Name: a method for quantifying upper limb performance in daily life using accelerometers
Uploaded: 2017-04-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 24 s
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私たちは、加速度測定の方法論やデータへの貢献のためにブルターニュヒル、ライアン・ベイリー、およびマイク・アービン感謝します。このプロジェクトの資金は、NIH R01 HD068290から来ています。

このプロトコルは、ワシントン大学ヒューマン研究保護庁によって承認されました。 注：手順は、市販の加速度計およびデータ収集のためにそれらに関連するソフトウェアに固有の書かれていた（ 材料の表を参照してください）。 1.データを収集するために加速度計を準備<ol><li>それらのバッテリーを充電する（ドッキングステーションを介して ）コンピュータへの2つの加速度計を接続します。これは全体の身に着けている時間の間、記録を確実にします。 </li><li>コンピュータに接続された加速度計を使用すると、それらを初期化するために適切なソフトウェアを開きます。 </li><li>ソフトウェアの中で、お互いにし、ローカルコンピュータに加速度計の時計を同期、そして次のようにデータ収集パラメータを設定する「初期化」を選択します。 <ol><li>入力（またはカレンダーと時計から選択）の開始と終了の日付と時刻。ときACCに基づいてデータ収集の開始を選択します。elerometersは、少なくとも24時間後に、参加者と終了時間に配置されます。 注：一日の期間を身に着けているが、非就業成人の日々の活動の良い表現を提供します。 12の長い身に着けている期間は、毎日のスケジュールを変更することで、大人や子供のためのより適切かもしれません。 3、18、26 </li><li>サンプリングレート 『「のドロップダウンメニューから』 &#39;30ヘルツを選択します。 </li><li> 「LEDオプション」と「ワイヤレスオプション]チェックボックスをオフにしておきます。 </li><li>バッテリ寿命を延長するには、「アイドルスリープモード」を有効にしてください。 </li></ol></li><li> 初期化プロセスを完了するには、「件名の情報を入力します」を選択します。 <ol><li> （「右」または「左」）加速度計（手首）の位置と本体側のための被写体特定情報を入力します。 </li><li>指名打者として他の対象の特定の情報を入力することを選択します赤;エントリは識別の目的のみになり、データは、ここで説明した分析は影響しません。 </li><li>準備ができたら、プロセスを完了するために、「初期化Devicesのを選択します。初期化が確認されると、加速度計は、安全にコンピュータから切断することができます。 </li></ol></li></ol> 2.配置と参加者からデータを収集するために加速度計の着用<ol><li>参加者のそれぞれの手首に1つの加速度計を置きます。 注：加速度が大きい腕時計のように、手首にきつくぴったりフィットではなくすべきです。バンドの様々な大きさ、嗜好、及び参加者の快適さのレベルに応じて使用することができます。 </li><li> 次のように参加者に指示し、この時間の間に身に着けている期間と活動について参加者が持つかもしれないあらゆる質問に答えます。 <ol><li>一日中、彼らの定期的な活動を行うために参加を依頼。加速度計は、最初は奇妙に感じるかもしれませんが、一つは、すぐにそれらに使用されます。 </li><li>シャワーやお料理をしながら加速度計は防水であり、着用することができ、それらを指示します。水泳の延長期間中に加速度計を着用しないためにそれらを指示します。 </li><li>昼寝中に、一晩に加速度計を保つためにそれらを確認して下さい。 注：加速度計は、左右のセンサーを識別するためにラベル付けされています。加速度計を身に着けている期間中に削除する必要がある場合は、ラベルは、背中にそれらを置くときに正しい側を識別するのに役立ちます。彼らはオフに撮影された際に着用してログに書き留めて、我々は、人々がそれらを離陸させたとき、彼らはしばしば背面に置かれていない、またはに戻され、ので、夜に着用されているagain.The加速度計に戻すためにユーザーに指示反対の手足。 </li></ol></li><li>バック加速度計とweariを持参または郵送する通常の日常活動と2つの加速度計を脱いで、そしてどのようにするときについての指示に従事する激励と参加者の自宅を送信ngのログ。 </li></ol> 3.目視検査のためのデータをダウンロード<ol><li>加速度計は、24時間以上の身に着けている期間後に戻ってきたときに、記録されたデータをダウンロードするには、コンピュータに加速度計を接続します。 </li><li> 適切なソフトウェアの中に「ダウンロード」を選択し、「場所の変更」ボタンを使用してコンピュータ上のデータを保存する場所を選択します。 <ol><li> 「AGDファイルを作成」​​するオプションを選択します。 </li><li>閲覧しやすいファイルの場合、エポック 『ドロップダウンボックスから』 &#39;10 Sを選択します。ステップ3.3でこれらのファイルを使用してください。 </li><li> 「すべてのデバイスをダウンロード」を選択します。 </li></ol></li><li> 視覚的に加速度計が計画期間のためおよび/またはデータが身に着けているログと一致していることを着用されたことを確認するためにデータを検査します。 <ol><li>トップメニューから、「ファイルをクリックしてください| [開くAGDファイル」とは、オープンするファイルを選択します。 </li><li> &quot;を見てください;毎日のグラフは収集したデータを表示します。 </li><li>その活動は、典型的な起きている時間中に発生したと夜の時間を除いて無活動の期間を、そこに拡張されていないことを確認してください。グラフは、時間の小さい増分にフォーカスするようにスケーリングし、必要に応じてスクロールさせることができます。 </li></ol></li></ol> 4.処理のためのデータをダウンロード<ol><li>ダウンロードプロセスを繰り返し（3.2ステップ）が、今回は「エポック」ドロップダウンボックスから「1 s」を選択します。 1秒エポック、10、11、12および計算に使用されるファイルを生成するには、この意志ビンは、データ。 注：加速度計と（ 材料の表を参照）、ここで使用されているソフトウェアは、（車に乗っにあることから、 例えば加速度）高周波、非人間の活動をフィルタリングするために独自のソフトウェアを使用しています。使用している場合はフィルタリングは、カスタム書かれたソフトウェアで実行する必要があるかもしれません異なるデバイスおよびソフトウェア。カスタム書かれたソフトウェアはまた、パーキンソン病を持つ人のように、上肢振戦を識別し、除去するために使用することができます。 </li><li>ステップ4.1で保存された1のファイルから、各加速度計からのデータから（X 2 + Y 2 + Z 2）の平方根として、3次元データのベクトルの大きさの時系列を計算します。この時系列は、日常生活の中に上肢の活動を定量化するために、変数の数を計算するために使用することができます。 注：処理命令は、一日着用して期間を想定しています。着用期間が長い場合、データは、別個の単一日のチャンクで処理することができ、あるいは適切な身に着けている期間の長さによって調整算出変数を持つ単一の時系列として。 </li></ol>加速度測定データから作成5.変数とグラフィカルな表現注：歩行に関連した上肢の動きを解析したデータに含まれています。前の仕事はあり<html>歩行加速度比変数に影響を与えないことを確立しました。 15歩行の包含は、神経学的に無傷の成人のための非比変数を変更しないが、27が歩行の包含は、ストロークでの参加者のための非比変数の小さな過大評価につながる可能性があります。 <ol><li>アクティビティカウントが非ゼロであったとき、記録期間中にすべての秒を加算した後、時間に変換することにより、各肢の使用時間を計算します。 12、17 注：この計算は、各肢に1つの値が得られます。 </li><li>使用率を計算するドミナント（または非罹患）四肢の使用時間によって、非支配的な肢（または影響を受けた四肢）の使用時間を分割して（また、活性比と呼ばれます）。 注：使用率は、他方に対して1人の手足の活動の合計時間を定量化します。EF &quot;&gt; 12、 図15は、この計算は、典型的には、0と1との間に1の値は、2本の手足を着用期間にわたって等しい持続時間のために使用されていることを示し、単一の値が得られる。ゼロの値は、非支配的な又は患肢ことを意味します全く使用されませんでした。 </li><li> 次のように大きさの比率を計算します。 <ol><li>時系列のデータの各秒間、支配的な（または非罹患）四肢のベクトルの大きさで割った非支配的な肢（または影響を受けた四肢）のベクトルの大きさの自然対数を計算します。 </li><li>単一肢の動きを分類するために、それぞれ、図7および-7を用いて、7より大きく-7未満の値を置き換えます。 11 注：マグニチュード比は、秒単位の単位で毎日の活動への各肢の貢献度を定量化します。 10、11。これは、使用率と概念的に類似しているが、考慮INTEを取り各第二中の各肢の動き（加速度の大きさ）のnsity。この計算は、ゼロの値が両方の手足が時間内にその瞬間の間に等しい運動強度を有し示す値の時系列が得られます。正の値は、より大きな移動、非支配的な（または影響を受けた）からの強度肢を示し、負の値は、支配的な（または影響を受けていない）四肢から大きな運動強度を示します。 </li></ol></li><li> 2本の手足からのベクトルの大きさの和として二国間の大きさを計算します。 注：両側の大きさは、第二のバイ第基づい両方上肢の動きの強さを定量化します。 図10は 、11この計算値は、より高い値は、高い強度を示すと、運動強度を示す値の時系列をもたらします。 </li><li> グラフFOLの両方肢11から加速度計データを表すために密度プロットを構築安値。 <ol><li>色で表される周波数を有する二変量ヒストグラムとしてデータの各第二プロット。クーラー色（青）はそれほど頻繁活性を示し、暖かい色（赤スルー黄色）がより頻繁に活性を示すようなカラースケールを設定します。 </li><li>プロット x軸上の他の対貢献1本の肢を示す値の比、。 </li><li> y軸に、運動の強度を示す、両側の大きさをプロットします。 </li><li>ただ、非支配的な（または影響の活性を示し、左端のバー上の別のバー（-7）、単に支配的な（または影響を受けていない）四肢の活性を示すものとして、及び（7）右端に単一肢値をプロット）四肢。 注：プロットは、科学者、臨床医、および2つの変数一緒に、大きさの比との二国間の大きさを解釈するために、参加者のためのコンテキストを提供します。加速度測定データを用いた密度プロットを作成するためのオプションがここにあります。 44 &lt;/ SUP&gt; </li></ol></li></ol>

著者は、彼らが競合する金融利害関係を持たないことを宣言します。

このレポートでは、手首に装着した加速度計を使用して、日常生活の中で上肢のパフォーマンスを測定するための方法論を詳述します。リハビリテーション研究と臨床実践におけるこの方法の使用は、学ぶ機会、すなわち 、既存の方法に大きな進歩をもたらす方法を実験的または一般的な治療に影響を与える機能日常生活の中でのパフォーマンス、クリニックや研究室ではないだけの能力。加速度計は、と一緒に、又は認知障害または意識不明バイアスに対してより感受性であり得る自己報告毎日の性能の尺度、31、32、33、の代わりに使用することができます。 Tを強制する可能性が予想に反して34、35、36は 、この方法の37早期適用が生じたデータを、5彼はフィールドリハビリテーションサービスの内容と配信を再考します。 プロトコルにおける重要なステップは、正確かつ実際のデータ（プロトコルが2.2、2.3、および3.3ステップ）着用期間中に収集されたことを確認します。これらの手順に従わない場合には意味を持たない計算された値につながる可能性があります。人がクリニックや研究室を離れると加速度計が割り当てられた手首の上にあることを確認してくださいすることは比較的容易です。参加者は、多くの場合、指示または予想よりも異なる振る舞いとして、加速度計が返された後のデータの目視検査が必要です。比較的まれながら、参加者はまもなく、調査チームを離れる間違っ両側に再び背中にそれらを入れて、またはそれらを身に着けるために彼らの家族の中で他の人を奨励しようとした後、加速度計を削除することが知られています。これの多くは、加速度計を明確にそれぞれの側のためにマークされている場合は、身に着けているログが完了し回避することができ、データがまもなくAFTEに検査されていますR返す、 つまりケースにフォローアップの電話は、サイドと時間を身に着けて明確にする必要があります。 加速度測定の方法論は、一般的な上肢の性能を定量化している間、それは動きの質についてや、参加者が食べていたことを知っているように身に着けている期間中に実施された具体的な活動に関する情報を提供していません。この問題の議論のための参照3を参照してください。科学的な質問やリハビリテーションの介入は、このような活動の量や日常の活動における二国間手足の関与など、日常生活の中で一般的な上肢のパフォーマンスを変えることに焦点を当てているときにツールとして、加速度計は、アウトカム指標として最も有用であろう。科学的な質問やリハビリテーションの介入が動きの品質を変更したり、日常生活の中で唯一の少数の特定の動きを変更することに焦点を当てているとき、加速度計は、アウトカム指標としてはあまり有用であろう。私たちは、そのcomputatを予想しますional方法は、時間の経過とともに改善され、この方法論の将来の世代は、これらの制限を克服することができるかもしれません。 結論として、加速度計は、日常生活の中で上肢性能の定量的評価のための機会を提供します。ここで説明する方法は、一日あたりのステップまたは中等度の身体活動の分は、ウェアラブルデバイスに記録されているより一般的なモビリティの方法論、の上肢バージョンと見なすことができます。ストロークのある人のために開発されているが38、39、40、41、42、43、方法の多様性は、他の集団の様々な将来のアプリケーションを可能にします。追加の方法論の開発は、臨床と研究QUEに答えるために、脳卒中以外の成人および小児neurorehabiliation集団で必要とされます上肢の二国間の活動に関連stions。

最後の二十年にわたり、運動を測定するためのウェアラブルセンサーへの関心の爆発がありました。神経リハビリテーションの分野で大きな関心を生成したウェアラブルセンサは加速度計です。 1、2、3加速度計は、名前が示すように、（1 G = 9.8メートル/秒2）重力単位で加速度を測定または活動カウントと呼ばれ、任意の単位で（1つの活性カウント=メーカー指定の重力値）。加速度は、人間の動きのように、典型的にはデバイスの異なる軸に対応する、三次元で測定され、記録されています。デバイスは、市販されており、大規模な腕時計に似ています。彼らは、最小限の中断で日々の活動中に着用することができます。そのため、合理的なコストとそれらの入手しやすさのため、加速度計（加速度計と呼ばれる）の使用がneurorehabilに統合されていますitation調査。 神経リハビリテーションの分野への加速度計の値は、それが診療所または実験室外部上肢運動活動の非侵襲的、公平な、定量的な尺度を提供することです。 3脳卒中およびその他の神経学的状態を持つ人々のためのリハビリテーション・サービスの主要な目標は、日常生活の中で機能するために自分の能力を向上させることである、とだけでなく、診療所や研究室インチ構造化されていない環境で測定されるように、臨床試験、および活動のパフォーマンスに構造化された環境で測定された機能の世界保健機関（WHO）の国際分類では、活動のための能力を区別します。 4加速度計は、彼らが何ができるだけで何、クリニックや研究室ではないないときに、誰かが実際に何をするか、すなわち 、非構造化環境における上肢性能の測定を可能にします。ストロークレハへの加速度計の取り込みbilitationの研究は現在、構造化された臨床環境での機能改善が構造化されていない、日常生活の中でのパフォーマンスの改善に変換することを長期保有を前提に挑戦しています。 5、6、7、8 我々のグループ9、10、11、12、13、14等7、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24は、Bを有していますEENは、研究と臨床実践で使用するために加速度測定手法の開発に多大な時間と労力を費やしました。加速度計はよく上肢パフォーマンスポストストロークを測定するための有効かつ信頼性の高いツールとして確立されています。 1、2、15、16、17、25、最新の課題は、臨床的に意味のある情報（この開発プロセスの概要については文献3を参照）に生の加速度計データを回してきました。ここに記載された方法論健常対照者に10を日常生活の中で上肢のパフォーマンスを区別するために使用することができ、ストローク6、9苦しんでいる参加者のそれから12、11 </sアップ&gt;や他の疾患を持っています。この方法論から派生変数が変化し、時間をかけて改善を定量化に応答します。 14加速度計の方法論は、脳卒中および他の神経学的集団を持つ人で日常生活における上肢のパフォーマンスを向上させるために設計された上肢機能障害および介入を調査する調査研究に適しています。それはまた、臨床神経リハビリテーションの実践に組み込まれる前に、その相対的なシンプルさのために、それは長くないかもしれません。

<table><tbody><tr><td>Accelerometers (2)</td><td>Actigraph LLC</td><td>wGT3X-BT</td><td>This is the most common device on the market.&amp;nbsp; Similar products are available from other vendors.&amp;nbsp; http://actigraphcorp.com/products-showcase/activity-monitors/actigraph-wgt3x-bt/</td></tr><tr><td>Hub</td><td>Actigraph LLC</td><td>7 Port USB Hub</td><td>This device connects the accelerometers to the computer allowing for charging and communication. Includes hub, usb cables, power connector. http://actigraphcorp.com/products/7-port-usb-hub-2016/</td></tr><tr><td>Straps&amp;nbsp;</td><td>Actigraph LLC</td><td>Woven Nylon Wrist Band&amp;nbsp;</td><td>Other straps that are velcro or disposable are also available.&amp;nbsp; http://actigraphcorp.com/product-category/accessories/</td></tr><tr><td>Actilife Software</td><td>Actigraph LLC</td><td></td><td>It is best to purchase the software from the same vendor as the accelerometers.&amp;nbsp; Similar products are available from other vendors. http://actigraphcorp.com/products-showcase/software/actilife/</td></tr><tr><td>Computational software</td><td></td><td></td><td>The most common software is MATLAB, but computation could also be done in Excel or other similar products.&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td></tr></tbody></table>

a method for quantifying upper limb performance in daily life using accelerometers

脳卒中および他の神経学的状態の後にリハビリテーションサービスへの紹介のための重要な理由は、日常生活の中で機能するために自分の能力を向上させることです。それは日常生活の中で、人の活動を測定することが重要になって、ちょうどクリニックや研究室の構造化された環境の中での活動のために自分の能力を測定していません。今毎日の運動の測定を可能とされているウェアラブルセンサは加速度計です。加速度計は終日着用することができます大規模な腕時計に似た市販のデバイスです。加速度計からのデータは手足が人々の家庭や地域社会での活動を実行するために従事している方法を定量化することができます。このレポートでは、加速度測定データを収集し、臨床的に関連した情報にそれを有効にする方法を説明します。まず、データは、参加者が24時間以上2つの加速度計（各腕に1つずつ）着用有することによって収集されます。加速度計のデータはダウンロードしてdifferen 4を生成するために処理されます日常生活の中で上肢の活動の重要な側面を記述トン変数：使用時間、使用率、大きさの比率、及び二国間の大きさ。密度プロットを視覚的に24時間着用期間からのデータを表すように構成することができます。変数とその結果の密度プロットは、地域在住の成人神経学的に無傷で非常に一貫しています。この印象的な一貫性は、それら上肢毎日のパフォーマンスが通常と異なっているかどうかを判断するための有用なツールになります。この方法は、脳卒中や他の患者集団を持つ人で日常生活における上肢のパフォーマンスを向上させるために設計された上肢機能障害および介入を調査する調査研究のために適切です。それはまた、臨床神経リハビリテーションの実践に組み込まれる前に、その相対的なシンプルさのために、それは長くないかもしれません。

<html>地域在住の指示対象サンプルからのデータは、神経学的に無傷の大人は、脳卒中や上肢のパフォーマンスに影響を与える他の条件と参加者からのデータを解釈するために使用することができます。 10、11、12、表1は、使用時間の要約統計および健康リファレントサンプルから利用率を示しています。全体的に、ほとんどの人は一日を通して時間の約同量のための彼らの支配と非支配的な手でアクティブになっています。平均値は9時間の近くであるが、より活性と活性の低い人を撮像広い範囲があります。平均使用率はわずか1.0の下にあり、小さな標準偏差を有します。したがって、関係なく、どのようにアクティブなものの、優勢および非優勢手足は終日同様の期間に使用されます。さらに、年齢は健康の存在下での上肢のパフォーマンス指標に影響を与えません。、実質的にこれらの参照先の値（±3-4 SDS）外の小娘=「外部参照」&gt; 12の計算値は慎重にUswatteらによって示唆されているように、彼らは、本物であることを保証するためにチェックする必要があります。 16 <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td></td><td> 平均 </td><td> 標準偏差 </td><td> 最小 </td><td> 最大 </td></tr><tr><td> 支配的な四肢の使用時間 </td><td> 9.1 </td><td> 1.9 </td><td> 4.4 </td><td> 14.2 </td></tr><tr><td> 非支配的な四肢の使用時間 </td><td> 8.6 </td><td> 2 </td><td> 4.1 </td><td> 15.5 </td></tr><tr><td> 使用率 </td><td> 0.95 </td><td> 0.06 </td><td> 0.79 </td><td> 1.1 </td></tr></tbody></table> 表：まとめNeurから加速度測定の統計ologically無傷、コミュニティ住居大人。値は、基準12から、74人のコミュニティ住居成人（平均年齢54±11、53％の女性、支配的な84％右手）のリファレント試料からのものです。 密度プロットは、1つのデータを詳しく見てとることができます。データを収集し、上記のように処理して、図1は 、健康な成人からの代表的な密度プロットです。このようなプロットは、日常生活の中で上肢のパフォーマンスに関する重要な情報を提供します。すべての年齢の大人の間で非常に一貫しているこのプロットの3つの主要な機能があります。 図3は 、11第一に、画像は、対称的です。これは、上肢が同様に使用優勢および非優勢手足と、終日一緒に活性であることを示しています。動きの類似性は各肢ターキンと、時間的に特定のインスタンスであることを提示しないかもしれませんグラムそのターンは、先頭または様々な活動の間に遅れが、その日の経過とともに見ることができます。 （単独優勢と専ら非支配的な活性を示す）のいずれかの側にもバール-7と7色に似ています。対称性は利き手についての共通認識に反しています。第二に、プロットは、ツリー状の広い底部と丸いエッジです。 「リム」または底部の丸みを帯びたエッジが、他は比較的まだ、一方の手足が動いている活動を表します。この例は、他の容器とを保持しながら、片手で容器内にオブジェクトを配置するであろう。 10丸いエッジの対称性は、両手を実行し、その日の経過にわたって同様に安定化させるために活性であることを示しています。トップピークは、両手で高い棚の上に大きなオブジェクトを配置するようなより少ない頻度、より高い強度の活動を表します。 10と第3、中央に暖かい輝きがあります。<html>これは、最も頻繁上肢の動きは、両方の肢からほぼ等しい寄与を有する低強度であることを示しています。この例は、入力またはナイフとフォークで切断されるであろう。 10 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/55673/55673fig1.jpg" /> 図1：神経学的に無傷大人からの代表的な例。密度プロットは、日常生活における上肢使用の24時間を示し、第二のバイ第基づいてプロットしました。 x軸（強度比）が活性に各肢の寄与を示しています。 y軸（両側大きさ）は、運動の強度を示しています。色は明るい色が高い周波数を示し、図の右側の大きいカラーバースケールで、周波数を表します。小さなバール-7と7は、それぞれ、片側優勢および非優勢な活性を表します。「&gt;この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 成人のこのサンプルを横切って、密度プロットは、形状と色が著しく類似しています。比較的不活性な11人は寒色と短く、幅の広い、写真を持っている傾向があります。非常にアクティブになっている人々は、暖色と背の高い絵を持っている傾向があります。大人の間で印象的な一貫性は、これらの規範からと異なる上肢のパフォーマンスで参加者を識別することが容易になります。 図2は、脳卒中を持つ人における密度プロットの例です。この人は、これらのデータが収集されているに11ヶ月前に右側に彼の脳に影響を与える虚血性脳卒中を持っていた右利きの男性です。脳の右側には、本体の左側面を制御し、Motricによって示されるように彼の左上肢は、中等度の麻痺や障害を持っていました60/100のITY指数28得点と57分の38のアクションリサーチアームテスト29得点。 24時間身に着けている期間中、麻痺、左の手足は1.5時間、アクティブであったと非麻痺、右の手足が5.8時間、アクティブでした。彼の使用率は0.47、正常値の約半分でした。 図1の密度プロットと比較すると、この密度プロットが麻痺上肢が日常生活中に、まれにアクティブであったことを示し、明らかに非対称です。 -7における単一のバーの暗赤色の色と比較プロットの中央部分の寒色は、単に非麻痺肢を有する運動の高い頻度を示します。全体的なピークは低強度の活動を示す、低いです。全体的に、密度のプロットは麻痺手足が日々の活動にのみ最小限に関与していることを示しています。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/55673/55673fig2.jpg" /> 図2：パーからの代表的な例脳卒中と息子。密度プロットは、日常生活における上肢使用の24時間を示し、第二のバイ第基づいてプロットしました。 x軸（強度比）が活性に各肢の寄与を示しています。 y軸（両側大きさ）は、運動の強度を示しています。色は明るい色が高い周波数を示し、図の右側の大きいカラーバースケールで、周波数を表します。小さなバール-7と7は、それぞれ、片側優勢および非優勢な活性を表します。図1を対称性、ピーク高さ、色の比較<a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55673/55673fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> 加速度測定の方法論は、脳卒中を持つ人で使用するために開発されてきたが、この方法の有用性は、他の集団にまで及びます。これは、バリでの成果を評価するための有益なことができます患者集団のETY。 図3は、肘下の上肢切断持つ人の濃度プロットの例です。この個人は約8年前に事故で負傷75歳の男性でした。彼の右に、以前に支配的な、手が事故の時に切断しました。彼は、上肢プロテーゼを所有しているが、それは重い物を持ち上げるために毎月わずか1~2回を身に着けています。時間のほとんどは、この図のように、彼はそれを着用していません。 24時間身に着けている期間中に、無傷の、左肢は6.9時間活性し、残留、右肢は、（加速度計は、残存肢上に遠位に装着された）4.7時間活性でした。彼の使用割合は、残存肢上に無傷の肢に係合するための好みを示す、0.68でした。この密度プロットはあまり対称であり、制御対象（ 図1）のそれより涼しい色を有するが、より対称的であり、 図2に示すストロークの人よりも多くの活性を示します。したがって、この人物Fそのまま手足をフレーヴァーが、それでも日常生活の間、活動中の残留手足を行っています。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/55673/55673fig3.jpg" /> 図3：上肢切断術を持つ人からの代表的な例。密度プロットは、日常生活における上肢活性の24時間を示し、第二のバイ第基づいてプロットしました。 x軸（強度比）は、時間のモーメントでの活性に各肢の寄与を示しています。 y軸（両側大きさ）は、運動の強度を示しています。色は明るい色が高い周波数を示し、図の右側の大きいカラーバースケールで、周波数を表します。小さなバール-7と7は、それぞれ、片側優勢および非優勢な活性を表します。図1および図2に対称性、ピーク高さ、色の比較<a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55673/55673fig3large.jpg" target="_blank">で拡大表示こちらをクリックしてください。</a><html>この図のバージョン。 この方法論を使用するかもしれない方法の別の例は、活性を増加する必要が不自由な人ではあります。 図4は、熟練した看護施設における高齢者、右利きの個人滞留密度プロットの例です。この人は急性疾患の後に衰弱したと自立を取り戻し、帰宅するために、看護やリハビリテーションサービスを受けました。支配的な肢2.4時間活性であり、非支配的な肢2.0時間活性でした。使用率が規定範囲の低い端にある、0.84であった（ 表1参照 ）。一般的な医学的状態から予想されるように、この密度プロットは、ほぼ対称であるが、ピークは非常に低く、色は身に着けている期間中、ほとんど活性を示し、主にクールです。 OAD / 55673 / 55673fig4.jpg」/&gt; 図4：熟練した看護施設（SNF）に医療病気からの回復者からの代表的な例。密度プロットは、日常生活における上肢活性の22時間を示し、第二のバイ第基づいてプロットしました。 x軸（強度比）は、時間のモーメントでの活性に各肢の寄与を示しています。 y軸（両側大きさ）は、運動の強度を示しています。色は明るい色が高い周波数を示し、図の右側の大きいカラーバースケールで、周波数を表します。小さなバール-7と7は、それぞれ、片側優勢および非優勢な活性を表します。図1を対称性、ピーク高さ、色の比較<a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55673/55673fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> 最後に、この方法論はbでないかもしれませんちょうど大人のための電子。プロトコルは、身に着けている奨励するためにマイナーな改造で、お子様には適している（ 例えばカラフルなストラップ、デバイスは「あなたはスーパーヒーローのように見えるように」の提案ということ）。典型的には、現像子供から密度プロットは、ツリー形状が狭く、ピークが実質的に高いこと、大人と同じ一般的な形状を示しています。子供の形状は、その高い活性レベルと一致しています。一般的に開発子供と片麻痺脳性麻痺の子供から密度プロットの例は、p上で見ることができます。 25、基準3に、図5Bおよび5C。さらに調査が小児科臨床実践への応用のために必要とされます。これは、使用率が脳性麻痺児では、脳卒中、1成人における上肢活動の自己申告に一貫性の適度な関係を持っていますが、ことが注目され、使用率は、上部のLIMの親レポートとは関係ありませんB活性。 30かどうかのセンサ測定と報告した値との間に変更された関係は、記者の認識や子どもたちが未知の移動方法のいくつかの定量的または定性的な違いです。今後の研究が痛んで定型発達の子どものための規範的な値を決定し、障害児の値の解釈を調査するために必要とされています。

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A Method for Quantifying Upper Limb Performance in Daily Life Using Accelerometers

このプロトコルは、手首に着用加速度計を使用して、日常生活における上肢の性能を定量化する方法を説明します。

加速度計を使用して日常生活に上肢のパフォーマンスを定量化する方法

A key reason for referral to rehabilitation services after stroke and other neurological conditions is to improve one's ability to function in daily life. ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

12.3K ビュー.  Washington University School of Medicine. このプロトコルは、手首に着用加速度計を使用して、日常生活における上肢の性能を定量化する方法を説明します。 

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Evaluation of a Smartphone-based Human Activity Recognition System in a Daily Living Environment

An evaluation method that includes continuous activities in a daily-living environment was developed for Wearable Mobility Monitoring Systems (WMMS) that attempt to recognize user activities. Participants performed a pre-determined set of daily living actions within a continuous test circuit that included mobility activities (walking, standing, sitting, lying, ascending/descending stairs), daily living tasks (combing hair, brushing teeth, preparing food, eating, washing dishes), and subtle environment changes (opening doors, using an elevator, walking on inclines, traversing staircase landings, walking outdoors). 
To evaluate WMMS performance on this circuit, fifteen able-bodied participants completed the tasks while wearing a smartphone at their right front pelvis. The WMMS application used smartphone accelerometer and gyroscope signals to classify activity states. A gold standard comparison data set was created by video-recording each trial and manually logging activity onset times. Gold standard and WMMS data were analyzed offline. Three classification sets were calculated for each circuit: (i) mobility or immobility, ii) sit, stand, lie, or walking, and (iii) sit, stand, lie, walking, climbing stairs, or small standing movement. Sensitivities, specificities, and F-Scores for activity categorization and changes-of-state were calculated.
The mobile versus immobile classification set had a sensitivity of 86.30% &#177; 7.2% and specificity of 98.96% &#177; 0.6%, while the second prediction set had a sensitivity of 88.35% &#177; 7.80% and specificity of 98.51% &#177; 0.62%. For the third classification set, sensitivity was 84.92% &#177; 6.38% and specificity was 98.17 &#177; 0.62. F1 scores for the first, second and third classification sets were 86.17 &#177; 6.3, 80.19 &#177; 6.36, and 78.42 &#177; 5.96, respectively. This demonstrates that WMMS performance depends on the evaluation protocol in addition to the algorithms. The demonstrated protocol can be used and tailored for evaluating human activity recognition systems in rehabilitation medicine where mobility monitoring may be beneficial in clinical decision-making.

A standardized evaluation method was developed for Wearable Mobility Monitoring Systems (WMMS) that includes continuous activities in a realistic daily living environment. Testing with a series of daily living activities can decrease activity recognition sensitivity; therefore, realistic testing circuits are encouraged for valid evaluation of WMMS performance.

日常生活環境におけるスマートフォンベースの人間活動の認識システムの評価

An evaluation method that includes continuous activities in a daily-living environment was developed for Wearable Mobility Monitoring Systems (WMMS) that ...

行動学

An Objective and Child-friendly Assessment of Arm Function by Using a 3-D Sensor

Progressive and irreversible muscle atrophy characterizes Spinal Muscular Atrophy (SMA) and other similar muscle disorder diseases. Objective assessment of muscle functions is an essential and important, although challenging, prerequisite for successful clinical trials. Current clinical rating scales restrain the movement abnormalities to certain predefined coarse-grained individual items. The Kinect 3-D sensor has emerged as a low-cost and portable motion sensing technology used to capture and track people&#39;s movement in many medical and research fields. A novel approach using this 3-D sensor was developed and a game-like test was designed to objectively measure the upper limb function of patients with SMA. The prototype test targeted joint movement capability. While sitting in a virtual scene, the patient was instructed to extend, flex, and lift the whole arm in order to reach and place some objects. Both kinematic and spatiotemporal characteristics of upper limb movement were extracted and analyzed, e.g., elbow extension and flexion angles, hand velocity, and acceleration. The first study included a small cohort of 18 ambulant SMA patients and 19 age- and gender-matched healthy controls. A comprehensive analysis of arm movement was achieved; however, no significant difference between the groups were found due to the mismatch of patient&#39;s capability and the test difficulty. Based on this experience, a second version of the test consisting of a modified version of the first game with increased difficulties and a second game targeting muscle endurance were designed and implemented. The new test has not been conducted in any patient groups yet. Our work has demonstrated the potential capability of the 3-D sensor in assessing such muscle function and suggested an objective approach to complement the clinical rating scales.

An objective measure of muscle functions is challenging especially in children. Based on a commercially available digital 3-D sensor, a child-friendly gaming test was developed to assess upper limb function for clinical trials.

客観的かつ子供向け 3次元センサーを用いた上肢機能の評価

Progressive and irreversible muscle atrophy characterizes Spinal Muscular Atrophy (SMA) and other similar muscle disorder diseases. Objective assessment ...

Measuring the Kinematics of Daily Living Movements with Motion Capture Systems in Virtual Reality

The inability to complete instrumental activities of daily living (IADL) is a precursor to various neuropsychological diseases. Questionnaire-based assessments of IADL are easy to use but prone to subjective bias. Here, we describe a novel virtual reality (VR) test to assess two complex IADL tasks: handling financial transactions and using public transportation. While a participant performs the tasks in a VR setting, a motion capture system traces the position and orientation of the dominant hand and head in a three-dimensional Cartesian coordinate system. Kinematic raw data are collected and converted into &#39;kinematic performance measures,&#39; i.e., motion trajectory, moving distance, and time to completion. Motion trajectory is the path of a particular body part (e.g., dominant hand or head) in space. Moving distance refers to the total distance of the trajectory, and time to completion is how long it took to complete an IADL task. These kinematic measures could discriminate patients with cognitive impairment from healthy controls. The development of this kinematic measuring protocol allows detection of early IADL-related cognitive impairments.

We designed a virtual reality test to assess instrumental activities of daily living (IADL) with a motion capture system. We propose a detailed kinematic analysis to interpret the participant&#39;s various movements, including trajectory, moving distance, and time to completion to evaluate IADL capabilities.

バーチャル ・ リアリティーのモーション キャプチャ システムで日常の生活動作の運動を測定

The inability to complete instrumental activities of daily living (IADL) is a precursor to various neuropsychological diseases. Questionnaire-based ...

Measuring the Motor Aspect of Cancer-Related Fatigue using a Handheld Dynamometer

Cancer-related fatigue (CRF) is commonly reported by patients both during and after receiving treatment for cancer. Current CRF diagnoses rely on self-report questionnaires which are subject to report and recall biases. Objective measurements using a handheld dynamometer, or handgrip device, have been shown in recent studies to correlate significantly with subjective self-reported fatigue scores. However, variations of both the handgrip fatigue test and fatigue index calculations exist in the literature. The lack of standardized methods limits the utilization of the handgrip fatigue test in the clinical and research settings. In this study, we provide detailed methods for administering the physical fatigue test and calculating the fatigue index. These methods should supplement existing self-reported fatigue questionnaires and help clinicians assess fatigue symptom severity in an objective and quantitative manner.

Simple and accessible methods were developed to measure the motor aspect of cancer-related fatigue objectively and quantitatively. We describe, in detail, ways to administer the physical fatigue test using a simple handgrip device as well as methods to calculate fatigue indices.

ハンドヘルドダイナモメーターを用いた癌関連疲労の運動面の測定

Cancer-related fatigue (CRF) is commonly reported by patients both during and after receiving treatment for cancer. Current CRF diagnoses rely on ...

がん研究

Visualization of Intensity Levels to Reduce the Gap Between Self-Reported and Directly Measured Physical Activity

Physical activity (PA) assessment needs tools that are inexpensive and easy to administer. Common questionnaires inquire time spent in light, moderate, and vigorous PA. However, inaccuracies may occur due to individually different understanding of PA intensity levels. Alternatively used direct measures (e.g., accelerometers) are susceptible to reactivity bias and may lack the ability to capture certain activities. Compared to accelerometer measurement, respondents report more time spent in higher-intensity PA. A video that visualizes PA intensity levels might help to overcome this problem. This report describes the design of a randomized controlled trial as a methodology to investigate the effect of a video on the difference between self-reported and directly measured PA. It is hypothesized that the video reduces the mean difference between the two measures. Individuals from the general population are recruited. Hip-worn accelerometers are used to collect directly measured PA data on seven consecutive days. Afterwards, participants are randomly allocated to the experimental and the control group. The experimental group receives a video demonstration on PA intensity levels and subsequent PA assessment via self-administered computer-assisted questionnaire. The control group receives PA assessment only. Thereafter, the data are processed to compare the difference between self-reported and accelerometer-based moderate-to-vigorous physical activity (MVPA) between the study groups using a two-sample t-test. This methodology is appropriate for investigating the effect of any existing or self-produced video on the difference between the two measurement methods. It can be used not only for persons from the general population, but for a variety of other populations and contexts as accurate measures are needed to evaluate PA levels.

This protocol describes a randomized controlled trial as a method to test the effect of a video demonstration on the intra-individual difference between self-reported and accelerometer-based moderate-to-vigorous physical activity.

ギャップを減らすため輝度レベルの可視化間自己報告し、身体活動の直接測定

Physical activity (PA) assessment needs tools that are inexpensive and easy to administer. Common questionnaires inquire time spent in light, moderate, ...

A Standardized Method for Measurement of Elbow Kinesthesia

Proprioception is an important component of controlled movement. The threshold to detection of passive movement (TDPM) is a commonly used method for quantifying the proprioceptive submodality of kinesthesia in research settings. The TDPM paradigm has been found to be valid and reliable; however, the equipment and methods used for TDPM vary between studies. In particular, the research laboratory apparatuses for producing passive movement of an extremity are often custom designed by individual laboratories or inaccessible due to high cost. There is a need for a standardized, valid, and reliable method for measuring TDPM using readily available equipment. The purpose of this protocol is to provide a standardized method for measurement of TDPM at the elbow that is economical, easy to administer, and that produces quantitative results for measurement purposes in research-based settings. This method was tested on 20 healthy adults without neurological impairment, and eight adults with chronic stroke. The results obtained suggest this method is a reliable way to quantify elbow TDPM in healthy adults, and provides initial support for validity. Researchers seeking a balance between equipment affordability and measurement precision are most likely to find this protocol of benefit.

Here, we present a standardized method for measurement of elbow passive kinesthesia using the threshold to detection of passive movement (TDPM) that is appropriate for a research setting.

エルボー運動症の測定のための標準化された方法

Proprioception is an important component of controlled movement. The threshold to detection of passive movement (TDPM) is a commonly used method for ...

Physical Activity Measurement in Children Accepting Table Tennis Training

An increasing body of evidence now shows that the majority of children in China experience lower levels of physical activity (PA) than the recommended guideline. Table tennis is a compound and technically difficult game that is popular in China; undertaking table tennis training in clubs can help children to elevate their levels of PA. Given that children cannot complete self-evaluated questionnaires themselves and caregiver-based observations are not suitable for children, we hypothesized that an actigraphy-based method can be an objective method to measure PA. In the present study, we describe a procedure that can be used to evaluate PA levels using an actigraphic device and software. Furthermore, since hip-worn devices are known to reduce compliance, we attempted to assess the agreement between hip-worn and wrist-worn device data. Collectively, our results indicate that these devices are suitable for measuring PA and leisure time physical activity (LTPA) levels. Together with subjective questionnaires, both hip-worn and wrist-worn devices are highly suitable for evaluating PA in Chinese children undergoing table tennis training in clubs.

This study proposes an accelerometer-based method to objectively measure physical activity (PA) and leisure time physical activity (LTPA) in Chinese children accepting table tennis training in clubs.

卓球トレーニングを受け入れる子供の身体活動測定

An increasing body of evidence now shows that the majority of children in China experience lower levels of physical activity (PA) than the recommended ...

定量的運動筋活動評価のためのVRとバイオセンサーの統合

Setup for the Quantitative Assessment of Motion and Muscle Activity During a Virtual Modified Box and Block Test

The ability to move allows us to interact with the world. When this ability is impaired, it can significantly reduce one's quality of life and independence and may lead to complications. The importance of remote patient evaluation and rehabilitation has recently grown due to limited access to in-person services. For example, the COVID-19 pandemic unexpectedly resulted in strict regulations, reducing access to non-emergent healthcare services. Additionally, remote care offers an opportunity to address healthcare disparities in rural, underserved, and low-income areas where access to services remains limited. 
Improving accessibility through remote care options would limit the number of hospital or specialist visits and render routine care more affordable. Finally, the use of readily available commercial consumer electronics for at-home care can enhance patient outcomes due to improved quantitative observation of symptoms, treatment efficacy, and therapy dosage. While remote care is a promising means to address these issues, there is a crucial need to quantitatively characterize motor impairment for such applications. The following protocol seeks to address this knowledge gap to enable clinicians and researchers to obtain high-resolution data on complex movement and underlying muscle activity. The ultimate goal is to develop a protocol for remote administration of functional clinical tests. 
Here, participants were instructed to perform a medically-inspired Box and Block task (BBT), which is frequently used to assess hand function. This task requires subjects to transport standardized cubes between two compartments separated by a barrier. We implemented a modified BBT in virtual reality to demonstrate the potential of developing remote assessment protocols. Muscle activation was captured for each subject using surface electromyography. This protocol allowed for the acquisition of high-quality data to better characterize movement impairment in a detailed and quantitative manner. Ultimately, these data have the potential to be used to develop protocols for virtual rehabilitation and remote patient monitoring.

著者スポットライト:バーチャルリアリティと筋電図による遠隔リハビリテーションの強化

The protocol described here aims to enhance the quantitative evaluation of upper limb deficits, with the goal of developing additional technology for remote assessment both in the clinic and at home. Virtual reality and biosensor technologies are combined with standard clinical techniques to provide insights into the functioning of the neuromuscular system.

加速度計を使用して日常生活に上肢のパフォーマンスを定量化する方法

要約

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日常生活環境におけるスマートフォンベースの人間活動の認識システムの評価

客観的かつ子供向け 3次元センサーを用いた上肢機能の評価

バーチャル・リアリティーのモーションキャプチャシステムで日常の生活動作の運動を測定

ハンドヘルドダイナモメーターを用いた癌関連疲労の運動面の測定

ギャップを減らすため輝度レベルの可視化間自己報告し、身体活動の直接測定

エルボー運動症の測定のための標準化された方法

卓球トレーニングを受け入れる子供の身体活動測定

仮想修正ボックスおよびブロックテスト中の運動と筋肉活動の定量的評価のためのセットアップ

仮想修正ボックスおよびブロックテスト中の運動と筋肉活動の定量的評価のためのセットアップ

仮想修正ボックスおよびブロックテスト中の運動と筋肉活動の定量的評価のためのセットアップ

加速度計を使用して日常生活に上肢のパフォーマンスを定量化する方法

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日常生活環境におけるスマートフォンベースの人間活動の認識システムの評価

客観的かつ子供向け 3次元センサーを用いた上肢機能の評価

バーチャル ・ リアリティーのモーション キャプチャ システムで日常の生活動作の運動を測定

ハンドヘルドダイナモメーターを用いた癌関連疲労の運動面の測定

ギャップを減らすため輝度レベルの可視化間自己報告し、身体活動の直接測定

エルボー運動症の測定のための標準化された方法

卓球トレーニングを受け入れる子供の身体活動測定

仮想修正ボックスおよびブロックテスト中の運動と筋肉活動の定量的評価のためのセットアップ

仮想修正ボックスおよびブロックテスト中の運動と筋肉活動の定量的評価のためのセットアップ

仮想修正ボックスおよびブロックテスト中の運動と筋肉活動の定量的評価のためのセットアップ

バーチャル・リアリティーのモーションキャプチャシステムで日常の生活動作の運動を測定