Name: an objective and child-friendly assessment of arm function by using a 3-d sensor
Uploaded: 2018-02-12T14:30:00
Duration: 7 min 25 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Objective and Child-friendly Assessment of Arm Function by Using a 3-D Sensor at JoVE.com

ونحن نشكر باستيان Strahm للمشاركة في مظاهرة الاختبار واغيار لورا لتصحيح هذه المخطوطة.

وأجرى الاختبار في دراسة طولية، والرصد في المستشفى في بازل (أوكب جامعة الأطفال) مع كل من البالغين والأطفال. ويمكن الاطلاع على المزيد من البيانات الديموغرافية والسريرية من المعلومات حول الدراسة في13،المنشور السابق14. تم موافقة لجنة الأخلاقيات المحلية أوكب اثيكوميسيون كافة الإجراءات وتجري وفقا للمبادئ الواردة في "إعلان هلسنكي". وقدمت الموافقة الخطية والامتثال لبروتوكول الدراسة وفقا "المؤتمر الدولي" المعني بالتنسيق (معنوي) واللوائح المحلية بجميع المواضيع أو الممثلين المفوضين قانونا للأطفال دون السن القانونية موافقة.
ملاحظة: لعبة النموذج أولى "خزانة" تهدف إلى قياس مجموعة المفاصل من الحركة وقد صممت ونفذت. ثم تم تصديرها كأحد تطبيقات القابلة للتنفيذ التي يمكن تشغيلها على أي ويندوز 8 أو أعلى نظام التشغيل، ما دام يتم أيضا تثبيت برامج التشغيل الضرورية استشعار ثلاثي الأبعاد. لعبة النموذج استناداً إلى v1 الاستشعار Kinect أو الإصدار الثاني (انظر المناقشة) استناداً إلى Kinect v2 الاستشعار يمكن توفير عند الطلب (انظر ملفات الترميز الإضافي).
1-الإعداد والتحضير للاختبار
<ol><li>تثبيت جهاز استشعار ثلاثي الأبعاد (مثلاً., Kinect) برامج التشغيل والتطبيقات المصممة على الكمبيوتر.</li>
	<li>ضع الكمبيوتر على سطح مناسبة، مثل جدول, مع ارتفاع 0.5-1 متر.</li>
	<li>ضع الجهاز ثلاثي الأبعاد أيضا على سطح نفس محاذاة إلى الوسط للكمبيوتر، حيث أن ارتفاع الكاميرا ثلاثية الأبعاد تحدد الجدول حول 0.5-1 متر فوق سطح الأرض. ضبط زاوية الارتفاع استشعار ثلاثي الأبعاد يدوياً حسب الحاجة لالتقاط هذا الموضوع بشكل صحيح (انظر 2.4.2 أدناه).</li>
	<li>توصيل كافة الكبلات بشكل صحيح، بما في ذلك المحول ثلاثي الأبعاد على جهاز الكمبيوتر وكابل الطاقة لوحدة الإمداد بالطاقة.</li>
	<li>ضع كرسي قابل لضبط ارتفاع أمام الجدول مع الكمبيوتر وجهاز استشعار ثلاثي الأبعاد في حوالي 2 متر.</li>
</ol>2-إجراء الاختبار
<ol><li>بدء تشغيل الكمبيوتر وقم بتشغيل الصوت على حجم أمثل. إذا كان المطلوب هو الإرسال التلقائي للبيانات، تأكد من توصيل الإنترنت.</li>
	<li>الإيعاز إلى هذا الموضوع للجلوس على كرسي.</li>
	<li>بدء تشغيل التطبيق على الكمبيوتر، وأدخل معرف الموضوع على الصفحة الأولى.</li>
	<li>انقر فوق الزر "ابدأ" على الصفحة الأولى للدخول في الصفحة الثانية، مما يدل على "خزانة" لعبة:<ol>
<li>لاحظ أن الرقم هيكل عظمى (الجزء العلوي من الجسم فقط) على الشاشة، والذي يمثل الجسم الموضوع أمام خزانة كبيرة. عندما لا ينظر إلى هذا الرقم، توجيه الموضوع إلى موجه والتحرك إلى الأمام وإلى الوراء إذا على كرسي متحرك أو الوقوف حتى استشعار ثلاثي الأبعاد يلتقط الشخص.</li>
		<li>قراءة الإرشادات التي تظهر على الشاشة وضبط المسافة والارتفاع، والموضع الأفقي للرئاسة، وهذا الموضوع تبعاً لذلك حتى جميع التعليمات التي في الخط الأخضر. ملاحظة: يمكن تعديل المسافة، والارتفاع، والموضع الأفقي للرئاسة بالموضوع نفسه أو مساعد الذي ينبغي الخروج من الحقل بعد ذلك. وإذا تعذر تحقيق الارتفاع الأمثل، يدوياً ضبط زاوية ارتفاع كاميرا ثلاثية الأبعاد. الوضع الأمثل 2 مترا بعيداً عن الجهاز، مع الرقبة من هذا الموضوع المعروض في منتصف الشاشة.</li>
		<li>اضغط على زر القطار لبدء الدورة التدريبية دون تسجيل البيانات. ملاحظة: إذا كان هذا الموضوع هو بالفعل على دراية باللعبة ويعرف ما يفعل، اضغط على زر البدء مباشرة وتخطي التدريب.</li>
		<li>ترك موضوع اتبع الإرشادات التي تظهر على الشاشة وأداء الحركات التالية:<ol>
<li>تمديد الذراع المطلوب (الأيمن أو الأيسر) للوصول إلى الكائن الظاهرية الخفقان حتى يصبح الكائن في يده الظاهري.</li>
			<li>فليكس الذراع نفس وجسديا تلمس النقاط المشار إليها في الجسم من أجل وضع الكائن.</li>
			<li>تواصل حركة ذراع التمديد والانحناء حتى يتم التوصل إلى كافة الكائنات 20 ووضعها. ملاحظة: هناك جولتين مع كائنات 10 في كل جولة. ضمن جولة هناك كائنات 5 على الجانب الأيمن التي تتطلب الذراع الأيمن تليها 5 أشياء على الجانب الأيسر الذي يطلب الذراع الأيسر. هذا ويختتم الدورة التدريبية.</li>
		</ol>
</li>
		<li>اضغط على زر "ابدأ" لتنفيذ نفس المهام مرة أخرى من البداية، كما هو الحال في الخطوة 2.4.3، لكن هذه المرة تسجيل مواقع الجزء العلوي من الجسم 9 نقاط إلى ملف مشفر. انتهاء اللعبة تلقائياً عن طريق أما وضع كافة الكائنات 20 أو عند نفاد الوقت المعرفة مسبقاً (4 دقيقة). ملاحظة: من الممكن أيضا إنهاء اللعبة في أي وقت في حالة الموضوع ضعيفة جداً أو يحدث أي حالات أخرى.</li>
	</ol>
</li>
	<li>أدخل إلى الصفحة الأخيرة تلقائياً مما يدل على مؤامرة العنكبوت واحد يشير إلى نطاقات المفاصل من لعبة "خزانة".</li>
	<li>إنهاء اللعبة بالضغط على الزر END أو تكرار الاختبار عن طريق الضغط على زر تكرار .</li>
</ol>3-وبعد الاختبار-معالجة البيانات
<ol><li>حفظ البيانات المسجلة والمشفرة وملفات السجل على القرص الثابت، واختيارياً نقل عبر الإنترنت إلى محلل بيانات. وقدمت وصفاً مفصلاً لمعالجة البيانات وتحليلها في منشور سابق13.<ol>
<li>التأكد من اكتمال وصحة البيانات بفحص ملف السجل ومقارنة التقارير السريرية مع سجلات ثلاثي الأبعاد.</li>
		<li>حساب واستخراج خصائص الحركة 27 كميزات عددية، مثل الزوايا المشتركة، السرعة والتسارع، طول مسار اليد، حركة تعويض الجسم، يمكن الوصول إلى الفضاء، وهلم جرا.</li>
		<li>حساب ورسم وتحديد الميزات من أجل فهم وتفسير البيانات استشعار ثلاثي الأبعاد، وكذلك فيما يتعلق بالتحليل الإحصائي التالي.</li>
		<li>أداء محكمة التحكيم الدائمة (تحليل العنصر الرئيسي) ANOVA (تحليل التباين) وتحليل الارتباط والنماذج الخطية المختلطة تأثير كالتحليل الإحصائي.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Hobart, J. C., Cano, S. J., Zajicek, J. P., Thompson, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rating+scales+as+outcome+measures+for+clinical+trials+in+neurology:+problems,+solutions,+and+recommendations.">Rating scales as outcome measures for clinical trials in neurology: problems, solutions, and recommendations.</a> Lancet Neurol. 6, 1094-1105 (2007).</li><li>Cano, S. 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=Rasch+analysis+of+clinical+outcome+measures+in+spinal+muscular+atrophy.">Rasch analysis of clinical outcome measures in spinal muscular atrophy.</a> Muscle Nerve. 49, 422-430 (2014).</li><li>Monani, U. R., De Vivo, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurodegeneration+in+spinal+muscular+atrophy:+from+disease+phenotype+and+animal+models+to+therapeutic+strategies+and+beyond.">Neurodegeneration in spinal muscular atrophy: from disease phenotype and animal models to therapeutic strategies and beyond.</a> Future Neurol. 9, 49-65 (2014).</li><li>Kolb, S. J., Kissel, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+Muscular+Atrophy.">Spinal Muscular Atrophy.</a> Neurol Clin. 33, 831-846 (2015).</li><li>Shotton, 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=Proceedings+of+the+2011+IEEE+Conference+on+Computer+Vision+and+Pattern+Recognition.">Proceedings of the 2011 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition.</a> IEEE Computer Society. , 1297-1304 (2011).</li><li>Plantard, P., Shum, H. P., Le Pierres, A. S., Multon, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+of+an+ergonomic+assessment+method+using+Kinect+data+in+real+workplace+conditions.">Validation of an ergonomic assessment method using Kinect data in real workplace conditions.</a> Appl Ergon. , (2016).</li><li>Galna, 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=Accuracy+of+the+Microsoft+Kinect+sensor+for+measuring+movement+in+people+with+Parkinson's+disease.">Accuracy of the Microsoft Kinect sensor for measuring movement in people with Parkinson's disease.</a> Gait Posture. 39, 1062-1068 (2014).</li><li>Otte, K., 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=Accuracy+and+Reliability+of+the+Kinect+Version+2+for+Clinical+Measurement+of+Motor+Function.">Accuracy and Reliability of the Kinect Version 2 for Clinical Measurement of Motor Function.</a> PLoS One. 11, 0166532 (2016).</li><li>Clark, R. A., 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=Reliability+and+concurrent+validity+of+the+Microsoft+Xbox+One+Kinect+for+assessment+of+standing+balance+and+postural+control.">Reliability and concurrent validity of the Microsoft Xbox One Kinect for assessment of standing balance and postural control.</a> Gait Posture. 42, 210-213 (2015).</li><li>Milgrom, R., Foreman, M., Standeven, J., Engsberg, J. R., Morgan, K. A. <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+Microsoft+Kinect+for+assessment+of+manual+wheelchair+propulsion.">Reliability and validity of the Microsoft Kinect for assessment of manual wheelchair propulsion.</a> J Rehabil Res Dev. 53, 901-918 (2016).</li><li>Bonnechere, 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=Validity+and+reliability+of+the+Kinect+within+functional+assessment+activities:+Comparison+with+standard+stereophotogrammetry.">Validity and reliability of the Kinect within functional assessment activities: Comparison with standard stereophotogrammetry.</a> Gait &amp; Posture. 39, 593-598 (2014).</li><li>Huber, M. E., Seitz, A. L., Leeser, M., Sternad, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validity+and+reliability+of+Kinect+skeleton+for+measuring+shoulder+joint+angles:+a+feasibility+study.">Validity and reliability of Kinect skeleton for measuring shoulder joint angles: a feasibility study.</a> Physiotherapy. 101, 389-393 (2015).</li><li>Chen, X., 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=Feasibility+of+Using+Microsoft+Kinect+to+Assess+Upper+Limb+Movement+in+Type+III+Spinal+Muscular+Atrophy+Patients.">Feasibility of Using Microsoft Kinect to Assess Upper Limb Movement in Type III Spinal Muscular Atrophy Patients.</a> Plos One. 12, (2017).</li><li>Bonati, U., 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=Longitudinal+characterization+of+biomarkers+for+spinal+muscular+atrophy.">Longitudinal characterization of biomarkers for spinal muscular atrophy.</a> Ann Clin Transl Neur. 4, 292-304 (2017).</li></ol>

الكتاب تشن شينغ، ديتليف وولف، جولين سيبورج-بولستر، وكريستيان التشيكية، عمر خواجه ومارتن Strahm موظفون من ف. هوفمان-"لاروش"، الذي يمول كل البحوث في هذه المقالة.

قدم التقييم المقترح القائم على Kinect بموضوعية وتحليل حركة شاملة مع توفير حل الصديقة للطفل، ومنخفضة التكلفة، والمحمولة فيما يتعلق بجداول تصنيف السريرية التقليدية أو المتطورة الفيديو المستندة إلى علامة نظم. مع اختبار ألعاب التي استمرت أقل من 5 دقائق، مكثف تم فحص نقاط الجسم متعددة في نفس الوقت، والعديد من الخصائص الزمانية المكانية والحركية قد تم تحليلها بدقة عالية، بما في ذلك السرعة، الزوايا المشتركة، وهلم جرا. إنشاء أسرة وجهود التدريب كانت أيضا الكثير أقل تطلبا مقارنة بجداول تصنيف أو أنظمة الفيديو.
أن الخطوة الأكثر أهمية في هذا النهج تم تصميم الاختبار. بغية التقاط الأعراض الحركة الأساسية، ينبغي أن تغطي نطاق القدرة المقابلة مهمة تصميم وتجنب تأثيرات السقف أو الكلمة. في مثال هذا إشارة محددة، تشمل الأعراض البدنية الشائعة من SMA ضعف العضلات ومحدودة النطاق المشترك، وتصلب العضلات، والتعب، وهكذا. الاختبار المقترح المناسب لهذه الأعراض التي تشمل النطاق المشتركة المحدودة، التي كانت نموذجية لمرضى النوع الثاني SMA. ولسوء الحظ، تم اختبار النموذج الأولى فقط كمحاولة أولى في دراسة مخطط المعينين فقط SMA النوع 3 مرضى. نظراً لقدرة هؤلاء المرضى أعلاه ما هو الاختبار الحالي يمكن قياس (الحد الأقصى أثر)، لا يمكن تحقيق النتائج المرجوة. لهذه الفئة من المرضى حركيا، سيكون نقل العضلات التعب والجسم مقياسا أفضل.
استناداً إلى هذه التجربة، تم تصميم نسخة ثانية من الاختبار يتكون من نسخة معدلة من لعبة "خزانة الملابس" ولعبة "قوارب تجديف" إضافية. وقد نسخة معدلة من لعبة "خزانة" ثلاثة مستويات صعوبة. في المستوى الأول، يتم وضع الكائنات قرب الجسم حيث أن هذا الموضوع لا يحتاج إلى تمديد الذراع، والتي تستهدف مجموعة المريض ضعيفة، الذين يمكن إلا يجلس في كرسي متحرك ويتعذر تماما تمديد أسلحتهم دون الدعم الكامل. في المستوى الثاني، يتم وضع الكائنات في مسافة طول الذراع كله، الذي يستهدف مجموعة المرضى الذين يمكن رفع وتوسيع نطاق الأسلحة دون أي دعم. في المستوى الأكثر صعوبة، يتم وضع الكائنات قليلاً خارج نطاق الذراع؛ ولذلك، يحتاج هذا الموضوع لتحريك الجذع العلوي كملحق. المستوى الثالث من أهداف الفريق المريض حركيا حيث يقاس أيضا حركة محورية والدانية. خلال مرحلة تحديد المواقع اللعبة، تلقائياً يقاس طول الذراع للموضوع وتستخدم بعد ذلك لحساب مواقع الكائنات في اللعبة التالية؛ ولذلك، مستويات الصعوبة يتم تعديلها تلقائياً إلى قدرة الفرد. عند الوصول إلى حد قدرة كل فرد، ولا يمكن الوصول إلى الكائنات أو وضعها، سيتم تخطي المستوى أما تلقائياً بعد فترة معينة من الزمن، أو يدوياً بالمشغل عن طريق الضغط على زر "تخطي" على الشاشة. أهداف لعبة عضل التحمل "قوارب التجديف" وأنه يتطلب الموضوع إلى تكرار ذراع المتداول الحركة في أسرع وقت ممكن لمدة 1 دقيقة. في دراسة في مستقبل، الإصدار الثاني يهدف إلى تغطية المريض من SMA النوع 2 لكتابة 3، نظراً للمهام التي تقيس قدرة المرضى مع قدرة حركة الذراع محدودة للمرضى مع وظيفة الذراع كامل ومحدودية حركة محورية.
على الجانب الآخر من تصميم الاختبار هو النظر في تأثير الكلمة. نظراً لمحدودية القرار المكانية والزمانية، المجس ثلاثي الأبعاد فقط قادرة على التقاط دقة إجمالي حركات مثل المشي ويلوحون بالذراع، وهلم جرا. لغرامة حركة الكشف، بما في ذلك تحول التنصت أو من ناحية الشكل، أكثر حساسية من الأجهزة الرقمية مثل الهواتف النقالة أو ويرابليس المعصم مطلوبة. كما تمت مناقشته، المفتاح لنجاح هذا التطبيق إقامة المباراة الصحيحة بين أعراض المرض الكامنة وقدرات الجهاز والمهام المصممة.
وتشمل بعض اعتبارات أخرى خلال تصميم اختبار الفئة العمرية وتأثير التعلم واللغات وهلم جرا. الاختبار منذ SMA يصيب أساسا الأطفال، ينبغي أن تكون بسيطة وواضحة قدر الإمكان مع الحفاظ على سمة gamification جذابة. واستخدمت في تصميمنا، شخصيات رسوم متحركة وكائنات مرسومة باليد. المهمة تقليد سلوك التضميد الذاتي الذي يكتسب عادة الأطفال بعد سنتين أو ثلاث سنوات من العمر. وأبقى الحركات بسيطة مثل أنه يمكن فهم المواضيع وإجراء اختبار بعد مرحلة تدريبية قصيرة وتم تجنب الآثار التعلم، التي تم قياسها ومناقشتها في لدينا المنشور السابق13.
عند تنفيذ بروتوكول الاختبار، وتحليل البيانات، قد تنشأ بعض القضايا وبالمثل لتطبيقات الاستشعار ثلاثي الأبعاد الأخرى. وتشمل هذه القضايا تدخل الشمس المشرقة، والملابس الخاصة، أكثر من موضوع واحد في مجال الرؤية، وأوقات أخذ العينات غير النظامية. ووجدنا حالة واحدة فيها موضوعا في ملابس سوداء لم يتم الكشف عنه باستشعار ثلاثي الأبعاد في غرفة مشمسة، حتى عند هذا الموضوع لم يكن مباشرة في ضوء الشمس. عندما أكثر من موضوع واحد يظهر ويختفي من مجال الرؤية، تعيين أرقام معرف للكشف عن الهياكل العظمية قد الانتقال، أي أعباء التحليل. على الرغم من أن النواتج استشعار ثلاثي الأبعاد الإشارة في تواتر 30 هرتز ومن الناحية النظرية، أن الإنتاج الفعلي قد يكون الثغرات ليصل إلى مائة السيدة ولذلك، من المهم أن تتبع وتصدير الطابع الزمني.
لدينا أول اختبار أجرى على الصيغة الأولى للاستشعار ثلاثي الأبعاد، والتي استبدلت حاليا بصيغة ثانية، وينفذ لدينا النسخة المعدلة استناداً إلى هذا الإصدار الثاني. بين الإصدارات، برامج التشغيل الأساسية مختلفة، وأيضا قد تغيرت واجهة التطبيق (API). وهناك اختلافات أخرى عند ترحيل التطبيق. منذ كلا الإصدارين من التطبيق يمكن أن توفرها بحرية بناء على طلب مقدمي البلاغ، وبرامج تشغيل أجهزة الاستشعار التي يمكن تحميلها من الموقع Kinect، وهذا هو القلق ليس للمستخدم.
استخدام جهاز استشعار ثلاثي الأبعاد، قمنا بتطوير أداة تقييم دالة الطرف العلوي مبتكرة والكمية، وهدف إدماج التكنولوجيا الصديقة للأطفال مثل لعبة. استكشاف الجدوى وتحليلها. عملنا أثبت قوة محتملة لاستشعار ثلاثي الأبعاد كنهج بديلة وتكميلية لتقييم حركة.

تقييم شامل لوظيفة العضلات تقييم نقدي في الكثير من الأمراض العصبية العضلية وشرطا أساسيا هاما لنجاح التجارب السريرية. جداول تصنيف السريرية وتستخدم على نحو متزايد كأداة لتقييم موحدة ونتيجة راسخة قياس1. بيد أنها تعتمد بشدة على حكم ذاتي للأطباء وقد يؤدي إلى تباينات كبيرة مما يؤدي إلى عدم تناسق في جملة-وداخل-المقيم2 أو إنشاء الأرقام التي لا تفي بالمعايير الخاصة بالقياسات الدقيقة1. وبالإضافة إلى ذلك، العديد من الأمراض العصبية العضلية تؤثر إلى حد كبير على الأطفال ومعظم جداول تصنيف هذه طويلة ومملة، مما يفرض تحديات إضافية. مثال الأمراض العصبية العضلية هو العمود الفقري العضلات ضمور (SMA)، ومرض قاتل العضلية تتميز ب ضعف العضلات التدريجي3. اعتماداً على تعمل السريرية، يعيش بعض المرضى مع الكراسي المتحركة (النوع 2)، وبعضها يمكن الوقوف والمشي دون مساعدة (النوع 3)4. وهناك طلبا متزايداً على أداة لتقييم أكثر حساسية وموضوعية لقياس وظيفة العضلات من حيث نطاق حركة مشتركة، وقوة العضلات، والعضلات والإرهاق وهلم جرا، من أجل تتبع تطور المرض وفعالية العقاقير.
التقدم السريع في تكنولوجيا الاستشعار الحركة جعلت من الممكن لتحليل خصائص الحركة بتكاليف منخفضة نسبيا، بينها دراسة قيمة استشعار ثلاثي الأبعاد (Kinect) في التقاط حركة الجسم بكامله بطريقة خالية من علامة قد تم على نطاق واسع. باستخدام المتكاملة استشعار الأشعة تحت الحمراء، وآله تنفذ تعلم الخوارزميات، هي الاستدلال على مواقع هيئة من الأشخاص يتم تعقبها من خلال مواقف 3 الأبعاد من المعالم التشريحية 20 تسمى مفاصل الجسم أو نقاط بما في ذلك الرأس، والرقبة، الأيدي والمعصمين والمرفقين، الكتفين، العمود الفقري، الوركين، الركبتين، الكاحلين والقدمين5. الأزمنة هو يصل إلى 30 هرتز، وكاف للحركة المادية الأكثر باستثناء بعض الأعراض المرضية الحركية مثل الهزات. دقة استشعار ثلاثي الأبعاد المكانية قد صودق على نطاق واسع مع الحقيقة الأرض6 أو معيار الذهب، وهي حركة ثلاثية الأبعاد على أساس العلامة تحليل نظام7،،من89،10 ،،من1112. صحة جيدة المتزامنة وإمكانية تكرار نتائج قد كشفت عن طريق الاختبارات المختلفة، لا سيما من أمامي عرض12 لإجمالي حركات7. من أجل تقييم موضوعي وظيفة الطرف العلوي للأطفال مع SMA، نحن صممت ونفذت مثل لعبة اختبار استناداً إلى جهاز استشعار ثلاثي الأبعاد لقياس القدرة على الحركة المشتركة.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:727px;" width="727">
	<tbody>
		<tr height="231">
			<td height="231" style="height:231px;width:299px;">Microsoft Kinect for Windows v1 sensor</td>
			<td style="width:83px;">Microsoft</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td style="width:227px;">The first version of the test was developed on Kinect sensor v1 which is not sold any more. But the second version was developed on the Kinect sensor v2 which can be tested in a similar way by using Microsoft Kinect for Windows v2 sensor (GT3-00003) together with Microsoft Kinect Adapter (9J7-00009)</td>
		</tr>
		<tr height="213">
			<td height="213" style="height:213px;width:299px;">DELL XPS 2720 All-In-One PC with windows 8 operating system, 16G RAM, Intel Core i7 and 64-bits</td>
			<td style="width:83px;">DELL</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td style="width:227px;">In our setup, a All-in-one computer was used, but in fact any laptop or computer which fullfills the following requirements and a big screen for the subjects to see will work: windows 8 or higher operating system; 64-bit processor; dual-core 3.2 GHz or faster processor; dedicated USB 3.0 bus; 2 GB RAM</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an objective and child-friendly assessment of arm function by using a 3-d sensor

ضمور العضلات تدريجيا ولا رجعة فيه يميز ضمور العضلات الشوكي (SMA)، وأمراض اضطراب العضلات مماثلة أخرى. تقييم موضوعي لوظائف العضلات ضرورية وهامة، على الرغم من أن التحدي، شرط أساسي لنجاح التجارب السريرية. جداول تصنيف السريرية الحالية كبح شذوذ الحركة إلى بعض العناصر الفردية خشن الحبيبات المعرفة مسبقاً. كينكت ثلاثي الأبعاد برز اقتراح منخفضة التكلفة والمحمولة الاستشعار عن التكنولوجيا المستخدمة في التقاط والحركة في الطب العديد من تعقب الناس وحقول البحث. ووضعت نهجاً جديداً باستخدام هذا المجس ثلاثي الأبعاد واختبار مثل لعبة صمم لقياس موضوعية وظيفة الطرف العلوي للمرضى الذين يعانون من SMA. اختبار النموذج الأولى تستهدف قدرة الحركة المشتركة. وبينما كان جالساً في مشهد ظاهري، كلف المريض بتمديد والمرن، ورفع الذراع كله بغية الوصول إلى وضع بعض الكائنات. كل الخصائص الحركية والزمانية المكانية لحركة الطرف العلوي استخرجت وتحليلها، مثلتمديد الكوع وزوايا الانحناء، من ناحية السرعة والتسارع. وشملت الدراسة الأولى مجموعة صغيرة من 18 مريضا SMA حركيا وضوابط صحية 19 مطابقة العمر ونوع الجنس. تم إجراء تحليل شامل لحركة الذراع؛ ومع ذلك، تم العثور على لا يوجد فرق كبير بين الجماعات بسبب عدم تطابق قدرة المريض وصعوبة اختبار. وبناء على هذه التجربة، كانت نسخة ثانية من الاختبار يتكون من نسخة معدلة من المباراة الأولى مع زيادة الصعوبات والمباراة ثانية استهداف العضلات القدرة على التحمل صممت ونفذت. لم يتم إجراء الاختبار الجديد في أي مجموعات المرضى حتى الآن. عملنا قد أظهرت القدرة المحتملة على استشعار ثلاثي الأبعاد في تقييم هذه وظيفة العضلات واقترح نهجاً موضوعيا لتكملة جداول تصنيف السريرية.

استخدام الإجراء المعروضة أعلاه، يتم رسم ملامح حركة مختلفة واستكشاف نهج التحليل بغية التوصل إلى فهم شامل للحركات.
في الشكل 1، يتم رسم الآثار من 9 نقاط الجزء العلوي من الجسم تقييد على المحاور X و Y الذي يمثل إسقاطاً 2-ديمينشونال (يمثل X الموضع الأفقي للموضوع، وتمثل Y الرأسي الموقف حين Z هو المسافة إلى ثلاثي الأبعاد جهاز استشعار). ويبين الشكل 1 ما استشعار ثلاثي الأبعاد فعلا تدابير، المواقع المكانية لنقاط الجسم. قبل التصفيف SMA مريض واحد وواحد السيطرة 4 زيارات صحية، يتضح أن المريض والمراقبة إنجاز المهام مع مسارات واضحة يمكن التعرف عليه. وكانت هناك خصائص معينة تعتمد على هذا الموضوع الذي بقي متسقة على جميع الزيارات، مثلاً، مسار أيدي المريض. وبالمقارنة، كان موضوع مراقبة حركة الجذع أقل نسبيا على مر الزمن، موضح بواسطة حشود أصغر من الخطوط الأحمر والأصفر والوردي (الرأس والرقبة، والجذع نقاط، على التوالي). لم يكن أي من هذين الموضوعين أظهر أي ميزات الحركة للثث.
ويبين الشكل 2 الممثل بعض ميزات المستخرجة من السلسلة الزمنية مواقع نقاط الجسم. مقارنة الرقم 1، و الرقم 2 يعطي فكرة يمكن استخراج المعلومات المحتملة وتصور من البيانات الخام استشعار ثلاثي الأبعاد من أجل فهم خصائص الحركة الأساسية. الشكل 2 مؤامرة تتبع أيدي مجزأة تشير إلى مراحل الإرشاد والانحناء الكوع جولتين من موضوع واحد. المسار يشبه نفسه تماما بين الجولتين. للكائنات السفلي الثلاثة، كلتا يديه تميل إلى جهته، ولكن هذه ليست الحال بالنسبة للكائنات اثنين العلوي. الشكل 2 ب المؤامرات الرسم البياني لسرعات يدوية (بينما تتحرك اليد؛ الدولة يستريح مستبعد). لا يوجد أي فرق كبير بين اليسار واليد اليمنى لهذا الموضوع. الشكل 2 ج يبين أطوال المسار مجموع النقاط الرأس والرقبة والجذع، الذي يمكن اعتباره كنوع من الجذع تعويض الحركة الواحدة موضع الكائن. لكائنات 3 و 8، والتي وضعت في الزاوية العليا، حركة الجذع أكبر نسبيا مقارنة بالوظائف الأخرى. وعلاوة على ذلك، انتقلت الرأس من الواضح أكثر من نقطتين أخرى. 2d الأرقام، 2e، و 2f ، بوكسبلوتس يبين التوزيع الشامل من جميع 4 زيارات لبعض الميزات. وترد المرضى السبعة الأولى فقط مع كل 4 زيارات للوضوح. الشكل 2 ويبين د طول المسار الكلي من ناحية مقسوماً على طول الذراع الفرد تقاس بأجهزة الاستشعار بغية التعويض عن الفرق طول الذراع بين الموضوع. خلال التحركات التي تقوم للوصول إلى ووضع الكائنات، طول مسار اليد حول ضعف طول الذراع لكائن واحد؛ ولذلك، هو طول المسار الكلي للكائنات 20 حوالي 40 مرة طول الذراع. ولوحظت فروق واضحة بين الموضوع، على سبيل المثال، في حركة الجذع التعويض بين المرضى 2 و 3 (الشكل 2ه) أو في يد متوسط السرعة بين المرضى 1 و 3 (الشكل 2و).
كامل السريرية ذات الصلة ويمكن الاطلاع على التحليل والنتائج في لدينا منشور سابق13.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57014/57014fig1.jpg"> الشكل 1 : قطع التتبع تمثيلية من 9 نقاط الجزء العلوي من الجسم أثناء test. قطع 4 أعلى من مريض SMA والمؤامرات السفلي 4 من مراقبة صحية واحدة. لقد تم تعديل هذا الرقم من أعمالنا المنشور السابق13. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57014/57014fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57014/57014fig2.jpg"> الشكل 2 : نتائج التحليل الموجز الممثل: (أ)، (ب)، (ج) من موضوع واحد و (د) (ه)، (و) الملخص من المرضى SMA 7 أولاً مع إتمام الزيارات 4. في الفقرة (د)، (ه) (و) (السفلي والعلوي من المربع quartiles الأول والثالث، وهو الخط الأفقي داخل المربع المتوسط. يتم تعريف أطوال شعيرات (تمديد خطوط عمودية من المربع) كأدنى نقطة ضمن النطاقات المجال 1.5 (IQR) ربعي أدنى وأعلى نقطة حدود 1.5 IQR في الربع العلوي. الماس تمثل المتطرفة خارج شعيرات. (أ) ارسم تتبع اليدين سيجمينتيد. خطوط متصلة تمثل مرحلة تمديد الكوع عند الأيدي الوصول للكائنات في حين تمثل الخطوط المتقطعة في مرحلة الانحناء الكوع عند وضع يد الكائنات على الجسم. يمثل كل لون الكائنات في نفس الموضع من الجولتين. (ب) الرسم البياني لسرعة اليد أثناء حركات تمديد والانحناء. (ج) مجموع أطوال حركة تعويض من الرأس والرقبة والجذع النقاط لكل كائن الفردية. (د) Boxplot من ناحية إجمالي طول المسار مسار لليمين واليسار يد الزيارات على التوالي ما يزيد على 4. ويبين المحور y ناحية مجموع أطوال المسار مقسوماً على طول الذراع الفردية. (ﻫ) Boxplot الجذع مجموع التعويض الحركة بما في ذلك الرأس والرقبة، والجذع يشير للحركة من الجانب الأيمن والأيسر الحركة على التوالي ما يزيد على 4 زيارات. (و) Boxplot اليد متوسط السرعة أثناء الحركة من أجل الحق ويدي اليسرى على التوالي ما يزيد على 4 زيارات. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57014/57014fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>

Watch this Scientific Journal Video about An Objective and Child-friendly Assessment of Arm Function by Using a 3-D Sensor at JoVE.com

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

تقييم موضوعي والصديقة للطفل لوظيفة الذراع باستخدام جهاز استشعار ثلاثي الأبعاد

تدبير وظائف العضلات موضوعي صعوبة خاصة في الأطفال. استناداً إلى جهاز استشعار ثلاثي الأبعاد رقمية متاحة تجارياً، تم تطوير اختبار ألعاب الصديقة للطفل لتقييم الدالة الطرف العلوي للتجارب السريرية.

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

Research

JoVE Journal

Behavior

Assessment of Sensorimotor Function in Mouse Models of Parkinson's Disease

تقييم حسي حركي وظيفة في نماذج الماوس من مرض باركنسون

Sensitive and  reliable behavioral outcome measures are essential to the evaluation of  potential therapeutic treatments in preclinical trials for many  ...

The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

المهام التطابق Crossmodal كوسيلة للحصول على قياس الهدف السلوكي في المطاط اليد بارادايم الوهم

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

An Alternative to the Traditional Cold Pressor Test: The Cold Pressor Arm Wrap

بديل لاختبار المعصرة الباردة التقليدية: التفاف ذراع المعصرة الباردة

Recently research on the relationship between stress and cognition, emotion, and behavior has greatly increased. These advances have yielded insights into ...

Use of an Eight-arm Radial Water Maze to Assess Working and Reference Memory Following Neonatal Brain Injury

Working and reference memory are commonly assessed using the land based radial arm maze.&#160;However, this paradigm requires pretraining, food ...

Assessment of Murine Exercise Endurance Without the Use of a Shock Grid: An Alternative to Forced Exercise

تقييم الفئران تمرين التحمل من دون استخدام الشبكة من الصدمة: بديل لممارسة القسري

Using laboratory mouse models, the molecular pathways responsible for the metabolic benefits of endurance exercise are beginning to be defined. The most ...

Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

تقييم التجريبية من الفأر المؤانسة باستخدام الآلي صورة نهج المعالجة

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the ...

Testing Animal Anxiety in Rats: Effects of Open Arm Ledges and Closed Arm Wall Transparency in Elevated Plus Maze Test

اختبار القلق الحيوان في الفئران: آثار الحواف ذراع مفتوحة ومغلقة الذراع الجدار الشفافية في مرتفعة بالإضافة إلى اختبار المتاهة

The elevated plus maze test is a behavioral test for assessing animal anxiety in rodents. Although this test is widely applied in the field of behavioral ...

Supramaximal Intensity Hypoxic Exercise and Vascular Function Assessment in Mice

سوبراماكسيمال كثافة ممارسة التاكسج، وتقييم وظيفة الأوعية الدموية في الفئران

Exercise training is an important strategy for maintaining health and preventing many chronic diseases. It is the first line of treatment recommended by ...

Assessment of Memory Function in Pilocarpine-induced Epileptic Mice

تقييم وظيفة الذاكرة في الفئران الصرع التي يسببها بيلوكاربين

Cognitive impairment is one of the most common comorbidities in temporal lobe epilepsy. To recapitulate epilepsy-associated cognitive decline in an animal ...

Assessment of Stress Effects on Cognitive Flexibility using an Operant Strategy Shifting Paradigm

تقييم آثار الإجهاد على المرونة المعرفية باستخدام نموذج التحول الاستراتيجي الأوبراتي

Stress affects cognitive function. Whether stress enhances or impairs cognitive function depends on several factors, including the 1) type, intensity, and ...