में खामियों को दूर किया, सुनिश्चित करें कि स्टेशन बीप और डायोड नारंगी हो संकेत मिलता है कि सेंसर बैटरी चार्ज कर रहे हैं, और है कि डेटा सेंसर से USB ड्राइव करने के लिए डाउनलोड किया जा रहा है.
        नोट: यदि एलईडी अभी भी 5 मिनट के बाद निमिष कर रहे हैं, तो प्रक्रिया शुरू से पुनरारंभ करें। यदि समस्या बनी रहती है, तो नैदानिक साइट टीम से संपर्क करें।
    2. सुबह दिनचर्या
      1. सत्यापित करें कि एल ई डी हरे हैं, यह दर्शाता है कि सेंसर बैटरी पूरी तरह से चार्ज कर रहे हैं, और डेटा सेंसर 'स्मृति से साफ़ किया गया है। डॉकिंग स्टेशन से सेंसर निकालें। मूल्यांकनकर्ता द्वारा प्रदर्शित विन्यास में सेंसर पहनें.
        नोट: यदि एक या दोनों सेंसर पर एलईडी लगातार दो दिनों के बाद नारंगी है, नैदानिक केंद्र से संपर्क करें.
    3. दिन के समय दिनचर्या
      1. पूरे दिन सेंसर पहनें और सेंसर को दिन के अंत में डॉकिंग स्टेशन पर वापस रखें।
        नोट: पानी से संबंधित गतिविधियों के दौरान सेंसर निकालें, विशेष चिकित्सा परीक्षा (उदा., चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग [एमआरआई], सीटी स्कैन, एक्स-रे) या किसी भी गतिविधि है कि उन्हें नुकसान हो सकता है, और उन्हें एक फर्म की सतह पर एक सुरक्षित जगह में रहते हैं. गतिविधि के बाद सेंसर पहनने फिर से शुरू करें।
    4. रिकॉर्डिंग अवधि के अंत में, सूटकेस में सभी डिवाइस आइटम को साफ और नैदानिक केंद्र के लिए डिवाइस वापस लाने के लिए।
      नोट: भागीदार सेंसर के रूप में ज्यादा संभव के रूप में पहने सामान्य दैनिक गतिविधियों में संलग्न करने के लिए प्रोत्साहित करें.
  4. एक समर्पित असाइनमेंट प्रपत्र पूर्ण करें.

3. डेटा संग्रह और विश्लेषण

  1. डेटा संग्रह
    नोट: सेंसर रिकॉर्ड संकेतों के लिए लगातार अप करने के लिए 16 ज और एक आंतरिक स्मृति में जानकारी की दुकान (मूवी 1). डॉकिंग स्टेशन प्रत्येक दिन के अंत में सेंसर में संग्रहीत डेटा डाउनलोड करने और रात के दौरान बैटरी चार्ज करने में सक्षम बनाता है। डॉकिंग स्टेशन पर डाउनलोड किया गया डेटा एक USB ड्राइव पर संग्रहीत किया जाता है जिसे केवल मूल्यांकनकर्ताओं द्वारा एक्सेस किया जा सकता है.
    1. एक मानक 64 GB USB ड्राइव दैनिक रिकॉर्डिंग जानकारी के 3 महीने तक पकड़ कर सकते हैं (लगभग 16 h/ प्रोटोकॉल की बाधाओं के लिए संभव के रूप में बारीकी से समायोजित करने के लिए उच्च या कम क्षमता USB ड्राइव प्रदान करें।
    2. डॉकिंग स्टेशन इंटरनेट से जुड़ा नहीं है, तो मूल्यांकनकर्ता डॉकिंग स्टेशन से यूएसबी ड्राइव को हटाने ( सूटकेस में निहित विशिष्ट पेचकश के साथ) और रिकॉर्डिंग अवधि के अंत में एक खाली एक के साथ बदलें. USB ड्राइव विश्लेषण के लिए समर्थन टीम के लिए भेजा जाना चाहिए।
      नोट: डॉकिंग स्टेशन इंटरनेट से कनेक्टेड है, तो डेटा बादल भंडारण करने के लिए अपलोड कर रहे हैं। इस प्रकार, सभी डेटा स्वचालित रूप से USB ड्राइव से हटा रहे हैं एक बार फ़ाइलें बादल में अपलोड कर रहे हैं के रूप में, USB ड्राइव बदलने की कोई जरूरत नहीं है.
  2. डेटा विश्लेषण
    1. अध्ययन के दौरान चयनित समय बिंदुओं पर, बादल भंडारण से डेटा निकालने और एक समर्पित एल्गोरिथ्म का उपयोग कर डेटा का विश्लेषण। नैदानिक अध्ययन के आधार पर विश्लेषण अवधि और निगरानी रिपोर्ट समायोजित करें।

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Representative Results

यहाँ प्रस्तुत आंकड़ों को नैतिकता समिति और फ्रांसीसी विनियामक एजेंसी द्वारा अनुमोदित नैदानिक परीक्षणों के दौरान प्राप्त किया गया था। सभी रोगी प्रतिनिधियों ने एक सूचित सहमति पर हस्ताक्षर किए।

इस WMIS पहली बार में एक नैदानिक अध्ययन सेटिंग में इस्तेमाल किया गया था 2012 में नियंत्रित और गैर-एम्बुलेंट DMD रोगियों (NCT01611597) में ऊपरी लिंब आंदोलनों के घर आधारित निगरानी के लिए, जो स्वायत्तता और उपकरण का उपयोग की व्यवहार्यता का प्रदर्शन10. कोणीय वेग के मानक, त्वरण के ऊर्ध्वाधर घटक के अनुपात को समग्र त्वरण, ऊंचाई दर, और परिकलित शक्ति जैसे चरों की पहचान की गई थी, जो रोगियों की ऊपरी अंग गतिविधि को नैदानिक रूप से पहचानते हैं। नियंत्रित वातावरण (तालिका 1)। एक दूसरे चरण में, इन चर एक मानकीकृत और मान्य कार्य है, जो भी डिवाइस विश्वसनीयता10के परीक्षण की अनुमति के दौरान रोगियों की प्रभावकारिता के साथ सहसंबद्ध थे. गैर-एम्ब्युलर विषयों के लिए प्रासंगिक चरों का अधिक पूर्ण सत्यापन चल रहा है।

ऐम्बुलेंट रोगियों में सत्यापन प्रक्रिया अधिक उन्नत है। हाल ही में, मानव उपयोग के लिए औषधीय उत्पादों के लिए समिति (CHMP) 95वें शतप्रतिशत प्रगति वेग (95CSV) की योग्यता के लिए सार्वजनिक परामर्श को अनुकूलित के रूप में एक मान्य माध्यमिक परिणाम के रूप में ambulant DMD रोगियों और अंतिम गोद लेने योग्यता राय लंबित है. इस WMIS पहचान और उपाय की अनुमति देता है (ऊँचाई, लंबाई, वेग) प्रत्येक एकल प्रगति की (चित्र 1) समय की एक लंबी अवधि में और सभी पर कब्जा कर लिया प्रगति के वितरण के विश्लेषण में सक्षम बनाता है, जो प्रगति की गति के शत-प्रतिशत की गणना की अनुमति देता है और लंबाई. 95CSV ambulant DMD रोगियों में परिवर्तन के लिए सबसे संवेदनशील चर दिखाई दिया. 95CSV एक नियंत्रित परीक्षण में प्रति समूह रोगियों की एक छोटी संख्या की अनुमति देता है कि एक संवेदनशील परिणाम उपाय प्रदान करता है. इस WMIS द्वारा मापे जाने वाले कई अन्य पैरामीटर 95CSV से बदलने के लिए कम संवेदनशील होते हैं, लेकिन जीवन की गुणवत्ता से अधिक निकटता से संबंधित होते हैं जैसे प्रति घंटा दूरी चली जाती है और प्रति घंटा गिरने की संख्या (तालिका1)।

चाल प्रक्षेप पथ की परिशुद्धता नियंत्रण में शुरू में परीक्षण किया गया था, एक optokinetic प्रणाली है कि optokinetic प्रणाली और मैग्नेटोइनर्टी सेंसर12द्वारा मापा tradictories के बीच उत्कृष्ट समझौते की पुष्टि का उपयोग कर. रोगियों में, हम एक 6 MWT के दौरान इस WMIS द्वारा मापा दूरी के बीच समझौते का मूल्यांकन फिजियोथेरेपिस्टों द्वारा मापा दूरी के लिए. चित्र 2 एक 6 MWT की एक गोद के दौरान हमारे WMIS माप से पुनर्निर्माण टखने पथ और अभिविन्यास दिखाता है. इस अध्ययन के लिए, डेटा 31 6 MWT के दौरान 23 ambulant DMD रोगियों (NCT02780492) से प्राप्त किए गए थे (कुछ रोगियों को एक दूसरे परीक्षण 6 महीने बाद प्रदर्शन किया). परिणाम चित्र 3में प्रदर्शित किए जाते हैं। हमारे WMIS और संदर्भ 6 MWT द्वारा मापा दूरी के बीच अंतर (कोन के चारों ओर मोड़ की लंबाई के लिए सुधार के बाद, देखें चित्र 2) 5% के भीतर था.

Figure 1
चित्र 1: इस WMIS द्वारा पुनर्निर्माण चलने के दौरान टखने की स्थिति की गणना पथ है जो काली रेखा द्वारा प्रगति लंबाई का प्रतिनिधित्व. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्र 2: इस WMIS द्वारा पुनर्निर्माण एक 6 मेगावाट की एक गोद के दौरान प्रक्षेप पथ का प्रतिनिधित्व. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्र ााालक षtी अँधेरा इस WMIS (y अक्ष) का उपयोग करके गणना की गई 6 MWT दूरी की तुलना में फिजियोथेरेपिस्ट द्वारा एक ही परीक्षण (एक्स अक्ष) के दौरान 23 रोगियों द्वारा निष्पादित की गई 31 6 MWT के लिए मापीं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Movie 1
फिल्म 1: इस WMIS का उपयोग करके चलने के दौरान टखने पथ का पुनर्निर्माण| कृपया यहाँ क्लिक करें इस वीडियो को देखने के लिए. (डाउनलोड करने के लिए राइट-क्लिक करें.)

चल तेनों-प्रारें ऊपरी अंग पैरामीटर
चलने में लगने में लगने वाले समय का प्रतिशत (%) ऊपरी अंग गतिविधि से जुड़े समय का प्रतिशत (%)
प्रति घंटे दूरी पर चला गया (m/ कलाई का मध्य कोणीय वेग ($/
मध्य प्रगति गति (m/ कलाई का 95वां कोणीय वेग (जेड/
95CSV (एम/ मध्य ऊर्ध्वाधर त्वरण (छ)
मध्य प्रगति लंबाई (m) 95 वें ऊर्ध्वाधर त्वरण (छ)
प्रगति लंबाई का 95वां शतमक (m) मध्यस्थता शक्ति (W/
प्रति घंटे गिरने की संख्या (गणना/ 95 वीं शक्ति (डब्ल्यू/

तालिका 1: पैरामीटर की सूची।

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Discussion

पिछले दशक में, विभिन्न प्रणालियों की एक संख्या विकसित की गई है, जैसे एक गतिविधि मॉनीटर (सामग्रीकी तालिका [IV]), जो ऊर्जा व्यय परिमाणीकरण13के लिए दैनिक जीवन की गतिविधियों की निगरानी करने के लिए accelerometric सेंसर का उपयोग करता है। पूर्वस्कूली बच्चों की गतिविधि पर नजर रखने के लिए तनाका एट अल14 द्वारा एक त्रिअक्षीय एक्सेलेरोमीटर (सामग्रीकी तालिका [V]) का उपयोग किया गया था। Lau एट अल15 एक दोहरे accelerometer के संयोजन के माध्यम से दिखाया (सामग्रीकी तालिका [VI]) और एक gyroscope (सामग्री की तालिका [VII]) कि चाल spatiotemporal विशेषताओं ठीक जड़ता के उपयोग से निर्धारित किया जा सकता है सेंसर. ज़िलस्ट्रा एट अल16 विश्लेषण ट्रंक और श्रोणि के 289 प्रतिपूरक आंदोलनों एक शरीर तय सेंसर का उपयोग कर चाल के दौरान हुई. चाल विश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले अधिकांश उपकरण तीन-अक्ष एक्सेलेरोमीटर17,18,19 (सामग्रीतालिका [VIII, IX, X] हैं। एक्सेलेरोमीटर के अलावा, हमारे WMIS तीन gyroscopes, एक magnetometer, और एक बैरोमीटर भी शामिल है. जड़ता सेंसर उनके कम आंदोलनों और उनके असामान्य gaits का आकलन करने की कठिनाई के कारण neuromuscular रोगियों की motricity के मूल्यांकन के लिए एक दिलचस्प तकनीक का गठन. हमारे WMIS भी सबसे गंभीर रूप से बिगड़ा रोगियों का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, और तराजू और अन्य उपकरणों के विपरीत, उद्देश्य और विश्वसनीय डेटा प्रदान करता है. वास्तव में, प्रगति का सटीक उपाय सरल कलाई पहना जड़ता सेंसर के साथ प्राप्त नहीं किया जा सकता है, लेकिन अत्यधिक स्थिर और ठीक calibrated जड़ता सेंसर एक उच्च आवृत्ति पर नमूना की आवश्यकता है और प्रगति प्रक्षेप वक्र की गणना करने के क्रम में निचले अंग पर रखा. यही बात अन्य अन्वेषणात्मक परिणामों के बारे में भी सच है, जैसे सीढ़ी चढ़ना या गिरने जैसे अदभुत रोगियों में।

हम प्रदर्शन किया है कि ambulant DMD में पैर पथ का सटीक अनुमान हमारे WMIS, जो दैनिक जीवन के दौरान पहना जा सकता है का उपयोग करके संभव है. मान्य 6 MWT3 और उत्तर सितारा Ambulatory आकलन (NSA)20 हमारे डिवाइस चर दो सप्ताह रिकॉर्डिंग के दौरान सहज चलने का वर्णन के साथ सहसंबद्ध किया गया है और एक 6 महीने से अधिक DMD आबादी में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील हैं अवधि.

व्हीलचेयर के उपयोग के दौरान ऊपरी अंग गतिविधि भेदभाव चुनौतीपूर्ण हो सकता है। Accelerometry या तो सीधे व्हीलचेयर21 या ऊपरी अंग आंदोलनों से संबंधित शारीरिक गतिविधि की निगरानी व्हीलचेयर आंदोलनों के दौरान अनुमति देता है22 (सामग्रीकी तालिका [XI]). व्हीलचेयर पर एक सेंसर रखकर और तीन-अक्षीय accelerometer, gyroscope, और बैरोमीटर से डेटा का उपयोग करके, हमारे WMIS व्हीलचेयर और caregiver आंदोलनों से ऊपरी अंग गतिविधि भेद कर सकते हैं और ठीक भी बहुत कमजोर आंदोलनों परिमाणित.

हमारे सेंसरों का छोटा सा आकार Ciuti एट अल द्वारा सिफारिशों के अनुरूप है. 23 जो नोट किया है कि सेंसर के miniaturization विभिन्न क्षेत्रों में नए अनुप्रयोगों की अनुमति देता है. प्रौद्योगिकी में सुधार अब स्मार्ट उपकरणों में एकीकृत डेटा ट्रांसमिशन सिस्टम के माध्यम से रोगियों के घर-आधारित निगरानी को आसान उपयोग, अभिगम और बढ़ावा देने की अनुमति देता है, जैसे कि स्मार्टफोन24,25,26. हालांकि, smartphones में सेंसर एक नैदानिक परिणाम उपाय के रूप में इस्तेमाल किया जा करने के लिए calibrated नहीं कर रहे हैं, और समय के साथ परिवर्तनशीलता नियंत्रित नहीं है. इस प्रकार, स्मार्टफोन या टैबलेट का उपयोग रोगी की रिपोर्ट किए गए परिणाम उपायों (सामग्रीकी तालिका [XII] के लिए किया जा सकता है, लेकिन आंदोलनों को ठीक और लगातार मापने के लिए एक उपकरण के रूप में नहीं।

कई सीमाओं हमारे डिवाइस और उसके प्रोटोकॉल के साथ जुड़े रहे हैं. निरंतर घर रिकॉर्डिंग के साथ मुख्य चुनौतियों में से एक यह है कि रोगी अनुपालन समय के साथ कम हो जाता है. इस समस्या से निपटने के लिए, हमें परिभाषित चर की न्यूनतम परिवर्तनशीलता के साथ कम से कम समय की अवधि को ढूंढना पड़ा जिसे रोगी के लिए चिकित्सकीय रूप से महत्वपूर्ण माना जा सकता है। यह रिकॉर्डिंग के 180 घंटे के रूप में परिभाषित किया गया था, जो दो सप्ताह27के अनुरूप है.

प्रोटोकॉल का एक महत्वपूर्ण कदम प्रशिक्षण है. रोगी डिवाइस का उपयोग करने के लिए प्रशिक्षित किया जाना चाहिए, और यह महत्वपूर्ण है कि मूल्यांकनकर्ता डिवाइस प्रदान करने और प्रशिक्षण पहले पर्याप्त रूप से प्रशिक्षित किया गया है। नैदानिक टीम और रोगियों के प्रशिक्षण का अनुकूलन करने के लिए डिवाइस के लगातार उपयोग सुनिश्चित करने के लिए सबसे अच्छा तरीका है आमने-सामने प्रशिक्षण द्वारा है।

हमारे WMIS neuromuscular क्षेत्र के बाहर आवेदन मिल जाएगा, उदाहरण के लिए एकाधिक काठिन्य या पार्किंसंस रोग है, जिसमें अन्य कम संवेदनशील और विश्वसनीय उपकरणों पहले से ही परीक्षण किया गया है के साथ रोगियों के मूल्यांकन में28,29. योग्यता प्रक्रियाओं को ध्यान में रखते हुए विश्वसनीयता को मापने, परिवर्तनशीलता, confounding कारकों, न्यूनतम सार्थक मतभेद, और परिवर्तन के लिए संवेदनशीलता इन विषयों के लिए प्रदर्शन किया जाना चाहिए के रूप में वे DMD के साथ ambulant रोगियों में किया गया है यहाँ वर्णित है.

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Disclosures

Charlotte Lilien, टेरेसा Gidaro, आंद्रेया Seferian, और Erwan Gasnier Myology संस्थान में कर्मचारी हैं और Sysnav के साथ कोई संबद्धता है. Laurent Servais Myology के संस्थान में एक कर्मचारी है और CHRMN लीजे में और Sysnav के साथ कोई संबद्धता है. मार्क Grelet Sysnav के कर्मचारी है. डेविड विसीरे सिसनव के संस्थापक हैं।

Acknowledgments

लेखकों की समीक्षा के लिए इस पहनने योग्य मैग्नेटो-इनरटीशियल सेंसर और जैकी Wyatt के विकास के लिए उनके योगदान के लिए ऐनी-गैले ले मोइंग, एमेली मोरेक्स, और एरिक Dorveaux धन्यवाद.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
ActiMyo Sensors Sysnav SF-000080 Wearable magneto-inertal sensors attached to the patient for movment recording
Helen Hayes marker set Vicon NA Whole body jumpsuit with predefined Vicon's spots
OrthoTrak (Motion Analysis, Santa Rosa, CA, USA) Motion Lab Systems Gait analysis software
ActiGraph ActiGraph Corp GTM1 Activity monitor, used by researchers to capture and record continuous, high resolution physical activity and sleep/wake information
ActivTracer GMS LTD GMS Co. Ltd Japan AC-301A Triaxial accelerometer
ADXL202E dual-accelerometer Analog Devices ADXL212AEZ High precision, low power, complete dual axis accelerometer with signal conditioned, duty cycle modulated outputs, all on a single monolithic IC.
ENC-03J gyroscope Murata Electronics ENC-03J Vibration Sensors
DynaPort MiniMod MCROBERTS Small and light case containing a tri-axial accelerometer, a rechargeable battery, an USB connection, and raw data storage on a MicroSD card
MM-2860 Sunhayato Sunhayato MM-2860 3-axis accelerometer
MicroStone MA3-10Ac MA3-04AC Microstone Co. Acceleration sensors
RT3 Activity monitor Abledata NA Triaxial accelerometer
Aparito aparito NA Wearables and disease specific mobile apps to deliver patient monitoring outside of the hospital; Elin Davies, Aparito: https://www.aparito.com/
Docking station Sysnav SF-000118
Sensor Sysnav SF-000080
Bracelet
(black/grey L)
(black/grey S) (black/yellow L) (black/yellow S)
Sysnav ZZ-000093 ZZ-000094 ZZ-000247 ZZ-000248
Patient manual Sysnav FD-000086
Ethernet cable (2 m max.) Sysnav IC-000458
Power cable
(EU)
(UK)
(US)
Sysnav ZE-000440 ZE-000441 ZE-000442
Power supply unit Sysnav ZE-000443
Ankle strap Sysnav ZZ-000462
Small bag Sysnav ZZ-000033

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References

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