上肢障害を持つ個人の自己中心的なビデオを使用して自宅で代表的な手の使用をキャプチャ

要約

自己中心的なカメラを使用して、毎日のルーチン中に手の障害を持つ個人の自然な手の機能をキャプチャするためのプロトコルが提案されています。プロトコルの目的は、記録が自宅での日常生活の活動中に個人の典型的な手の使用の代表であることを確認することです。

要約

神経学的傷害後の手機能障害は、独立性と生活の質に大きな影響を与える可能性があります。ほとんどの既存の上肢評価は直接行われ、必ずしも地域社会での手の使用を示しているわけではありません。リハビリテーション介入の真の影響を測定するために、日常生活の中で手の機能をキャプチャするための新しいアプローチが必要です。自己中心的なビデオとコンピュータビジョンを組み合わせて自動分析を行い、家庭での手の使用を評価することが提案されている。ただし、連続録画の継続時間には制限があります。私たちは、取得したビデオが参加者のプライバシーを尊重しながら、毎日のルーチンを代表するように設計されたプロトコルを提示します。

代表的な録画スケジュールは、研究者と参加者の共同作業で選択され、ビデオが自然なタスクとパフォーマンスをキャプチャし、手の評価に役立つようにします。機器と手順の使用は参加者に示されます。合計 3 時間のビデオ録画が 2 週間にわたってスケジュールされます。プライバシーに関する懸念を軽減するために、参加者は録画の開始と停止を完全に制御し、ビデオを編集してから研究チームに戻す機会を与えます。リマインダーは、必要に応じて、ヘルプコールや家庭訪問だけでなく、提供されています。

このプロトコルは、9人の脳卒中生存者と子宮頸部脊髄損傷を有する14人で試験された。得られたビデオには、食事の準備、食器洗い、編み物などの様々な活動が含まれていました。平均3.11±0.98時間のビデオが得られました。記録期間は、病気や予期せぬ出来事によって12-69 dから変化した。23名の参加者のうち22名からデータを取得し、6名の参加者が自宅記録期間中に調査官の支援を必要としました。このプロトコルは、神経学的傷害後に自宅で手機能に関する貴重な情報を含むビデオを収集するのに有効でした。

概要

手の機能は、上肢障害^1、2を有する臨床集団全体の独立性と生活の質の決定要因である。在宅で手の障害を持つ人の手の機能を捉えて、リハビリ中とリハビリ後の日常生活(ADL)の活動を行う能力の進歩を評価するためには不可欠です。ほとんどの臨床手機能評価は、家庭^3,4ではなく臨床環境または検査環境で行われます。自宅でADLへの影響を捉えようとする既存の臨床手機能評価は、アンケートであり、主観的自己申告評価^5、6、7に依存しています。自宅での手機能に対するリハビリテーションの最終的な影響を評価するための客観的な評価はまだ不可能です。

近年、現実世界の環境で上肢機能を捉えるウェアラブル技術が数多く開発され、実装されています。加速度計や慣性測定ユニット(IUS)などのウェアラブルセンサーは、日常生活の上肢の動きを測定するために一般的に使用されてきました。しかし、これらのデバイスは、通常、検出されたエポックが機能的な上肢の動き^8,9に属しているかどうかは区別しない。例えば、一部のウェアラブルセンサーは、上肢の機能的な動きではない歩行中の上肢のスイングの存在に敏感である。さらに、手首を装着した加速度計は上肢の動きを捉えますが、現実世界の環境では手の機能の詳細を捉えることはできません。感覚手袋は手操作¹⁰に関するより詳細な情報をキャプチャすることができますが、手の機能と感覚がすでに損なわれている人々にとっては面倒かもしれません。また、磁気計や指装着加速度計^11、12、13を介して指の動きを捉えるためにウェアラブルアプローチも提案されているが^、それらの動きの機能的解釈は依然として困難である^14。従って、以前に提案されたウェアラブル機器は小型で使いやすいものの、手使いの詳細や機能的な文脈を説明するには不十分である。

ウェアラブルカメラは、神経リハビリテーションアプリケーション15、16、17、18、19のために、自宅でのADL中にこれらのギャップを埋め^、手機能の詳細^をキャプチャするために提案されています。コンピュータビジョンを用いた自己中心的な動画の自動分析は、手自体と実際のADL²⁰で行われるタスクに関する情報を提供することで、文脈における手の機能を定量化する可能性が大きい。一方、連続録音の持続時間は、通常、バッテリ、ストレージ、および快適さの考慮事項によって約1〜1.5時間に制限されます。ここでは、これらの制約の中で、個人の日常生活を代表するデータを取得し、手関数評価のための有益なデータを得ることを目的とした自己中心的なビデオ収集プロトコルを提示する。

プロトコル

この研究は、大学保健ネットワークの研究倫理委員会によって承認されました。署名されたインフォームド・コンセントは、調査に登録する前に各参加者から得られました。署名されたインフォームド・コンセントは、ビデオ録画に登場する介護者や世帯員からも得られました。

1. 個人に対するプロトコル適用性の検証

注:このプロトコルは、障害を持つが、完全に不在の手の機能を持つ個人に適用されることを意図しています(特定の基準は、人口および/または関心のある質問に適応することができます)。

1. 参加者に、影響を受ける手がADLを実行する能力に影響を与えるかどうかを尋ねます。
   注: 影響を受ける手で独立して実行できるタスクとできないタスクの例をいくつか参加者に示すことをお勧めします。
2. モントリオール認知評価(MoCA)の合計スコアが21を超えているか確認し、プロトコル手順を理解し、次の手順を実行する潜在的な困難を避けます。

2. 参加者の日常の決定

1. 過去2週間の毎日の日課を思い出してもらいます。毎日のタスクがどの程度、どのくらいの期間、そしておよそ何時に実行されるのかを文書化します。
2. 参加者とのコラボレーションで、ビデオを録画する時間をそれぞれ1.5時間の3つのタイムスロットを選択します。異なる曜日に分散されるタイムスロットを選択し、通常は手を含むADLが順番に実行されるときに発生します。
   注: 選択した ADL は、各参加者の典型的な活動を表すものであり、参加者が意味を持つものとして認識する必要があります。録画期間を異なる日にスケジュールすることは、録画されたADLの多様性を増やし、有用で意味のあるデータのキャプチャを促進することを目的としています。
   メモ:録画タイムスロットは録画効率を上げるためにスケジュールされていますが、参加者は録画を開始するタイミングと停止するタイミングを完全に制御できる点を理解する必要があります。

3. 参加者との録画スケジュールとターゲットビデオコンテンツに関する合意

1. 記録スケジュールに関する各参加者の同意を得る, 彼らが持っている可能性のある懸念を議論した後.
2. 2週間にわたってビデオの3時間の目標を設定します。動画が足りない場合は、録画期間の延長につながる可能性があることを参加者に知らせます。

4. ADLを自然に行うことの重要性を強調する

1. 記録する特定のアクティビティを指定するのではなく、現実的なルーチンをキャプチャすることに集中するように参加者に指示します。指示の目的は、参加者が自分のために一般的であるよりも多くの量で特定の活動を人為的に記録するのを思いとどまらせることです。

5. 自宅での録画中の潜在的なプライバシーの問題の通知

1. 参加者は、プライバシーの問題を避けるために公共の場所ではなく、自宅内ですべての録音が行われるべきであることを理解してください。
2. 入浴、ドレッシング/脱衣、機密情報のチェックなど、プライバシーに関する懸念を引き起こす可能性のある例をいくつか挙げてみましょう。録音に顔を見せることがある鏡に気づくように参加者に思い出させます。
3. ビデオでできるだけ家族や介護者などの他の人の存在を避けることを参加者に提案します。
   注:研究の文脈では、他の人の存在が避けられない場合には、それらの個人からインフォームド・コンセントを得る必要があります。

6. カメラとタブレットの指示

注:参加者が最初の接触の間に、彼らの毎日のニーズの多くのために介護者の援助を必要とすることを示した場合、介護者はまた、研究訪問に出席し、後で参加者を支援できるように、機器の使用に関する訓練を受けることを奨励されます。

1. 参加者に対して自己中心カメラ (材料表) を使用する方法をデモンストレーションします。
   1. カメラのオンとオフを切り上げる方法をデモンストレーションします。
   2. カメラを使用して録画を制御する方法 (開始、一時停止、停止) をデモンストレーションします。
2. プリインストールされたカメラ アプリでタブレット (表) を使用して、該当する場合は録画を制御する方法をデモンストレーションします。
   注: デモには、カメラ アプリからの録画の制御、および録画したビデオの再生と編集 (トリミングまたは削除など) が含まれます。カメラリモコンは当初検討されていましたが(補足ファイル)、実際には、参加者がカメラやタブレットを使って録画を開始したり停止したりすることに慣れていたため、実際には使用されませんでした。
   1. タブレットのオン/オフを切り上げる方法をデモンストレーションします。
   2. カメラ アプリを使用してタブレットをカメラに接続する方法をデモンストレーションします。
   3. カメラ アプリから録画を制御する方法をデモンストレーションします。
   4. カメラ アプリから録画したビデオを確認する方法をデモンストレーションします。
   5. カメラ アプリでビデオをトリミングまたは削除する方法をデモンストレーションします。
3. 参加者の頭に合わせて調整可能な弾性ヘッドバンドを使用して、カメラをドン アンド オフする方法をデモンストレーションします。
   注: 図 1を参照してください。
   
   図 1.ウェアラブルカメラのセットアップ。 (A)自己中心カメラの位置決め。(B)カメラからの視野角。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
   1. カメラを参加者の額に置きます。ヘッドバンドを調整して、カメラを快適かつ着実に装着します。
   2. 額に対してカメラの最適な角度を確保します。
   3. 参加者に、手を前に動かしながら、オブジェクト(タブレットなど)を操作しながら、ビデオの短いセグメントを記録するように依頼します。
   4. 録画したビデオを確認し、操作作業を行っている間に、シーンの中央領域に両手がはっきりと見えるようにします。
   5. 彼らは能力を実証するまで、参加者とその介護者とカメラとタブレットの使用を練習します。

7. 機器を与える

1. すべての機器を備えたキットを参加者に提供し、自宅でADLを記録します。カメラとタブレットに加えて、キットには、カメラのバッテリー、カメラとタブレットの両方のバッテリー充電器、充電ケーブル、カメラ用のヘッドバンド、およびカメラを使用するためのガイドラインの印刷されたセットが含まれています( 補足資料を参照)。

8. 実験的なトラブルシューティングとフォローアップ

1. 自宅で実際の記録中に障害物を解決するために研究者の連絡先情報を提供します。1週間後、研究者は参加者に電話して記録の進捗状況を文書化し、潜在的な技術的な問題を解決します。

9. 機器・映像の検索

1. 直接またはプリペイドメール小包を通じて参加者からのすべての機器やビデオを取り消します。
2. 参加者が返されたすべての動画を共有することに同意していることを確認します。参加者は、収集したすべてのビデオを研究チームに戻す前に確認し、共有したくない部分を削除することをお勧めします。
3. 調査では、返されたビデオを確認し、同意を得ずにビデオに表示される人がいるかどうかを確認します。その場合は、同意書を送信するか、動画に表示される個人に電話して、動画の使用に同意を得てください。個人が到達できない場合は、それらが表示されるビデオの一部が研究者によって削除されます。

結果

参加者の人口統計と包含基準
これらの研究のために23人の参加者のサンプルが募集されました:9脳卒中生存者(6人の男性、3人の女性)とcSCIを持つ14人(12人の男性、2人の女性)。募集したサンプルの人口統計情報と臨床情報の概要を 表 1に示します。

ディスカッション

cSCIや脳卒中などの上肢障害を持つ個人のウェアラブルカメラを使用して、自宅でADLのビデオを記録するためのプロトコルを発表しました。このプロトコルは柔軟性があり、特定のADLで手の機能性能をキャプチャしたり、自宅に住む人々のリハビリテーションの進行状況を遠隔で追跡したりするために目標指向にすることができます。自己中心的なビジョンパラダイムは、地域に住む個人の手...

資料

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.