Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

اقترحت هذه الدراسة تحليل خط اليد الرقمية للشخصيات في الأفراد ذوي الإعاقة الإدراكية خفيفة للعثور على مزيد من المعلومات مما هو واضح من قبل قلم رصاص التقليدية ورقة تحليل الكتابة اليدوية.

Abstract

ويظهر مقدار متزايد من الأدلة أن العجز المعرفي والاختلالات في الحركة لا يتم فصلها. يمكن للمرضى الذين يعانون من ضعف إدراكي خفيف (MCI) إظهار اضطرابات الحركية الدقيقة في الأطراف العليا. الكتابة اليدوية هي نشاط إنساني معقد وفريد من نوعه يتضمن التنسيق الحركي والمعرفي على حد سواء. اكتشف باحثون من الدول الغربية أن المرضى الذين يعانون من MCI لديهم ميزات غير طبيعية في الكتابة اليدوية. ومع ذلك، لم تجر أي دراسات ذات صلة في السكان الصينيين. بسبب ظاهرة الكتابة عبر الثقافات ، فإن الهدف من هذه الدراسة هو العثور على مهام جديدة في الكتابة اليدوية لإظهار الاختلافات في ميزات الكتابة اليدوية بين المرضى المسنين الذين يعانون من MCI والأفراد الأصحاء الذين يتطابقون مع العمر.

Introduction

يعتبر ضعف الإدراك الخفيف (MCI) مرحلة إدراكية انتقالية ولكنها تنكسية تدريجياً تسبق ظهور مرض الزهايمر (AD)1. وقد أفيد أن معدل التقدم AD سنويا هو 15 ٪ في حين أن ما يقرب من 75 ٪ من الحالات المتوسطة والشادة MCI قد تظل غير مشخصة2. وقد ذكرت الدراسات الحديثة أن المرضى الذين يعانون من MCI يجدون صعوبة في بعض جوانب المهام الحركية الدقيقة3، وأولئك المرضى الذين أظهروا اضطرابات حركية ، مثل المشي البطيء ، كان لديهم خطر كبير من الخرف4.

الكتابة اليدوية هي نشاط بشري معقد ينطوي على مزيج معقد من المكونات المعرفية والحنكية والحركية والإدراكية بما في ذلك الإدراك البصري والحنكية والتخطيط الحركي والتنسيق بين العين واليد والتكامل البصري والحركي والبراعة والمهارات اليدوية1. وقد استخدم تحليل الكتابة اليدوية للكشف عن الاختلالات المعرفية والحركية في العديد من أنواع الأمراض العصبية، مثل AD ومرض باركنسون (PD)5. وبالإضافة إلى ذلك، فقد أفيد عن بعض جوانب مشاكل الكتابة اليدوية لتكون مؤشرا ل MCI و تتعلق تطور المرض6. حيث أن غالبية السكان يستخدمون اللغة، لا تزال الدراسات التي تحقق تحليل الكتابة اليدوية في اللغة الصينية (خاصة الأحرف الصينية المبسطة) غير موجودة.

كانت هناك العديد من المقالات التي حققت في تشوهات الكتابة اليدوية أو "agraphia" في الأفراد الذين يعانون من MCI. على سبيل المثال، من خلال استخدام الأساليب التقليدية قلم رصاص ورقة، حاول تشو وزملاؤه للكشف عن قدرات الكتابة المتميزة بين المرضى الذين يعانون من MCI والأفراد دون MCI. لم تكن الاختلافات بين المجموعات واضحة، باستثناء أخطاء الكتابة7. كاوا وآخرون العثور على ميزات الكتابة اليدوية في المرضى الذين يعانون من MCI باستخدام القلم الذكية، والتي يمكن أن تحليل حيوي السكتة الدماغية وسرعة القلم أثناء كتابة2. يمكن للأجهزة WACOM والبرامج MovAlyzeR الكشف عن المزيد من المعلومات في الوقت الحقيقي مقارنة مع الأساليب التقليدية قلم رصاص والورق وأساليب الورق smartpen. لذلك، تم العثور على بيانات الكتابة اليدوية الديناميكية، مثل ضغط القلم والسرعة والتسارع والرعشة، لتكون بؤرة تركيز جديدة لتحليل الكتابة اليدوية بالنسبة إلى البيانات الثابتة، مثل حجم الرسالة والمسافة بين الكلمات2.

ومع ذلك، هناك ظاهرة أخرى لا يمكن تجاهلها وهي التأثير الثقافي للكتابة اليدوية. نظم الكتابة في مختلف الأمم ليست دائما واحدة (على سبيل المثال، يتم كتابة الحروف الإنجليزية من اليسار إلى اليمين بينما يتم كتابة الحروف العبرية من اليمين إلى اليسار)8. في هذه المسألة، أكدت حتى المراجعات فعالية تحليل الكتابة اليدوية9،10 في اللغات الأبجدية ، وقد أعاقت الفجوة الواسعة بين الأحرف الصينية والحروف الغربية القدرة على تبادل تحليل الكتابة اليدوية في الأساليب والنتائج11 من هذه الدراسات.

هناك العديد من أوجه الاختلاف الرئيسية بين اللغات الغربية (مثل الإنجليزية) والصينية. أولا ، هناك العديد من الحركات الأفقية أكثر من طرف القلم أثناء كتابة الحرف الصينية مقارنة مع كتابة الرسالة12. ثانيا ، على عكس اللغة الأبجدية ، والتي ترتبط مع phonemes ، تعتبر الصينية أن logographic7. ونتيجة لذلك، فإن معظم الأحرف الصينية لها ترتيب السكتة الدماغية الخاصة بها، وعرض وارتفاع السكتات الدماغية تحتاج إلى أن تكون محدودة بدقة. وإلا، قد يؤدي عرض غير محدود وارتفاعات زيادة11 (" figure-introduction-3404 "" و figure-introduction-3477 " و " هي أحرف الصينية مختلفة تماما. أيضا ، figure-introduction-3588 "" figure-introduction-3659 ، "و" figure-introduction-3733 و " هي أحرف صينية مختلفة).

figure-introduction-3856" (وضوحا "تشنغ") هو نموذجي ، بسيطة ، وتستخدم عادة الصينية الطابع الذي ما يقرب من كل اللغة الصينية مع مستوى التعليم لمدة عامين يمكن قراءة والكتابة. وقد تم اختيارها كمهمة كتابة في السابق الصينية دراسات تحليل الكتابة اليدوية6،12. قرر الباحثون استخدام figure-introduction-4230 " " كما كتابة مهمة لأنها "مربع مثل" وتتألف من خمس ضربات ، وكلها horizonal(#1 ، #3 ، #5 السكتة الدماغية ، من اليسار إلى اليمين) أو عمودي(#2 ، #4 السكتة الدماغية ، من أعلى إلى أسفل) (الشكل 1). وفقا للعديد من الدراسات الحركية الدقيقة، والوفاء #3 السكتة الدماغية (horizonal) والسكتة الدماغية #4 (عمودي) يتطلب نقية حركات المعصم والاصبع، على التوالي6،12،13. ونتيجة لذلك، يمكن أن تكون سرعة السكتة الدماغية لكلا السكتات الدماغية مظهراً سليماً14.

بالإضافة إلى ذلك، ضغط القلم أثناء الكتابة اليدوية هي ميزة الكتابة اليدوية التي أظهرت أن تتفوق على غيرها من الميزات الحركية في تعكس التحكم الحركي5،15. ومع ذلك، لا توجد دراسات ذات صلة في المرضى الصينيين، على الرغم من أن النتائج الإيجابية قد أكدتها مجموعات بحثية من جمهورية التشيك وإسبانيا وإسرائيل وبلدان أخرى8،16،17.

وقد تم استخدام التوقيع عادة ك مهمة الكتابة اليدوية في العديد من الدراسات5. بشكل عام، يتطلب التوقيع القليل من التفكير أو في الهواء الوقت18. يتم تعريف "في الهواء" كما هو عندما يكون ضغط طرف القلم إلى الشاشة 0 أثناء الكتابة اليدوية، و "وقت الهواء" هو مجموع الوقت "في الهواء" أثناء الكتابة اليدوية. الأفراد الذين يعانون من العديد من الاضطرابات العصبية والنفسية قد يكون العجز في السيطرة الحركية النفسية، وبالتالي فإنها تظهر في الهواء زيادة الوقت من التوقيع. على سبيل المثال، وجد روزنبلوم وآخرون أن المرضى الإسرائيليين الذين يعانون من الاكتئاب ومرض باركنسون أظهروا وقتًا أطول في الهواء مقارنة بالضوابط الصحية أثناء كتابة أسمائهم باللغة العبرية8،19. كما أن للأحرف الصينية شكلها الخاص، في هذه الدراسة، تقرر استخدام التورطووسية طول الهواء في تجزئة بين الأحرف أثناء كتابة الاسم كمعلمة إرشادية محتملة. التورتوسية، التي تعرفها نسبة طول القوس إلى المسافة الاقليدية بين نقاط النهاية، هو مقياس للانحناء، وبالتالي يفهرس نعومة إخراج الكتابة20محددة .

Protocol

وقد وافقت على دراستنا لجنة الأخلاقيات الأكاديمية التابعة لشعبة العلوم البيولوجية بالمستشفى العام لجيش التحرير الصينى الصينى فى بكين بالصين .

1- الجوانب العامة لتطوير الأسلوب

  1. استخدم جهاز رقم USB (على سبيل المثال Wacom Cintiq Pro 16) وقلم قلم قلم محمول يدويًا لحركات الكتابة اليدوية. المواصفات التفصيلية للرقمنة هي كما يلي: الأبعاد الخارجية (عرض x عمق × ارتفاع) 410 × 265 × 17.5 ملم، ودقة المكانية 3840 × 2160 نقطة، حجم بكسل 0.090 × 0.090 مم، القرار الزمني 30 مللي ثانية، ومستوى الضغط من 8،192.
  2. قم بتوصيل كمبيوتر محمول بجهاز الالتقاط الرقمي لجمع آثار الكتابة اليدوية وعرضها.
  3. استخدام برنامج (مثل Neuroscript MovAlyzer) لتسجيل البيانات ومعالجتها وتحليلها.
  4. معايير إدماج المرضى/استبعادهم
    1. توظيف المشاركين MCI الذين يقدمون شكوى الذاكرة، وظيفة ضعف الذاكرة موضوعيا، والأنشطة سليمة من الحياة اليومية، وعدم وجود الخرف21. الى جانب ذلك ، ينبغي أن يكون لها المستوى التعليمي لأكثر من 2 سنوات من المدرسة الابتدائية في الصين القارية ، وإلا ، فإنها قد تواجه صعوبة في كتابة الأحرف الصينية.
    2. استبعاد المشاركين الذين لديهم إعاقة بصرية واضحة والأطراف العليا.

2. مهمة الكتابة اليدوية

  1. تشغيل البرنامج وقلم قلم غير التحبير.
  2. إنشاء مثال للأحرف الصينية على منطقة الكتابة من الالتقاط الرقمي (انظر الشكل 1).
  3. السماح للمواضيع لوضع منطقة الكتابة في وضع مريح.
  4. السماح للمواضيع الكتابة على منطقة الكتابة واستيعاب القلم وسطح منطقة الكتابة.
  5. تعيين معدل أخذ العينات في البرنامج في 200 هرتز.
  6. إرشاد الموضوعات لكتابة اسمه / لها في الصينية مع اليد المهيمنة.
    ملاحظة: التوقيع في نسخة مطبوعة أو إما مخطوطة مقبول، كما يرغب الموضوع.
  7. إرشاد الموضوعات لكتابة الحرف الصيني figure-protocol-1803 " (وضوحا "تشنغ") مع اليد المهيمنة.
    ملاحظة: الحرف الصيني " figure-protocol-1932 " في نسخة مطبوعة مقبول.
    1. تذكير المواضيع للكتابة في نسخة مطبوعة قبل بداية الكتابة اليدوية.
      ملاحظة: تأكد من أن الموضوع يجلس ويكتب في وضع مستقيم.
  8. إبقاء التعليمات مرئية خلال كل محاكمة.
    1. كرر تجربة الكتابة اليدوية ثلاث مرات.
    2. إذا كان الحرف figure-protocol-2284 "" في مكتوب في ترتيب السكتة الدماغية خاطئ، ووقف المحاكمة وتتبع وإظهار الموضوع كيفية كتابة الحرف في ترتيب السكتة الدماغية الصحيح.
    3. إذا كان أي تردد مستمد من نقص المعرفة ، ووقف المحاكمة وإظهار الموضوع كيفية كتابة الحرف بشكل صحيح.

3 - تحليل البيانات

  1. تشغيل البرنامج; انقر بزر الماوس الأيمن على التجربة وحدد خصائص.
  2. حدد معالجة، ثم حدد التجزئة.
  3. انقر على إضافة التجزئة الأولى على أي حال، إضافة آخر تجزئة على أي حال، ونقل نقطة التجزئة إلى أقرب قلم إذا كان على القلم في علامات التجزئة.
  4. انقر على مسارات في pendown في أساليب التجزئة.
    ملاحظة: تم إجراء كافة هذه التعديلات من أجل الوضع الافتراضي لتحسين تحليل الكتابة اليدوية الصينية.

4. حساب المعلمة

  1. تشغيل البرنامج، حدد المواضيع في figure-protocol-3315 "، "، وانقر على المحاكمات الكتابة اليدوية.
  2. استخدام نظام التتبع وتتبع عملية الكتابة اليدوية والنظام السكتة الدماغية من " figure-protocol-3530 " خطوة بخطوة.
  3. العثور على تجزئة السكتة الدماغية #3 من " figure-protocol-3674 وقراءة "متوسط السرعة المطلقة" في "البيانات المستخرجة".
    ملاحظة: برنامج تحليل الكتابة اليدوية تلقائياً بحساب "متوسط السرعة المطلقة" لكل تجزئة.
    تنبيه: السكتة الدماغية #3 من " figure-protocol-3931 " هي حركة أفقية (من اليسار إلى اليمين) من طرف القلم الذي هو أقصر من الحرف 1 والحرف 5 (الشكل 1A).
  4. العثور على تجزئة السكتة الدماغية #4 من " figure-protocol-4188 وقراءة من "متوسط السرعة المطلقة" في "البيانات المستخرجة".
    تنبيه: السكتة الدماغية رقم4 من " figure-protocol-4361 " هي حركة رأسية (من أعلى إلى أسفل) من طرف القلم الذي هو أقصر من الحرف 2(الشكل 1).
  5. قراءة "ضغط القلم" من كل تجزئة في "البيانات المستخرجة" والحصول على "متوسط ضغط القلم" من " figure-protocol-4640 ".
    ملاحظة: برنامج تحليل الكتابة اليدوية تلقائياً بحساب "ضغط القلم المتوسط" لكل تجزئة.
  6. تشغيل البرنامج، حدد المواضيع في figure-protocol-4839 "، "، وانقر على المحاكمات الكتابة اليدوية.
  7. باستخدام نظام التتبع، تتبع عملية الكتابة اليدوية و ترتيب الحد من التوقيع خطوة بخطوة.
  8. العثور على تجزئة من السكتة الدماغية بين الأحرف وتلاوا"الحجم المطلق"و "طول الطريق" في "استخراج البيانات".
  9. الحصول على طول في الهواء tortuosity في تجزئة بين الأحرف وفقا للمعادلة.
    ملاحظة: كان تجزئة السكتة الدماغية بين الأحرف تجزئة في الهواء(الشكل 2).
    1. حساب tortuosity طول الهواء في الهواء: 1-الحجم المطلق / طول الطريق٪.
      ملاحظة: التورتوسيتية، التي تحددها نسبة طول القوس إلى المسافة الإقليدية بين نقاط النهاية، هي مقياس للانحناء، وبالتالي تفهرس نعومة إخراج كتابة محدد20. منحنى متعرجة للغاية لديها عدة الانحناءات أو المنحنيات، في حين أن منحنى متعرج منخفض هو واحد مع حلقات واسعة نسبيا / منحنيات وأكثر استقامة.
      تنبيه: تتألف معظم الأسماء الصينية من حرفين أو ثلاثة. إذا كان التوقيع يحتوي على حرفين، فهناك تجزئة واحدة فقط للقطعة بين الأحرف. إذا كان التوقيع يحتوي على ثلاثة أحرف، فهناك قسمان من الحدود بين الأحرف. في الهواء طول tortuosity في تجزئة بين الأحرف سيكون متوسط القيمة.

5 - التحليل الإحصائي

  1. قم بتقييم الاختلافات في المجموعة باستخدام اختبار -tللطالب. واعتبرت قيمة P أقل من 0.05 ذات دلالة إحصائية. إجراء جميع التحليلات الإحصائية باستخدام حزمة البرامج الإحصائية 22.0 SPSS.

النتائج

وأظهرت البيانات الديمغرافية للمواضيع أن جميع الفئات تتطابق بشكل جيد في العمر والجنس والمستوى التعليمي واليد المهيمنة وغيرها من البارامترات.

كما هو مبين في الجدول 1، أثناء كتابة الحرف الصيني figure-results-260 "، عرضت الموضوعات المسنين مع MCI انخف?...

Discussion

الخطوات الحاسمة في البروتوكول تؤكد وضوح figure-discussion-65 "". بالتفصيل، ضمن حرف كامل، يجب أن تكون السكتة الدماغية رقم3 أقصر من السكتات الدماغية الأفق الأخرى، ويجب أن تكون السكتة الدماغية رقم4 أقصر من السكتة الدماغية رقم2. وبشكل أكثر تحديداً، هناك حاجة إ?...

Disclosures

ليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

نشكر البروفيسور هانز ليو تولينيكس من شركة Neuroscript LLD على دعم التكنولوجيا الرقمية.

وقد دعمت هذه الدراسة مؤسسة وو جيبينغ (منحة رقم: 320.6750.18456).

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
MicrosoftSurface Pro 2computer
MovAlyeR3.4software
WACOMCintiqdigitizer

References

  1. Werner, P., et al. Handwriting process variables discriminating mild Alzheimer's disease and mild cognitive impairment. Journals of Gerontology. 61 (4), 228-236 (2006).
  2. Kawa, J., et al. Spatial and dynamical handwriting analysis in mild cognitive impairment. Computers in Biology and Medicine. 82, 21-28 (2017).
  3. De Paula, J. J., et al. Impairment of fine motor dexterity in mild cognitive impairment and Alzheimer's disease dementia: association with activities of daily living. Revista Brasilra De Psiquiatria. 38 (3), 235-238 (2016).
  4. Takehiko, D., et al. Combined effects of mild cognitive impairment and slow gait on risk of dementia. Experimental Gerontology. 110, 146-150 (2018).
  5. Impedovo, D., et al. Dynamic handwriting analysis for the assessment of neurodegenerative diseases: a pattern recognition perspective. IEEE Reviews in Biomedical Engineering. 12, 209-220 (2019).
  6. Yu, N. Y., et al. Characterization of the fine motor problems in patients with cognitive dysfunction - A computerized handwriting analysis. Human Movement Science. 65 (17), 30841-30842 (2019).
  7. Zhou, J., et al. Characteristics of agraphia in Chinese patients with Alzheimer's disease and amnestic Mild Cognitive Impairment. Chinese Medical Journal. 129 (13), 1553-1557 (2016).
  8. Rosenblum, S., et al. Handwriting process variables among elderly people with mild major depressive disorder: a preliminary study. Aging Clinical & Experimental Research. 22 (2), 141-147 (2010).
  9. Caligiuri, M. P., et al. Signature dynamics in Alzheimer's disease. Forensic Science International. 302, 109880 (2019).
  10. Thomas, M., et al. Handwriting analysis in Parkinson's disease: current status and future directions. Movement Disorders Clinical Practice. 4 (6), 806-818 (2017).
  11. Leung, S. C., et al. A comparative approach to the examination of Chinese handwriting-The Chinese character. Journal of the Forensic Science Society. 25, 255-267 (1985).
  12. Ma, H. I., et al. Progressive micrographia shown in horizontal, but not vertical, writing in Parkinson's disease. Behavioural Neurology. 27 (2), 169-174 (2013).
  13. Yan, J. H., et al. Alzheimer's disease and mild cognitive impairment deteriorate fine movement control. Journal of Psychiatric Research. 42, 1203-1212 (2008).
  14. Johnson, B. P., et al. Understanding macrographia in children with autism spectrum disorders. Research in Developmental Disabilities. 34 (9), 2917-2926 (2013).
  15. Afonso, O., et al. Writing difficulties in Alzheimer's disease and Mild Cognitive Impairment. Reading and Writing. 32 (1), 217-233 (2019).
  16. Drotár, P., et al. Evaluation of handwriting kinematics and pressure for differential diagnosis of Parkinson's disease. Artificial Intelligence in Medicine. 67, 39-46 (2016).
  17. Garre-Olmo, J., et al. Kinematic and pressure features of handwriting and drawing: preliminary results between patients with mild cognitive impairment, Alzheimer disease and healthy controls. Current Medicinal Chemistry. 14, 960-968 (2017).
  18. Cohen, J., et al. Digital clock drawing: differentiating "thinking" versus "doing" in younger and older adults with depression. Journal of the International Neuropsychological Society. 20 (9), 920-928 (2014).
  19. Rosenblum, S., et al. Handwriting as an objective tool for Parkinson's disease diagnosis. Journal of Neurology. 260 (9), 2357-2361 (2013).
  20. Grace, N., et al. Do handwriting difficulties correlate with core symptomology, motor proficiency and attentional behaviours. Journal of Autism and Developmental Disorders. 47 (4), 1-12 (2017).
  21. Petersen, R. C. Mild cognitive impairment as a diagnostic entity. Journal of Interactive Marketing. 256 (3), 183-194 (2004).
  22. Ishikawa, T., et al. Handwriting features of multiple drawing tests for early detection of Alzheimer's Disease: A preliminary result. Studies in Health Technology and Informatics. 264, 168-172 (2019).
  23. Herold, F., et al. Thinking while moving or moving while thinking-concepts of motor-cognitive training for cognitive performance enhancement. Frontiers in Aging Neuroscience. 10, 228 (2018).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

169

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved