לכידת שימוש ביד נציג בבית באמצעות וידאו אגוצנטרי אצל אנשים עם ליקוי בגפיים העליונות

Summary

פרוטוקול מוצע ללכוד תפקוד יד טבעי של אנשים עם ליקויים ביד במהלך שגרת היומיום שלהם באמצעות מצלמה אגוצנטרית. מטרת הפרוטוקול היא להבטיח שההקלטות מייצגות שימוש אופייני ביד של אדם במהלך פעילויות של חיי היומיום בבית.

Abstract

תפקוד ידיים לקוי לאחר פציעות נוירולוגיות יכול להיות בעל השפעה גדולה על עצמאות ואיכות החיים. רוב הערכות הגפיים העליונות הקיימות מתבצעות באופן אישי, מה שלא תמיד מעיד על שימוש ביד בקהילה. גישות חדשניות ללכידת תפקוד היד בחיי היומיום נדרשות כדי למדוד את ההשפעה האמיתית של התערבויות שיקומיות. וידאו אגוצנטרי בשילוב עם ראייה ממוחשבת לניתוח אוטומטי הוצע להעריך את השימוש ביד בבית. עם זאת, קיימות מגבלות למשך ההקלטות הרציפה. אנו מציגים פרוטוקול שנועד להבטיח שהסרטונים המתקבלים מייצגים את שגרת היומיום תוך כיבוד פרטיות המשתתפים.

לוח זמנים מייצג להקלטה נבחר באמצעות תהליך שיתוף פעולה בין החוקרים למשתתפים, כדי להבטיח שהסרטונים יתפסו משימות וביצועים טבעיים, תוך שימוש בהערכת ידיים. השימוש בציוד ובנהלים מודגם למשתתפים. בסך הכל 3 שעות של הקלטות וידאו מתוכננות במשך שבועיים. כדי להפחית את חששות הפרטיות, למשתתפים יש שליטה מלאה להתחיל ולהפסיק הקלטות, ואת ההזדמנות לערוך את הסרטונים לפני החזרתם לצוות המחקר. תזכורות מסופקות, כמו גם שיחות עזרה וביקורי בית במידת הצורך.

הפרוטוקול נבדק עם 9 ניצולי שבץ ו -14 אנשים עם פגיעה בחוט השדרה צוואר הרחם. הסרטונים שהושגו הכילו מגוון פעילויות, כגון הכנת ארוחות, שטיפת כלים וסריגה. התקבלו בממוצע 3.11 ± 0.98 שעות של וידאו. תקופות ההקלטה נעו בין 12-69 d, בשל מחלה או אירועים בלתי צפויים במקרים מסוימים. הנתונים התקבלו בהצלחה מ-22 מתוך 23 משתתפים, כאשר 6 משתתפים נזקקו לסיוע מהחוקרים במהלך תקופת ההקלטה הביתית. הפרוטוקול היה יעיל לאיסוף סרטונים שהכילו מידע רב ערך על תפקוד היד בבית לאחר פציעות נוירולוגיות.

Introduction

תפקוד היד הוא דטרמיננטה של עצמאות ואיכות חיים על פני אוכלוסיות קליניות עם ליקויים בגפיים העליונות^1,2. לכידת תפקוד היד של אנשים עם ליקויים ביד בבית חיונית להערכת התקדמות יכולתם לבצע פעילויות של חיי היומיום (ADLs) במהלך השיקום ואחריו. רוב הערכות תפקוד היד הקליניות מתבצעות בסביבה קלינית או מעבדתית, ולא בבית^3,4. הערכות קיימות של תפקודי יד קליניים המבקשים ללכוד את ההשפעה על ADLs בבית הן שאלונים והסתמכות על דירוגים סובייקטיביים המדווחים על עצמם^5,6,7. הערכה אובייקטיבית להערכת ההשפעה הסופית של שיקום על תפקוד היד בבית עדיין אינה זמינה.

בשנים האחרונות פותחו ויושמה טכנולוגיות לבישים רבות ללכידת תפקוד הגפיים העליונות בסביבות בעולם האמיתי. חיישנים לבישים כגון מדי תאוצה ויחידות מדידה אינרציאליות (IMUs) שימשו בדרך כלל למדידת תנועות הגפיים העליונות בחיי היומיום. עם זאת, התקנים אלה בדרך כלל אינם מבחינים אם התקופות שזוהו שייכות לתנועות הגפיים העליונות התפקודיות^8,9, המוגדרות כתנועות תכליתיות שנועדו להשלים את המשימה הרצויה. לדוגמה, כמה חיישנים לבישים רגישים לנוכחות של נדנדות גפיים עליונות במהלך הליכה, אשר אינה תנועה פונקציונלית של הגפה העליונה. יתר על כן, למרות מדי תאוצה שחוקים בפרק כף היד ללכוד תנועות הגפיים העליונות, הם לא יכולים ללכוד את הפרטים של תפקוד היד בסביבות בעולם האמיתי. כפפות חושיות מאפשרות ללכוד מידע מפורט יותר על מניפולציות ביד¹⁰, אבל הם עשויים להיות מסורבלים עבור אנשים שתפקוד היד שלהם ותחושה כבר לקויים. גישות לבישות הוצעו גם כדי ללכוד תנועות אצבע באמצעות מגנטומטריה או מדי תאוצה שחוקים באצבע^11,12,13, אבל הפרשנות התפקודית של תנועות אלה נותר מאתגר¹⁴. לכן, למרות מכשירים לבישים שהוצעו בעבר הם קטנים ונוחים לשימוש, הם אינם מספיקים כדי לתאר את הפרטים ואת ההקשר הפונקציונלי של שימוש ביד.

מצלמות לבישים הוצעו כדי למלא פערים אלה ולתפוס פרטים של תפקוד יד במהלך ADLs בבית עבור יישומי neurorehabilitation^{15,16,17,18,19}. ניתוח אוטומטי של קטעי וידאו אגוצנטריים באמצעות ראייה ממוחשבת יש פוטנציאל ניכר לכמת את תפקוד היד בהקשר, על ידי מתן מידע הן על הידיים עצמן והן על המשימות שבוצעו ב- ADLs^{אמיתי 20}. מצד שני, משך ההקלטות הרציפה מוגבל בדרך כלל לכ- 1 עד 1.5 שעות על ידי שיקולי סוללה, אחסון ונוחות. כאן, במסגרת אילוצים אלה, אנו מציגים פרוטוקול איסוף וידאו אגוצנטרי שנועד להשיג נתונים המייצגים הן את חיי היומיום של הפרט והן אינפורמטיביות להערכת תפקוד יד.

Protocol

המחקר אושר על ידי ועדת האתיקה המחקרית של רשת הבריאות האוניברסיטאית. הסכמה מדעת חתומה התקבלה מכל משתתף לפני ההרשמה למחקר. הסכמה מדעת חתומה התקבלה גם מכל מטפל או בני בית שהופיעו בהקלטות וידאו.

1. אימות החלת הפרוטוקול על הפרט

הערה: פרוטוקול זה מיועד להיות מיושם על אנשים עם תפקוד יד לקוי אך לא נעדר לחלוטין (קריטריונים ספציפיים יכולים להיות מותאמים לאוכלוסייה ו / או שאלת עניין).

1. שאל את המשתתפים אם הידיים המושפעות שלהם משפיעות על יכולתם לבצע ADLs.
   הערה: מומלץ לבקש מהמשתתפים לתת כמה דוגמאות למשימות שהם יכולים ולא יכולים לבצע באופן עצמאי עם הידיים המושפעות שלהם.
2. ודא כי הציון הכולל בהערכה הקוגניטיבית של מונטריאול (MoCA) הוא מעל 21, על מנת למנוע קשיים פוטנציאליים בהבנה ובעקבות הליכי פרוטוקול.

2. קביעת שגרת היומיום של המשתתפים

1. בקש מהמשתתפים להיזכר בשגרת היומיום שלהם בשבועיים האחרונים. תעד אילו משימות יומיות מבוצעות, למשך כמה זמן ובאיזו שעה בערך.
2. בשיתוף פעולה עם המשתתפים, בחר 3 פעמים של 1.5 שעות כל אחד שבמהלכו להקליט קטעי וידאו. בחר לוחות זמנים הפרוסים על פני ימים שונים בשבוע, ומתרחש כאשר ADLs המערבים את הידיים מתבצעים בדרך כלל ברצף.
   הערה: ה- ADLs שנבחרו חייבים להיות מייצגים את הפעילויות הטיפוסיות של כל משתתף, ולהיתפס על-ידיהם כבעלי משמעות. תזמון תקופות הקלטה בימים שונים נועד להגדיל את מגוון ה- ADLs המוקלטים ולקדם לכידה של נתונים שימושיים ומשמעותיים.
   הערה: לוחות זמנים להקלטה מתוכננים ליעילות ההקלטה, אך המשתתפים צריכים להבין שיש להם שליטה מלאה על מועד ההתחלה והפסקת ההקלטות.

3. הסכמה על לוחות זמנים להקלטה ותוכן וידאו יעד עם המשתתפים

1. השג הסכמה של כל משתתף בלוחות הזמנים של ההקלטה, לאחר דיון בכל חששות שעשויים להיות לו.
2. הגדר יעד של 3 שעות של קטעי וידאו במשך שבועיים. הודע למשתתפים שסרטונים לא מספיקים עלולים להוביל להארכת תקופות ההקלטה שלהם.

4. הדגשת החשיבות של ביצוע ADLs באופן טבעי

1. הנחה את המשתתפים להתמקד בלכידת שגרות ריאליסטיות, במקום לציין פעילויות מסוימות להקלטה. מטרת ההוראה היא להרתיע את המשתתפים מלהקליט באופן מלאכותי פעילויות ספציפיות בכמויות גדולות יותר מהרגיל עבורם.

5. הודעה על בעיות פרטיות פוטנציאליות במהלך הקלטות בבית

1. ודא שהמשתתפים יבינו שכל ההקלטות צריכות להתקיים בתוך בתיהם, ולא במקומות ציבוריים כדי להימנע מבעיות פרטיות.
2. תן כמה דוגמאות שעשויות להעלות חששות לפרטיות, כגון רחצה, הלבשה/הפשטה ובדיקת מידע סודי. הזכר למשתתפים להיות מודעים למראות, שעשויות להציג את פניהם בהקלטות.
3. הצע למשתתפים להימנע מנוכחותם של אנשים אחרים כגון בני משפחה או מטפלים ככל האפשר בסרטונים.
   הערה: בהקשר של מחקרים, במקרים שבהם נוכחותם של אנשים אחרים היא בלתי נמנעת, יש לקבל הסכמה מדעת מאותם אנשים.

6. הדרכת מצלמה וטאבלט

הערה: אם המשתתפים מציינים במהלך המגע הראשוני כי הם זקוקים לסיוע מטפל עבור רבים מהצרכים היומיומיים שלהם, המטפל מוזמן גם להשתתף בביקור המחקר ולהיות מאומן על השימוש בציוד, כך שהם יכולים מאוחר יותר לסייע למשתתף.

1. הדגים כיצד להשתמש במצלמהאגוצנטרית (טבלת חומרים)למשתתפים.
   1. הדגם כיצד להפעיל ולכבה את המצלמה.
   2. הדגם כיצד לשלוט בהקלטות (התחלה, השהיה, עצירה) באמצעות המצלמה.
2. הדגים כיצד להשתמש בטאבלט (טבלת חומרים) עם אפליקציית המצלמה שהונחה מראש כדי לשלוט בהקלטות, אם ישים.
   הערה: ההדגמה כוללת שליטה בהקלטות מאפליקציית המצלמה, כמו גם הפעלה חוזרת ועריכה (למשל, חיתוך או מחיקה) של הסרטונים המוקלטים. שלט מצלמה נחשב בתחילה (קבצים משלימים), אך בפועל לא נעשה בו שימוש מכיוון שהמשתתפים הרגישו בנוח להשתמש במצלמה או בטאבלט כדי להתחיל ולהפסיק הקלטות.
   1. הדגם כיצד להפעיל ולכבה את הטאבלט.
   2. הדגם כיצד לחבר את הטאבלט למצלמה באמצעות אפליקציית המצלמה.
   3. הדגם כיצד לשלוט בהקלטות מאפליקציית המצלמה.
   4. הדגם כיצד לסקור סרטונים מוקלטים מאפליקציית המצלמה.
   5. הדגם כיצד לחתוך או למחוק את הסרטונים מאפליקציית המצלמה.
3. הדגימו כיצד לא לעשות את המצלמה באמצעות סרט ראש אלסטי הניתן לכוונון לראשו של המשתתף.
   הערה: ראו איור 1.
   
   איור 1. הגדרת מצלמה לבישה.  (א) מיקום המצלמה האגוצנטרית. (B) זווית צפייה מהמצלמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
   1. הנח את המצלמה על מצחו של המשתתף. התאימו את סרט הראש כך שילבישו את המצלמה בנוחות ובהתמדה.
   2. ודא זווית אופטימלית של המצלמה ביחס למצח.
   3. בקש מהמשתתפים להקליט קטע וידאו קצר תוך הזזת הידיים לפניהם ומניפולציה של אובייקט (למשל, הטאבלט).
   4. סקור את הסרטון המוקלט והבטח ששתי הידיים היו גלויות בבירור באזור המרכזי של הסצנה תוך ביצוע משימות מניפולציה.
   5. תרגלו את השימוש במצלמה ובטאבלט עם המשתתפים והמטפלים שלהם, עד שהם מפגינים מיומנות.

7. מתן הציוד

1. תן את הערכה עם כל הציוד למשתתפים כדי להקליט את ADLs שלהם בבית. בנוסף למצלמה ולטאבלט, הערכה כוללת סוללות מצלמה נוספות, מטעני סוללה הן למצלמה והן לטאבלט, כבלי טעינה, סרט ראש למצלמה וסדרת הנחיות מודפסת לשימוש במצלמה (ראה חומר משלים).

8. פתרון בעיות ומעקב ניסיוניים

1. לספק פרטי קשר של החוקרים כדי לעזור לפתור מכשולים במהלך ההקלטות בפועל בבית. לאחר שבוע, החוקרים קוראים למשתתפים לתעד את התקדמות ההקלטה ולפתור בעיות טכניות פוטנציאליות.

9. אחזור ציוד וסרטונים

1. תריץ מחדש את כל הציוד והסרטונים מהמשתתפים באופן אישי או דרך חבילות דואר ששולמו מראש.
2. ודא שהמשתתפים מסכימים לשתף את כל הסרטונים שהוחזרו. מומלץ למשתתפים לסקור את כל הסרטונים שנאספו לפני החזרתם לצוות המחקר, ולמחוק את כל החלקים שאינם מעוניינים לשתף.
3. לצורך מחקרים, סקור את הסרטונים שהוחזרו ובדוק אם מישהו מופיע בסרטון מבלי שנתן את הסכמתו. אם כן, שלח טפסי הסכמה או התקשר לאנשים המופיעים בסרטונים כדי לקבל את הסכמתם לשימוש בסרטונים. אם האנשים אינם נגישים, החלקים של קטעי וידאו שבהם הם מופיעים נמחקים על ידי החוקרים.

תוצאות

דמוגרפיה של משתתפים וקריטריוני הכללה
מדגם של 23 משתתפים גויס למחקרים אלה: 9 ניצולי שבץ (6 גברים, 3 נשים) ו -14 אנשים עם cSCI (12 גברים, 2 נשים). מידע דמוגרפי וקליני מסכם עבור המדגם המגויס מדווחים בטבלה 1.

Discussion

הצגנו פרוטוקול להקלטת קטעי וידאו של ADLs בבית באמצעות מצלמות לבישים אצל אנשים עם ליקויים בגפיים העליונות, כגון cSCI ושבץ. הפרוטוקול גמיש וניתן לכוון אותו למטרה ללכוד ביצועי תפקוד יד ב- ADLs ספציפיים או כדי לעקוב אחר התקדמות השיקום מרחוק אצל אנשים המתגוררים בבית. פרדיגמת הראייה האגוצנטרית בעלת פ...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Egocentric camera	GoPro Inc., CA, USA	GoPro Hero 4 and 5	A camera that records from a first-person angle.
Battery chager and batteries	GoPro Inc., CA, USA	MAX Dual Battery Charger + Battery	Extra batteries for the camera and battery charger
Camera charger	GoPro Inc., CA, USA	Supercharger	This charger is connected to the camera directly without disassembling the camera frame.
Camera frame	GoPro Inc., CA, USA	The Frame	The hinge of the camera frame can be used to adjust the angle of view of the camera.
Headband for the camera	GoPro Inc., CA, USA	Head Strap + QuickClip
SD card	SanDisk, CA, USA	32GB microSD
Tablet	ASUSTeK Computer Inc., Taiwan	ZenPad 8.0 Z380M	The tablet is installed with the GoPro App in order to connect with the camera.