Die Studien, die dieses Protokoll verwenden, wurden von der Heart and Stroke Foundation (G-18-0020952), der Craig H. Neilsen Foundation (542675), dem Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (RGPIN-2014-05498) und dem Ministerium für Forschung, Innovation und Wissenschaft, Ontario (ER16-12-013) finanziert.

Die Studie wurde vom Research Ethics Board des University Health Network genehmigt. Vor der Einschreibung in die Studie wurde von jedem Teilnehmer eine unterschriebene Einwilligung nach Aufklärung eingeholt. Eine unterzeichnete Einwilligung nach Aufklärung wurde auch von allen Betreuern oder Haushaltsmitgliedern eingeholt, die in Videoaufzeichnungen erscheinen.
1. Überprüfung der Anwendbarkeit des Protokolls auf den Einzelnen
HINWEIS: Dieses Protokoll ist für Personen mit eingeschränkter, aber nicht vollständig fehlender Handfunktion gedacht (spezifische Kriterien können an die Bevölkerung und / oder die Frage von Interesse angepasst werden).
<ol><li>Fragen Sie die Teilnehmer, ob ihre betroffenen Hände ihre Fähigkeit zur Durchführung von ADLs beeinträchtigen. HINWEIS: Es wird empfohlen, die Teilnehmer zu bitten, einige Beispiele für Aufgaben zu geben, die sie unabhängig voneinander mit ihren betroffenen Händen ausführen können und nicht können.</li>
	<li>Stellen Sie sicher, dass die Gesamtpunktzahl des Montreal Cognitive Assessment (MoCA) über 21 liegt, um potenzielle Schwierigkeiten beim Verstehen und Befolgen von Protokollverfahren zu vermeiden.</li>
</ol>2. Bestimmung des Tagesablaufs der Teilnehmer
<ol><li>Bitten Sie die Teilnehmer, sich an ihre täglichen Routinen der letzten zwei Wochen zu erinnern. Dokumentieren Sie, welche täglichen Aufgaben wie lange und ungefähr zu welcher Zeit ausgeführt werden.</li>
	<li>Wählen Sie in Zusammenarbeit mit den Teilnehmern 3 Zeitfenster von jeweils 1,5 h aus, in denen Videos aufgezeichnet werden sollen. Wählen Sie Zeitfenster aus, die über verschiedene Wochentage verteilt sind und stattfinden, wenn ADLs mit den Händen typischerweise nacheinander ausgeführt werden. HINWEIS: Die ausgewählten ADLs müssen repräsentativ für die typischen Aktivitäten jedes Teilnehmers sein und von ihnen als sinnvoll wahrgenommen werden. Die Planung von Aufzeichnungszeiträumen an verschiedenen Tagen soll die Vielfalt der erfassten ADLs erhöhen und die Erfassung nützlicher und aussagekräftiger Daten fördern. HINWEIS: Aufzeichnungszeitfenster sind für die Aufzeichnungseffizienz geplant, aber die Teilnehmer sollten verstehen, dass sie die volle Kontrolle darüber haben, wann sie mit der Aufnahme beginnen und aufhören müssen.</li>
</ol>3. Vereinbarung von Aufzeichnungsplänen und Zielvideoinhalten mit den Teilnehmern
<ol><li>Holen Sie die Zustimmung jedes Teilnehmers zu den Aufzeichnungsplänen ein, nachdem Sie alle Bedenken besprochen haben, die sie möglicherweise haben.</li>
	<li>Setzen Sie sich ein Ziel von 3 Stunden Videos über zwei Wochen. Informieren Sie die Teilnehmer, dass unzureichende Videos zu einer Verlängerung ihrer Aufzeichnungszeiträume führen können.</li>
</ol>4. Betonung der Wichtigkeit, ADLs auf natürliche Weise durchzuführen
<ol><li>Weisen Sie die Teilnehmer an, sich auf die Erfassung realistischer Routinen zu konzentrieren, anstatt bestimmte Aktivitäten anzugeben, die aufgezeichnet werden sollen. Die Absicht der Anweisung ist es, die Teilnehmer davon abzuhalten, bestimmte Aktivitäten in größeren Mengen als für sie typisch künstlich aufzuzeichnen.</li>
</ol>5. Benachrichtigung über mögliche Datenschutzprobleme bei Aufnahmen zu Hause
<ol><li>Stellen Sie sicher, dass die Teilnehmer verstehen, dass alle Aufnahmen in ihren Häusern und nicht an öffentlichen Orten stattfinden sollten, um Datenschutzprobleme zu vermeiden.</li>
	<li>Geben Sie einige Beispiele, die Datenschutzbedenken aufwerfen können, z. B. Baden, An- und Ausziehen und Überprüfen vertraulicher Informationen. Erinnern Sie die Teilnehmer daran, spiegel zu beachten, die ihre Gesichter in den Aufnahmen zeigen können.</li>
	<li>Schlagen Sie vor, dass die Teilnehmer die Anwesenheit anderer Personen wie Familienmitglieder oder Betreuer in den Videos so weit wie möglich vermeiden. HINWEIS: Im Rahmen von Forschungsstudien sollte in Fällen, in denen die Anwesenheit anderer Personen unvermeidbar ist, die Einwilligung nach Aufklärung von diesen Personen eingeholt werden.</li>
</ol>6. Kamera- und Tablet-Anleitung
HINWEIS: Wenn die Teilnehmer während des Erstkontakts angeben, dass sie für viele ihrer täglichen Bedürfnisse Unterstützung durch die Pflegekraft benötigen, wird die Pflegekraft ermutigt, auch am Studienbesuch teilzunehmen und sich in der Verwendung der Ausrüstung schulen zu lassen, damit sie den Teilnehmer später unterstützen können.
<ol><li>Demonstrieren Sie den Teilnehmern, wie Sie eine egozentrische Kamera (Table of Materials) verwenden.<ol>
<li>Demonstrieren Sie, wie Sie die Kamera ein- und ausschalten.</li>
		<li>Demonstrieren Sie, wie Sie Aufnahmen (Start, Pause, Stopp) mit der Kamera steuern.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Demonstrieren Sie, wie Sie ein Tablet (Materialtabelle) mit der vorinstallierten Kamera-App verwenden, um die Aufnahmen gegebenenfalls zu steuern. HINWEIS: Die Demonstration umfasst die Steuerung der Aufnahmen über die Kamera-App sowie die Wiedergabe und Bearbeitung (z. B. Trimmen oder Löschen) der aufgenommenen Videos. Eine Kamerafernbedienung wurde zunächst in Betracht gezogen (Supplemental Files), wurde aber in der Praxis nicht verwendet, da die Teilnehmer mit der Kamera oder dem Tablet zum Starten und Stoppen von Aufnahmen vertraut waren.<ol>
<li>Demonstrieren Sie, wie Sie das Tablet ein- und ausschalten.</li>
		<li>Demonstrieren Sie, wie Sie das Tablet über die Kamera-App mit der Kamera verbinden.</li>
		<li>Demonstrieren Sie, wie Sie die Aufnahmen über die Kamera-App steuern.</li>
		<li>Demonstrieren Sie, wie Sie aufgezeichnete Videos aus der Kamera-App überprüfen.</li>
		<li>Demonstrieren Sie, wie Sie die Videos aus der Kamera-App zuschneiden oder löschen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Demonstrieren Sie, wie Sie die Kamera mit einem elastischen Kopfband an- und ablegen, das am Kopf des Teilnehmers verstellbar ist. HINWEIS: Siehe Abbildung 1. <img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61898/61898fig01.jpg"> Abbildung 1. Tragbare Kamera-Setup.  (A) Positionierung der egozentrischen Kamera. (B) Betrachtungswinkel von der Kamera. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61898/61898fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
	<ol>
<li>Legen Sie die Kamera auf die Stirn des Teilnehmers. Stellen Sie das Stirnband so ein, dass die Kamera bequem und gleichmäßig getragen wird.</li>
		<li>Sorgen Sie für einen optimalen Winkel der Kamera in Bezug auf die Stirn.</li>
		<li>Bitten Sie die Teilnehmer, ein kurzes Videosegment aufzunehmen, während Sie die Hände vor sich bewegen und ein Objekt (z. B. das Tablet) manipulieren.</li>
		<li>Überprüfen Sie das aufgenommene Video und stellen Sie sicher, dass die beiden Hände im zentralen Bereich der Szene deutlich sichtbar waren, während Sie Manipulationsaufgaben durchführten.</li>
		<li>Üben Sie den Umgang mit Kamera und Tablet mit den Teilnehmern und ihren Betreuern, bis sie ihre Fähigkeiten unter Beweis stellen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. Geben der Ausrüstung
<ol><li>Geben Sie das Kit mit der gesamten Ausrüstung den Teilnehmern, um ihre ADLs zu Hause aufzuzeichnen. Zusätzlich zu Kamera und Tablet enthält das Kit zusätzliche Kamerabatterien, Ladegeräte für Kamera und Tablet, Ladekabel, Stirnband für die Kamera und einen gedruckten Satz von Richtlinien für die Verwendung der Kamera (siehe Zusatzmaterial).</li>
</ol>8. Experimentelle Fehlerbehebung und Nachverfolgung
<ol><li>Geben Sie Kontaktinformationen der Forscher an, um Hindernisse während der eigentlichen Aufnahmen zu Hause zu lösen. Nach einer Woche rufen die Forscher die Teilnehmer an, um den Aufzeichnungsfortschritt zu dokumentieren und mögliche technische Probleme zu lösen.</li>
</ol>9. Abruf von Geräten und Videos
<ol><li>Erhalten Sie alle Geräte und Videos von den Teilnehmern persönlich oder durch vorausbezahlte Postpakete.</li>
	<li>Stellen Sie sicher, dass die Teilnehmer damit einverstanden sind, alle zurückgegebenen Videos zu teilen. Die Teilnehmer werden aufgefordert, alle gesammelten Videos zu überprüfen, bevor sie sie an das Forschungsteam zurückgeben, und alle Teile zu löschen, die sie nicht teilen möchten.</li>
	<li>Überprüfen Sie für Forschungsstudien die zurückgegebenen Videos und überprüfen Sie, ob jemand im Video erscheint, ohne seine Zustimmung gegeben zu haben. Wenn ja, senden Sie Einwilligungsformulare oder rufen Sie die Personen an, die in den Videos erscheinen, um ihre Zustimmung zur Verwendung der Videos einzuholen. Wenn die Personen nicht erreichbar sind, werden die Teile der Videos, in denen sie erscheinen, von den Forschern gelöscht.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Nichols-Larsen, D. S., Clark, P., Zeringue, A., Greenspan, A., Blanton, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+influencing+stroke+survivors'+quality+of+life+during+subacute+recovery.">Factors influencing stroke survivors' quality of life during subacute recovery.</a> Stroke. 36 (7), 1480-1484 (2005).</li><li>Anderson, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+recovery:+priorities+of+the+spinal+cord-injured+population.">Targeting recovery: priorities of the spinal cord-injured population.</a> Journal of Neurotrauma. 21 (10), 1371-1383 (2004).</li><li>Gladstone, D. J., Danells, C. J., Black, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Fugl-Meyer+assessment+of+motor+recovery+after+stroke:+a+critical+review+of+its+measurement+properties.">The Fugl-Meyer assessment of motor recovery after stroke: a critical review of its measurement properties.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 16 (3), 232-240 (2002).</li><li>Barreca, S. R., Stratford, P. W., Lambert, C. L., Masters, L. M., Streiner, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 86 (8), 1616-1622 (2005).</li><li>Uswatte, G., Taub, E., Morris, D., Vignolo, M., McCulloch, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliability+and+validity+of+the+upper-extremity+Motor+Activity+Log-14+for+measuring+real-world+arm+use.">Reliability and validity of the upper-extremity Motor Activity Log-14 for measuring real-world arm use.</a> Stroke. 36 (11), 2493-2496 (2005).</li><li>Duncan, P. W., Bode, R. K., Lai, S. M., Perera, S., Antagonist, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rasch+analysis+of+a+new+stroke-specific+outcome+scale:+the+Stroke+Impact+Scale.">Rasch analysis of a new stroke-specific outcome scale: the Stroke Impact Scale.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (7), 950-963 (2003).</li><li>Marino, R. J., Shea, J. A., Stineman, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+capabilities+of+upper+extremity+instrument:+reliability+and+validity+of+a+measure+of+functional+limitation+in+tetraplegia.">The capabilities of upper extremity instrument: reliability and validity of a measure of functional limitation in tetraplegia.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 79 (12), 1512-1521 (1998).</li><li>Hayward, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploring+the+role+of+accelerometers+in+the+measurement+of+real+world+upper-limb+use+after+stroke.">Exploring the role of accelerometers in the measurement of real world upper-limb use after stroke.</a> Brain Impairment. 17 (1), 16-33 (2016).</li><li>van der Pas, S. C., Verbunt, J. A., Breukelaar, D. E., van Woerden, R., Seelen, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+arm+activity+using+triaxial+accelerometry+in+patients+with+a+stroke.">Assessment of arm activity using triaxial accelerometry in patients with a stroke.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 92 (9), 1437-1442 (2011).</li><li>Oess, N. P., Wanek, J., Curt, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+evaluation+of+a+low-cost+instrumented+glove+for+hand+function+assessment.">Design and evaluation of a low-cost instrumented glove for hand function assessment.</a> Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 9 (1), 2 (2012).</li><li>Friedman, N., Rowe, J. B., Reinkensmeyer, D. J., Bachman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+manumeter:+a+wearable+device+for+monitoring+daily+use+of+the+wrist+and+fingers.">The manumeter: a wearable device for monitoring daily use of the wrist and fingers.</a> IEEE Journal of Biomedical Health Informatics. 18 (6), 1804-1812 (2014).</li><li>Liu, X., Rajan, S., Ramasarma, N., Bonato, P., Lee, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+a+finger-worn+accelerometer+for+monitoring+of+hand+use+in+ambulatory+settings.">The use of a finger-worn accelerometer for monitoring of hand use in ambulatory settings.</a> IEEE Journal of Biomedical Health Informatics. 23 (2), 599-606 (2018).</li><li>Lee, S. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+upper-limb+function+measure+derived+from+finger-worn+sensor+data+collected+in+a+free-living+setting.">A novel upper-limb function measure derived from finger-worn sensor data collected in a free-living setting.</a> PloS One. 14 (3), (2019).</li><li>Rowe, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> 2014 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 4087-4090 (2014).</li><li>Dousty, M., Zariffa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tenodesis+Grasp+Detection+in+Egocentric+Video.">Tenodesis Grasp Detection in Egocentric Video.</a> IEEE Journal of Biomedical and health. , (2020).</li><li>Likitlersuang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Egocentric+video:+a+new+tool+for+capturing+hand+use+of+individuals+with+spinal+cord+injury+at+home.">Egocentric video: a new tool for capturing hand use of individuals with spinal cord injury at home.</a> Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 16 (1), 83 (2019).</li><li>Tsai, M. -. F., Wang, R. H., Zariffa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generalizability+of+Hand-Object+Interaction+Detection+in+Egocentric+Video+across+Populations+with+Hand+Impairment.">Generalizability of Hand-Object Interaction Detection in Egocentric Video across Populations with Hand Impairment.</a> 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine &amp; Biology Society (EMBC). , 3228-3231 (2020).</li><li>Bandini, A., Dousty, M., Zariffa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+wearable+vision-based+system+for+detecting+hand-object+interactions+in+individuals+with+cervical+spinal+cord+injury:+First+results+in+the+home+environment.">A wearable vision-based system for detecting hand-object interactions in individuals with cervical spinal cord injury: First results in the home environment.</a> 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine &amp; Biology Society (EMBC). , 2159-2162 (2020).</li><li>Dousty, M., Zariffa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+Clustering+Hand+Grasps+of+Individuals+with+Spinal+Cord+Injury+in+Egocentric+Video.">Towards Clustering Hand Grasps of Individuals with Spinal Cord Injury in Egocentric Video.</a> 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine &amp; Biology Society (EMBC). , 2151-2154 (2020).</li><li>Bandini, A., Zariffa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+the+hands+in+egocentric+vision:+A+survey.">Analysis of the hands in egocentric vision: A survey.</a> IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. , (2020).</li><li>Likitlersuang, J., Sumitro, E. R., Theventhiran, P., Kalsi-Ryan, S., Zariffa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Views+of+individuals+with+spinal+cord+injury+on+the+use+of+wearable+cameras+to+monitor+upper+limb+function+in+the+home+and+community.">Views of individuals with spinal cord injury on the use of wearable cameras to monitor upper limb function in the home and community.</a> Journal of Spinal Cord Medicine. 40 (6), 706-714 (2017).</li></ol>

Die Autoren haben nichts preiszugeben.

Wir haben ein Protokoll für die Aufnahme von Videos von ADLs zu Hause mit tragbaren Kameras bei Personen mit Beeinträchtigungen der oberen Extremitäten wie cSCI und Schlaganfall vorgestellt. Das Protokoll ist flexibel und kann zielgerichtet sein, um die Handfunktionsleistung in bestimmten ADLs zu erfassen oder den Fortschritt der Rehabilitation bei zu Hause lebenden Menschen aus der Ferne zu verfolgen. Das egozentrische Sehparadigma hat ein großes Potenzial für die Fernüberwachung der Handfunktion bei In der Gemein...

Die Handfunktion ist eine Determinante für Unabhängigkeit und Lebensqualität in klinischen Populationen mit Beeinträchtigungen der oberen Extremitäten1,2. Die Erfassung der Handfunktion von Personen mit Handbeeinträchtigungen zu Hause ist von entscheidender Bedeutung, um den Fortschritt ihrer Fähigkeit zur Durchführung von Aktivitäten des täglichen Lebens (ADLs) während und nach der Rehabilitation zu bewerten. Die meisten klinischen Handfunktionsbewertungen werden in einer klinischen oder Laborumgebung und nicht zu Hause durchgeführt3,4. Bestehende klinische Handfunktionsbewertungen, die versuchen, die Auswirkungen auf ADLs zu Hause zu erfassen, sind Fragebögen und stützen sich auf subjektive selbstberichtete Bewertungen5,6,7. Eine objektive Evaluierung zur Bewertung der endgültigen Auswirkungen der Rehabilitation auf die Handfunktion zu Hause ist noch nicht verfügbar.
In den letzten Jahren wurden viele tragbare Technologien entwickelt und implementiert, um die Funktion der oberen Gliedmaßen in realen Umgebungen zu erfassen. Tragbare Sensoren wie Beschleunigungssensoren und Trägheitsmesseinheiten (IMUs) wurden häufig verwendet, um Bewegungen der oberen Gliedmaßen im täglichen Leben zu messen. Diese Geräte unterscheiden jedoch typischerweise nicht, ob die erkannten Epochen zu den funktionellen Bewegungen der oberen Gliedmaßen8,9gehören, definiert als zielgerichtete Bewegungen, die dazu bestimmt sind, eine gewünschte Aufgabe zu erledigen. Zum Beispiel reagieren einige tragbare Sensoren empfindlich auf das Vorhandensein von Schwingungen der oberen Gliedmaßen während des Gehens, was keine funktionelle Bewegung der oberen Extremität ist. Obwohl am Handgelenk getragene Beschleunigungsmesser bewegungen der oberen Gliedmaßen erfassen, können sie die Details der Handfunktion in realen Umgebungen nicht erfassen. Sensorisierte Handschuhe ermöglichen es, detailliertere Informationen über Handmanipulationen zu erfassen10, aber sie können für Menschen, deren Handfunktion und Empfindung bereits beeinträchtigt sind, umständlich sein. Es wurden auch tragbare Ansätze vorgeschlagen, um Fingerbewegungen durch Magnetometrie oder fingergetragene Beschleunigungsmesser11,12,13zu erfassen, aber die funktionelle Interpretation dieser Bewegungen bleibt herausfordernd14. Obwohl zuvor vorgeschlagene tragbare Geräte klein und bequem zu bedienen sind, reichen sie nicht aus, um die Details und den funktionalen Kontext der Handnutzung zu beschreiben.
Tragbare Kameras wurden vorgeschlagen, um diese Lücken zu füllen und Details der Handfunktion während ADLs zu Hause für Neurorehabilitationsanwendungen zu erfassen15,16,17,18,19. Die automatisierte Analyse egozentrischer Videos mit Computer Vision hat ein erhebliches Potenzial, die Handfunktion im Kontext zu quantifizieren, indem sie Informationen sowohl über die Hände selbst als auch über die in realen ADLs ausgeführten Aufgaben liefert20. Auf der anderen Seite ist die Dauer kontinuierlicher Aufnahmen in der Regel durch Batterie-, Speicher- und Komfortüberlegungen auf etwa 1 bis 1,5 h begrenzt. Hier präsentieren wir innerhalb dieser Einschränkungen ein egozentrisches Videoerfassungsprotokoll, das datenbezieht, die sowohl repräsentativ für das tägliche Leben eines Individuums als auch informativ für die Bewertung der Handfunktion sind.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Egocentric camera</td>
			<td>GoPro Inc., CA, USA</td>
			<td>GoPro Hero 4 and 5</td>
			<td>A camera that records from a first-person angle.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Battery chager and batteries</td>
			<td>GoPro Inc., CA, USA</td>
			<td>MAX Dual Battery Charger + Battery</td>
			<td>Extra batteries for the camera and battery charger</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera charger</td>
			<td>GoPro Inc., CA, USA</td>
			<td>Supercharger</td>
			<td>This charger is connected to the camera directly without disassembling the camera frame.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera frame</td>
			<td>GoPro Inc., CA, USA</td>
			<td>The Frame</td>
			<td>The hinge of the camera frame can be used to adjust the angle of view of the camera.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Headband for the camera</td>
			<td>GoPro Inc., CA, USA</td>
			<td>Head Strap + QuickClip</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SD card</td>
			<td>SanDisk, CA, USA</td>
			<td>32GB microSD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tablet</td>
			<td>ASUSTeK Computer Inc., Taiwan</td>
			<td>ZenPad 8.0 Z380M</td>
			<td>The tablet is installed with the GoPro App in order to connect with the camera.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

capturing representative hand use at home using egocentric video in individuals with upper limb impairment

Eine eingeschränkte Handfunktion nach neurologischen Verletzungen kann einen großen Einfluss auf die Unabhängigkeit und Lebensqualität haben. Die meisten bestehenden Untersuchungen der oberen Gliedmaßen werden persönlich durchgeführt, was nicht immer auf den Handgebrauch in der Gemeinschaft hinweist. Neuartige Ansätze zur Erfassung der Handfunktion im täglichen Leben sind erforderlich, um die tatsächlichen Auswirkungen von Rehabilitationsmaßnahmen zu messen. Egozentrisches Video in Kombination mit Computer Vision für die automatisierte Analyse wurde vorgeschlagen, um die Handnutzung zu Hause zu bewerten. Es gibt jedoch Einschränkungen für die Dauer kontinuierlicher Aufnahmen. Wir präsentieren ein Protokoll, das sicherstellen soll, dass die erhaltenen Videos repräsentativ für die täglichen Routinen sind und gleichzeitig die Privatsphäre der Teilnehmer respektieren. 
Ein repräsentativer Aufzeichnungsplan wird durch einen kollaborativen Prozess zwischen den Forschern und den Teilnehmern ausgewählt, um sicherzustellen, dass die Videos natürliche Aufgaben und Leistungen erfassen und gleichzeitig für die Handbewertung nützlich sind. Die Verwendung der Geräte und Verfahren wird den Teilnehmern demonstriert. Insgesamt sind 3 h Videoaufnahmen über zwei Wochen geplant. Um Datenschutzbedenken zu reduzieren, haben die Teilnehmer die volle Kontrolle über das Starten und Stoppen von Aufnahmen und die Möglichkeit, die Videos zu bearbeiten, bevor sie an das Forschungsteam zurückgegeben werden. Erinnerungen werden zur Verfügung gestellt, sowie Hilfeanrufe und Hausbesuche, falls erforderlich. 
Das Protokoll wurde mit 9 Schlaganfallüberlebenden und 14 Personen mit zervikaler Rückenmarksverletzung getestet. Die erhaltenen Videos enthielten eine Vielzahl von Aktivitäten wie Essenszubereitung, Geschirrspülen und Stricken. Es wurden durchschnittlich 3,11 ± 0,98 h Video erzielt. Die Aufzeichnungszeiträume variierten zwischen 12 und 69 d, aufgrund von Krankheit oder unerwarteten Ereignissen in einigen Fällen. Die Daten wurden erfolgreich von zweiundzwanzig von 23 Teilnehmern erhalten, wobei 6 Teilnehmer während der Aufzeichnungsphase zu Hause Unterstützung von den Ermittlern benötigten. Das Protokoll war effektiv, um Videos zu sammeln, die wertvolle Informationen über die Handfunktion zu Hause nach neurologischen Verletzungen enthielten.

Demografie der Teilnehmer und Einschlusskriterien Für diese Studien wurde eine Stichprobe von 23 Teilnehmern rekrutiert: 9 Schlaganfallüberlebende (6 Männer, 3 Frauen) und 14 Personen mit cSCI (12 Männer, 2 Frauen). Zusammenfassende demografische und klinische Informationen für die rekrutierte Stichprobe sind in Tabelle 1 aufgeführt.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2"></...

Watch this Scientific Journal Video about Capturing Representative Hand Use at Home Using Egocentric Video in Individuals with Upper Limb Impairment at JoVE.com

Capturing Representative Hand Use at Home Using Egocentric Video in Individuals with Upper Limb Impairment

Es wird ein Protokoll vorgeschlagen, um die natürliche Handfunktion von Personen mit Handbeeinträchtigungen während ihrer täglichen Routinen mit einer egozentrischen Kamera zu erfassen. Das Ziel des Protokolls ist es, sicherzustellen, dass die Aufzeichnungen repräsentativ für den typischen Handgebrauch einer Person bei Aktivitäten des täglichen Lebens zu Hause sind.

Aufnahme des repräsentativen Handgebrauchs zu Hause mit egozentrischem Video bei Personen mit Beeinträchtigung der oberen Extremitäten

Impaired hand function after neurological injuries can have a major impact on independence and quality of life. Most existing upper limb assessments are ...

capturing-representative-hand-use-at-home-using-egocentric-video

Research

JoVE Journal

Bioengineering

2.5K Aufrufe.  University of Toronto. Es wird ein Protokoll vorgeschlagen, um die natürliche Handfunktion von Personen mit Handbeeinträchtigungen während ihrer täglichen Routinen mit einer egozentrischen Kamera zu erfassen. Das Ziel des Protokolls ist es, sicherzustellen, dass die Aufzeichnungen repräsentativ für den typischen Handgebrauch einer Person bei Aktivitäten des täglichen Lebens zu Hause sind.

Serie: Capturing Representative Hand Use at Home Using Egocentric Video in Individuals with Upper Limb Impairment

Separating Beads and Cells in Multi-channel Microfluidic Devices Using Dielectrophoresis and Laminar Flow

Microfluidic devices have advanced cell studies by providing a dynamic fluidic environment on the scale of the cell for studying, manipulating, sorting and counting cells. However, manipulating the cell within the fluidic domain remains a challenge and requires complicated fabrication protocols for forming valves and electrodes, or demands specialty equipment like optical tweezers. Here, we demonstrate that conventional printed circuit boards (PCB) can be used for the non-contact manipulation of cells by employing dielectrophoresis (DEP) for bead and cell manipulation in laminar flow fields for bioactuation, and for cell and bead separation in multichannel microfluidic devices. First, we present the protocol for assembling the DEP electrodes and microfluidic devices, and preparing the cells for DEP. Then, we characterize the DEP operation with polystyrene beads. Lastly, we show representative results of bead and cell separation in a multichannel microfluidic device. In summary, DEP is an effective method for manipulating particles (beads or cells) within microfluidic devices.

Dielectrophoresis (DEP) is an effective method to manipulate cells. Printed circuit boards (PCB) can provide inexpensive, reusable and effective electrodes for contact-free cell manipulation within microfluidic devices. By combining PDMS-based microfluidic channels with coverslips on PCBs, we demonstrate bead and cell manipulation and separation within multichannel microfluidic devices.

Die Trennung Beads und Zellen in Multi-Kanal-Mikrofluidiksysteme Mit Dielektrophorese und Laminar Flow

Microfluidic devices have advanced cell studies by providing a dynamic fluidic environment on the scale of the cell for studying, manipulating, sorting ...

Forschung

Biotechnik

Video-rate Scanning Confocal Microscopy and Microendoscopy

Confocal microscopy has become an invaluable tool in biology and the biomedical sciences, enabling rapid, high-sensitivity, and high-resolution optical sectioning of complex systems. Confocal microscopy is routinely used, for example, to study specific cellular targets1, monitor dynamics in living cells2-4, and visualize the three dimensional evolution of entire organisms5,6. Extensions of confocal imaging systems, such as confocal microendoscopes, allow for high-resolution imaging in vivo7 and are currently being applied to disease imaging and diagnosis in clinical settings8,9.
Confocal microscopy provides three-dimensional resolution by creating so-called "optical sections" using straightforward geometrical optics. In a standard wide-field microscope, fluorescence generated from a sample is collected by an objective lens and relayed directly to a detector. While acceptable for imaging thin samples, thick samples become blurred by fluorescence generated above and below the objective focal plane. In contrast, confocal microscopy enables virtual, optical sectioning of samples, rejecting out-of-focus light to build high resolution three-dimensional representations of samples.
Confocal microscopes achieve this feat by using a confocal aperture in the detection beam path. The fluorescence collected from a sample by the objective is relayed back through the scanning mirrors and through the primary dichroic mirror, a mirror carefully selected to reflect shorter wavelengths such as the laser excitation beam while passing the longer, Stokes-shifted fluorescence emission. This long-wavelength fluorescence signal is then passed to a pair of lenses on either side of a pinhole that is positioned at a plane exactly conjugate with the focal plane of the objective lens. Photons collected from the focal volume of the object are collimated by the objective lens and are focused by the confocal lenses through the pinhole. Fluorescence generated above or below the focal plane will therefore not be collimated properly, and will not pass through the confocal pinhole1, creating an optical section in which only light from the microscope focus is visible. (Fig 1). Thus the pinhole effectively acts as a virtual aperture in the focal plane, confining the detected emission to only one limited spatial location.
Modern commercial confocal microscopes offer users fully automated operation, making formerly complex imaging procedures relatively straightforward and accessible. Despite the flexibility and power of these systems, commercial confocal microscopes are not well suited for all confocal imaging tasks, such as many in vivo imaging applications. Without the ability to create customized imaging systems to meet their needs, important experiments can remain out of reach to many scientists.
In this article, we provide a step-by-step method for the complete construction of a custom, video-rate confocal imaging system from basic components. The upright microscope will be constructed using a resonant galvanometric mirror to provide the fast scanning axis, while a standard speed resonant galvanometric mirror will scan the slow axis. To create a precise scanned beam in the objective lens focus, these mirrors will be positioned at the so-called telecentric planes using four relay lenses. Confocal detection will be accomplished using a standard, off-the-shelf photomultiplier tube (PMT), and the images will be captured and displayed using a Matrox framegrabber card and the included software.

The complete construction of a custom, real-time confocal scanning imaging system is described. This system, which can be readily used for video-rate microscopy and microendoscopy, allows for an array of imaging geometries and applications not accessible using standard commercial confocal systems, at a fraction of the cost.

Video-rate konfokalen Mikroskopie und Mikroendoskopiesysteme

Confocal microscopy has become an invaluable tool in biology and the biomedical sciences, enabling rapid, high-sensitivity, and high-resolution optical ...

Simultaneously Capturing Real-time Images in Two Emission Channels Using a Dual Camera Emission Splitting System: Applications to Cell Adhesion

Multi-color immunofluorescence microscopy to detect specific molecules in the cell membrane can be coupled with parallel plate flow chamber assays to investigate mechanisms governing cell adhesion under dynamic flow conditions. For instance, cancer cells labeled with multiple fluorophores can be perfused over a potentially reactive substrate to model mechanisms of cancer metastasis. However, multi-channel single camera systems and color cameras exhibit shortcomings in image acquisition for real-time live cell analysis. To overcome these limitations, we used a dual camera emission splitting system to simultaneously capture real-time image sequences of fluorescently labeled cells in the flow chamber. Dual camera emission splitting systems filter defined wavelength ranges into two monochrome CCD cameras, thereby simultaneously capturing two spatially identical but fluorophore-specific images. Subsequently, psuedocolored one-channel images are combined into a single real-time merged sequence that can reveal multiple target molecules on cells moving rapidly across a region of interest.

Dual camera emission splitting systems for two-color fluorescence microscopy generate real-time image sequences with exceptional optical and temporal resolution, a requirement of certain live cell assays including parallel plate flow chamber adhesion assays. When software is employed to merge images from simultaneously acquired emission channels, pseudocolored image sequences are produced.

Gleichzeitig Capturing in Echtzeit Bilder in zwei Emissions Kanäle unter Verwendung eines Dual-Kamera-Emissions-Splitting-System: Anwendungen in der Zelladhäsion

Multi-color immunofluorescence microscopy to detect specific molecules in the cell membrane can be coupled with parallel plate flow chamber assays to ...

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

Insufficient vascularization is considered to be one of the main factors limiting the clinical success of tissue-engineered constructs. In order to evaluate new strategies that aim at improving vascularization, reliable methods are required to make the in-growth of new blood vessels into bio-artificial scaffolds visible and quantify the results. Over the past couple of years, our group has introduced a full skin defect model that enables the direct visualization of blood vessels by transillumination and provides the possibility of quantification through digital segmentation. In this model, one surgically creates full skin defects in the back of mice and replaces them with the material tested. Molecules or cells of interest can also be incorporated in such materials to study their potential effect. After an observation time of one&#8217;s own choice, materials are explanted for evaluation. Bilateral wounds provide the possibility of making internal comparisons that minimize artifacts among individuals as well as of decreasing the number of animals needed for the study. In comparison to other approaches, our method offers a simple, reliable and cost effective analysis. We have implemented this model as a routine tool to perform high-resolution screening when testing vascularization of different biomaterials and bio-activation approaches.

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

Vascularization is key to approaches in successful tissue engineering. Therefore, reliable technologies are required to evaluate the development of vascular networks in tissue-constructs. Here we present a simple and cost-effective method to visualize and quantify vascularization in vivo.

Ein Vollhautdefekt Modell zur Vaskularisierung von Biomaterialien Bewerten<em&gt; In Vivo</em

Insufficient vascularization is considered to be one of the main factors limiting the clinical success of tissue-engineered constructs. In order to ...

The Arteriovenous (AV) Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

A functional blood vessel network is a prerequisite for the survival and growth of almost all tissues and organs in the human body. Moreover, in pathological situations such as cancer, vascularization plays a leading role in disease progression. Consequently, there is a strong need for a standardized and well-characterized in vivo model in order to elucidate the mechanisms of neovascularization and develop different vascularization approaches for tissue engineering and regenerative medicine.
We describe a microsurgical approach for a small animal model for induction of a vascular axis consisting of a vein and artery that are anastomosed to an arteriovenous (AV) loop. The AV loop is transferred to an enclosed implantation chamber to create an isolated microenvironment in vivo, which is connected to the living organism only by means of the vascular axis. Using 3D imaging (MRI, micro-CT) and immunohistology, the growing vasculature can be visualized over time. By implanting different cells, growth factors and matrices, their function in blood vessel network formation can be analyzed without any disturbing influences from the surroundings in a well controllable environment. 
In addition to angiogenesis and antiangiogenesis studies, the AV loop model is also perfectly suited for engineering vascularized tissues. After a certain prevascularization time, the generated tissues can be transplanted into the defect site and microsurgically connected to the local vessels, thereby ensuring immediate blood supply and integration of the engineered tissue. By varying the matrices, cells, growth factors and chamber architecture, it is possible to generate various tissues, which can then be tailored to the individual patient's needs.

The Arteriovenous AV Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

We describe a microsurgical approach for the generation of an arteriovenous (AV) loop as a model for analyzing vascularization in vivo in an isolated and well-characterized environment. This model is not only useful for the investigation of angiogenesis, but is also optimally suited for engineering axially vascularized and transplantable tissues.

Die arteriovenöse (AV) Loop in einem Kleintiermodell zur Untersuchung Angiogenesis und Vaskularisierte Tissue Engineering

A functional blood vessel network is a prerequisite for the survival and growth of almost all tissues and organs in the human body. Moreover, in ...

Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and thus achieving stable water permeability through membranes over time. Here, we report a facile method to prepare hydrogels based on zwitterions for membrane applications. Freestanding films can be prepared from sulfobetaine methacrylate (SBMA) with a crosslinker of poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) via photopolymerization. The hydrogels can also be prepared by impregnation into hydrophobic porous supports to enhance the mechanical strength. These films can be characterized by attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) to determine the degree of conversion of the (meth)acrylate groups, using goniometers for hydrophilicity and differential scanning calorimetry (DSC) for polymer chain dynamics. We also report protocols to determine the water permeability in dead-end filtration systems and the effect of foulants (bovine serum albumin, BSA) on membrane performance.

This paper reports practical methods to prepare hydrogels in freestanding films and impregnated membranes and to characterize their physical properties, including water transport properties.

Synthese von Hydrogelen mit Antifouling-Eigenschaften als Membranen für die Wasserreinigung

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and ...

Methodology for Biomimetic Chemical Neuromodulation of Rat Retinas with the Neurotransmitter Glutamate In Vitro

Photoreceptor degenerative diseases cause irreparable blindness through the progressive loss of photoreceptor cells in the retina. Retinal prostheses are an emerging treatment for photoreceptor degenerative diseases that seek to restore vision by artificially stimulating the surviving retinal neurons in the hope of eliciting comprehensible visual perception in patients. Current retinal prostheses have demonstrated success in restoring limited vision to patients using an array of electrodes to electrically stimulate the retina but face substantial physical barriers in restoring high acuity, natural vision to patients. Chemical neurostimulation using native neurotransmitters is a biomimetic alternative to electrical stimulation and could bypass the fundamental limitations associated with retinal prostheses using electrical neurostimulation. Specifically, chemical neurostimulation has the potential to restore more natural vision with comparable or better visual acuities to patients by injecting very small quantities of neurotransmitters, the same natural agents of communication used by retinal chemical synapses, at much finer resolution than current electrical prostheses. However, as a relatively unexplored stimulation paradigm, there is no established protocol for achieving chemical stimulation of the retina in vitro. The purpose of this work is to provide a detailed framework for accomplishing chemical stimulation of the retina for investigators who wish to study the potential of chemical neuromodulation of the retina or similar neural tissues in vitro. In this work, we describe the experimental setup and methodology for eliciting retinal ganglion cell (RGC) spike responses similar to visual light responses in wild-type and photoreceptor-degenerated wholemount rat retinas by injecting controlled volumes of the neurotransmitter glutamate into the subretinal space using glass micropipettes and a custom multiport microfluidic device. This methodology and protocol are general enough to be adapted for neuromodulation using other neurotransmitters or even other neural tissues.

Methodology for Biomimetic Chemical Neuromodulation of Rat Retinas with the Neurotransmitter Glutamate In Vitro

This protocol describes a novel method for investigating a form of chemical neurostimulation of wholemount rat retinas in vitro with the neurotransmitter glutamate. Chemical neurostimulation is a promising alternative to the conventional electrical neurostimulation of retinal neurons for treating irreversible blindness caused by photoreceptor degenerative diseases.

Methodik für biomimetische Chemie Neuromodulation der Ratte Netzhaut mit dem Neurotransmitter Glutamat In-vitro-

Photoreceptor degenerative diseases cause irreparable blindness through the progressive loss of photoreceptor cells in the retina. Retinal prostheses are ...

Repressing Gene Transcription by Redirecting Cellular Machinery with Chemical Epigenetic Modifiers

Regulation of chromatin compaction is an important process that governs gene expression in higher eukaryotes. Although chromatin compaction and gene expression regulation are commonly disrupted in many diseases, a locus-specific, endogenous, and reversible method to study and control these mechanisms of action has been lacking. To address this issue, we have developed and characterized novel gene-regulating bifunctional molecules. One component of the bifunctional molecule binds to a DNA-protein anchor so that it will be recruited to an allele-specific locus. The other component engages endogenous cellular chromatin-modifying machinery, recruiting these proteins to a gene of interest. These small molecules, called chemical epigenetic modifiers (CEMs), are capable of controlling gene expression and the chromatin environment in a dose-dependent and reversible manner. Here, we detail a CEM approach and its application to decrease gene expression and histone tail acetylation at a Green Fluorescent Protein (GFP) reporter located at the Oct4 locus in mouse embryonic stem cells (mESCs). We characterize the lead CEM (CEM23) using fluorescent microscopy, flow cytometry, and chromatin immunoprecipitation (ChIP), followed by a quantitative polymerase chain reaction (qPCR). While the power of this system is demonstrated at the Oct4 locus, conceptually, the CEM technology is modular and can be applied in other cell types and at other genomic loci.

Regulation of the chromatin environment is an essential process required for proper gene expression. Here, we describe a method for controlling gene expression through the recruitment of chromatin-modifying machinery in a gene-specific and reversible manner.

Gentranskription durch Umleiten zellulären Maschinerie mit chemischen epigenetische Modifikatoren zu unterdrücken

Regulation of chromatin compaction is an important process that governs gene expression in higher eukaryotes. Although chromatin compaction and gene ...

Immobilization of Live Caenorhabditis elegans Individuals Using an Ultra-thin Polydimethylsiloxane Microfluidic Chip with Water Retention

Radiation is widely used for biological applications and for ion-beam breeding, and among these methods, microbeam irradiation represents a powerful means of identifying radiosensitive sites in living organisms. This paper describes a series of on-chip immobilization methods developed for the targeted microbeam irradiation of live individuals of Caenorhabditis elegans. Notably, the treatment of the polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chips that we previously developed to immobilize C. elegans individuals without the need for anesthesia is explained in detail. This chip, referred to as a worm sheet, is resilient to allow the microfluidic channels to be expanded, and the elasticity allows animals to be enveloped gently. Also, owing to the self-adsorption capacity of the PDMS, animals can be sealed in the channels by covering the surface of the worm sheet with a thin cover film, in which animals are not pushed into the channels for enclosure. By turning the cover film over, we can easily collect the animals. Furthermore, the worm sheet shows water retention and allows C. elegans individuals to be subjected to microscopic observation for long periods under live conditions. In addition, the sheet is only 300 &#181;m thick, allowing heavy ions such as carbon ions to pass through the sheet enclosing the animals, thus allowing the ion particles to be detected and the applied radiation dose to be measured accurately. Because selection of the cover films used for enclosing the animals is very important for successful long-term immobilization, we conducted the selection of the suitable cover films and showed a recommended one among some films. As an application example of the chip, we introduced imaging observation of muscular activities of animals enclosing the microfluidic channel of the worm sheet, as well as the microbeam irradiation. These examples indicate that the worm sheets have greatly expanded the possibilities for biological experiments.

Immobilization of Live Caenorhabditis elegans Individuals Using an Ultra-thin Polydimethylsiloxane Microfluidic Chip with Water Retention

A series of immobilization methods has been established to allow the targeted irradiation of live Caenorhabditis elegans individuals using a recently developed ultra-thin polydimethylsiloxane microfluidic chip with water retention. This novel on-chip immobilization is also adequate for imaging observations. The detailed treatment and application examples of the chip are explained.

Immobilisierung von Live Caenorhabditis Elegans Einzelpersonen, die eine ultraflache Polydimethylsiloxan Mikrofluidik-Chip mit Wassereinlagerungen

Radiation is widely used for biological applications and for ion-beam breeding, and among these methods, microbeam irradiation represents a powerful means ...

Home-Based Monitor for Gait and Activity Analysis

Current outcomes in neuromuscular disorder clinical trials include motor function scales, timed tests, and strength measures performed by trained clinical evaluators. These measures are slightly subjective and are performed during a visit to a clinic or hospital and constitute therefore a point assessment. Point assessments can be influenced by daily patient condition or factors such as fatigue, motivation, and intercurrent illness. To enable home-based monitoring of gait and activity, a wearable magneto-inertial sensor (WMIS) has been developed. This device is a movement monitor composed of two very light watch-like sensors and a docking station. Each sensor contains a tri-axial accelerometer, gyroscope, magnetometer, and a barometer that record linear acceleration, angular velocity, the magnetic field of the movement in all directions, and barometric altitude, respectively. The sensors can be worn on the wrist, ankle, or wheelchair to record the subject&#8217;s movements during the day. The docking station enables data uploading and recharging of sensor batteries during the night. Data are analyzed using proprietary algorithms to compute parameters representative of the type and intensity of the performed movement. This WMIS can record a set of digital biomarkers, including cumulative variables, such as total number of meters walked, and descriptive gait variables, such as the percentage of the most rapid or longest stride that represents the top performance of patient over a predefined period of time.

This innovative device uses magneto-inertial sensors to permit gait and activity analysis in uncontrolled environments. Currently in the qualification process as an outcome measure in the European Medical Agency, one of the applications will be to serve as a clinical endpoint in clinical trials in neuromuscular diseases.

Home-Based Monitor für Gait- und Aktivitätsanalyse

Current outcomes in neuromuscular disorder clinical trials include motor function scales, timed tests, and strength measures performed by trained clinical ...