Name: three-dimensional finger motion tracking during needling: a solution for the kinematic analysis of acupuncture manipulation
Uploaded: 2021-10-28T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Three-Dimensional Finger Motion Tracking during Needling: A Solution for the Kinematic Analysis of Acupuncture Manipulation at JoVE.com

Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (Grant Number. 82174506) unterstützt.

Diese Studie wurde von der Ethikkommission des Yueyang-Krankenhauses genehmigt, das mit der Shanghai University of Traditional Chinese Medicine verbunden ist (Referenznummer 2021-062), und jeder Teilnehmer unterzeichnete eine Einverständniserklärung.
1. Versuchsvorbereitungen
<ol><li>Kameraeinstellungen:<ol>
<li>Stellen Sie drei Stative vor den Operationstisch und verbinden Sie sie mit drei Kameras.</li>
		<li>Stellen Sie die Aufnahmeparameter der Kameras wie folgt ein: Au...

<ol>
	<li>Xu, G., 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=Effect+of+different+twirling+and+rotating+acupuncture+manipulation+techniques+on+the+blood+flow+perfusion+at+acupoints.">Effect of different twirling and rotating acupuncture manipulation techniques on the blood flow perfusion at acupoints.</a> Journal of Traditional Chinese Medicine. 39 (5), 730-739 (2019).</li><li>Lan, K. C., 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=Effects+of+the+New+Lift-Thrust+Operation+in+Laser+Acupuncture+Investigated+by+Thermal+Imaging.">Effects of the New Lift-Thrust Operation in Laser Acupuncture Investigated by Thermal Imaging.</a> Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2019 (2), 1-8 (2019).</li><li>Zhang, L., 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=Effects+of+acupuncture+with+needle+manipulation+at+different+frequencies+for+patients+with+hypertension:+Result+of+a+24-+week+clinical+observation.">Effects of acupuncture with needle manipulation at different frequencies for patients with hypertension: Result of a 24- week clinical observation.</a> Complementary Therapies in Medicine. 45, 142-148 (2019).</li><li>Sun, N., 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=Correlation+between+acupuncture+dose+and+effectiveness+in+the+treatment+of+knee+osteoarthritis:+a+systematic+review.">Correlation between acupuncture dose and effectiveness in the treatment of knee osteoarthritis: a systematic review.</a> Acupuncture in Medicine. 37 (5), 261-267 (2019).</li><li>Choi, Y. J., Lee, J. E., Moon, W. K., Cho, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+the+effect+of+acupuncture+depend+on+needling+sensation+and+manipulation.">Does the effect of acupuncture depend on needling sensation and manipulation.</a> Complementary Therapies in Medicine. 21 (3), 207-214 (2013).</li><li>Park, Y. J., Lee, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+acupuncture+intervention+and+manipulation+types+on+poststroke+dysarthria:+A+systematic+review+and+meta-analysis.">Effect of acupuncture intervention and manipulation types on poststroke dysarthria: A systematic review and meta-analysis.</a> Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2020, 4981945 (2020).</li><li>Yang, N. N., Ma, S. M., Yang, J. W., Li, T. R., Liu, C. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardizing+therapeutic+parameters+of+acupuncture+in+vascular+dementia+rats.">Standardizing therapeutic parameters of acupuncture in vascular dementia rats.</a> Brain and Behavior. 10 (10), 01781 (2020).</li><li>Lyu, R., Gao, M., Yang, H., Wen, Z., Tang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimulation+parameters+of+manual+acupuncture+and+their+measurement.">Stimulation parameters of manual acupuncture and their measurement.</a> Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2019, 1725936 (2019).</li><li>Li, J., Grierson, L. E., Wu, M. X., Breuer, R., Carnahan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perceptual+motor+features+of+expert+acupuncture+lifting-thrusting+skills.">Perceptual motor features of expert acupuncture lifting-thrusting skills.</a> Acupuncture in Medicine. 31 (2), 172-177 (2013).</li><li>Xuemin, 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=Application+of+Twirling+Replenishing+and+Reducing+Technique+and+Its+Quantitative+Concept.">Application of Twirling Replenishing and Reducing Technique and Its Quantitative Concept.</a> Chinese Medical Journal. 05, 16-17 (1987).</li><li>Guxing, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+teaching+test+apparatus+for+acupuncture+manipulations+in+TCM.">Development of teaching test apparatus for acupuncture manipulations in TCM.</a> Chinese Acupuncture &amp; Moxibustion. 21 (4), 229 (2001).</li><li>Liu, T. Y., Yang, H. Y., Li, X. J., Kuai, L., Gao, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploitation+and+application+of+acupuncture+manipulation+information+analysis+system.">Exploitation and application of acupuncture manipulation information analysis system.</a> Zhen Ci Yan Jiu. 33 (5), 330-333 (2008).</li><li>Leow, M. Q., Cao, T., Cui, S. L., Tay, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+needle+motion+during+acupuncture:+implications+for+education+and+future+research.">Quantifying needle motion during acupuncture: implications for education and future research.</a> Acupuncture in Medicine. 34 (6), 482-484 (2016).</li><li>Sun, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Research on Acupuncture Information Transmission and Quantification System. , (2005).</li><li>Tang, W. C., Yang, H. Y., Liu, T. Y., Gao, M., Xu, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motion+video-based+quantitative+analysis+of+the+'lifting-thrusting'+method:+a+comparison+between+teachers+and+students+of+acupuncture.">Motion video-based quantitative analysis of the 'lifting-thrusting' method: a comparison between teachers and students of acupuncture.</a> Acupuncture in Medicine. 36 (1), 21-28 (2018).</li><li>Zhang, A., Yan, X. K., Liu, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Introduction+to+a+newly-developed+“Acupuncture+Needle+Manipulation+Training-evaluation+System”+based+on+optical+motion+capture+technique.">An Introduction to a newly-developed “Acupuncture Needle Manipulation Training-evaluation System” based on optical motion capture technique.</a> Acupuncture Research. 41 (6), 556-559 (2016).</li><li>Zhang, A., Yan, X. K., Liu, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Introduction+to+A+Newly-developed+“Acupuncture+Needle+Manipulation+Training-evaluation+System”+[Based+on+Optical+Motion+Capture+Techniqu].">An Introduction to A Newly-developed “Acupuncture Needle Manipulation Training-evaluation System” [Based on Optical Motion Capture Techniqu].</a> Zhen Ci Yan Jiu. 41 (6), 556-559 (2016).</li><li>Yang, P., Sun, X. W., Ma, Y. K., Zhang, C. X., Zhang, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+research+on+acupuncture+manipulation+based+on+video+motion+capture.">Quantitative research on acupuncture manipulation based on video motion capture.</a> Medical Biomechanics. 31 (2), 154-159 (2016).</li><li>Wang, F. C., Ma, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Acupuncture and Moxibustion Techniques and Manipulations, 4 end. , 31-34 (2016).</li><li>. Acupuncture Manipulation Analysis (AMA) Version 1.1 Available from: <a target="_blank" href="https://github.com/SHUTCM-tcme/AMA">https://github.com/SHUTCM-tcme/AMA</a> (2021)</li><li>Wu, G., 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=ISB+recommendation+on+definitions+of+joint+coordinate+systems+of+various+joints+for+the+reporting+of+human+joint+motion--Part+II:+shoulder,+elbow,+wrist+and+hand.">ISB recommendation on definitions of joint coordinate systems of various joints for the reporting of human joint motion--Part II: shoulder, elbow, wrist and hand.</a> Journal of Biomechanics. 38 (5), 981-992 (2005).</li><li>Metcalf, C. D., Notley, S. V., Chappell, P. H., Burridge, J. H., Yule, V. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+and+application+of+a+computational+model+for+wrist+and+hand+movements+using+surface+markers.">Validation and application of a computational model for wrist and hand movements using surface markers.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 55 (3), 1199-1210 (2008).</li><li>Ganguly, A., Rashidi, G., Mombaur, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+performance+of+the+leap+motion+controller(tm)+with+a+standard+marker-based+motion+capture+system.">Comparison of the performance of the leap motion controller(tm) with a standard marker-based motion capture system.</a> Sensors (Basel). 21 (5), (2021).</li><li>Cecilio-Fernandes, D., Cnossen, F., Coster, J., Jaarsma, A. D. C., Tio, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+expert+and+augmented+feedback+on+learning+a+complex+medical+skill.">The effects of expert and augmented feedback on learning a complex medical skill.</a> Perceptual and Motor Skills. 127 (4), 766-784 (2020).</li><li>Asadipour, A., Debattista, K., Chalmers, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visuohaptic+augmented+feedback+for+enhancing+motor+skills+acquisition.">Visuohaptic augmented feedback for enhancing motor skills acquisition.</a> The Visual Computer. 33 (4), 401-411 (2017).</li><li>Ozkaya, G., 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=Three-dimensional+motion+capture+data+during+repetitive+overarm+throwing+practice.">Three-dimensional motion capture data during repetitive overarm throwing practice.</a> Scientific Data. 5, 180272 (2018).</li><li>Maidhof, C., Kastner, T., Makkonen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+EEG,+MIDI,+and+motion+capture+techniques+for+investigating+musical+performance.">Combining EEG, MIDI, and motion capture techniques for investigating musical performance.</a> Behavior Research Methods. 46 (1), 185-195 (2014).</li><li>Turner, C., Visentin, P., Oye, D., Rathwell, S., Shan, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pursuing+artful+movement+science+in+music+performance:+single+subject+motor+analysis+with+two+elite+pianists.">Pursuing artful movement science in music performance: single subject motor analysis with two elite pianists.</a> Perceptual and Motor Skills. 128 (3), 1252-1274 (2021).</li><li>Holden, M. 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=Objective+assessment+of+colonoscope+manipulation+skills+in+colonoscopy+training.">Objective assessment of colonoscope manipulation skills in colonoscopy training.</a> International Journal for Computer Assisted Radiology and Surgery. 13 (1), 105-114 (2018).</li><li>Oquendo, Y. A., Riddle, E. W., Hiller, D., Blinman, T. A., Kuchenbecker, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatically+rating+trainee+skill+at+a+pediatric+laparoscopic+suturing+task.">Automatically rating trainee skill at a pediatric laparoscopic suturing task.</a> Surgical Endoscopy. 32 (4), 1840-1857 (2018).</li><li>Kwak, J. M., 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=Improvement+of+arthroscopic+surgical+performance+using+a+new+wide-angle+arthroscope+in+the+surgical+training.">Improvement of arthroscopic surgical performance using a new wide-angle arthroscope in the surgical training.</a> PLoS One. 14 (3), 0203578 (2019).</li><li>Zhenzhu, L., 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+study+of+the+low-cost+motion+tracking+system+for+assessing+endoscope+holding+skills.">Feasibility study of the low-cost motion tracking system for assessing endoscope holding skills.</a> World Neurosurgery. 140, 312-319 (2020).</li><li>Sakakura, Y., 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=Biomechanical+profiles+of+tracheal+intubation:+a+mannequin-based+study+to+make+an+objective+assessment+of+clinical+skills+by+expert+anesthesiologists+and+novice+residents.">Biomechanical profiles of tracheal intubation: a mannequin-based study to make an objective assessment of clinical skills by expert anesthesiologists and novice residents.</a> BMC Medical Education. 18 (1), 293 (2018).</li><li>Hunukumbure, A. D., Smith, S. F., Das, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Holistic+feedback+approach+with+video+and+peer+discussion+under+teacher+supervision.">Holistic feedback approach with video and peer discussion under teacher supervision.</a> BMC Medical Education. 17 (1), 179 (2017).</li></ol>

Diese Studie etablierte die Messmethode der kinematischen Parameter von AM in vivo und erhielt die Daten von Bewegungsamplitude, Geschwindigkeit und Betriebszeit der sechs wichtigen Tracking-Punkte an Daumen und Zeigefinger entlang von drei Achsen. In der Zwischenzeit wurden basierend auf dem 3D-Kalibrierungsrahmen eine 3D-Stick-Ansicht und eine entsprechende Animation von Daumen und Zeigefinger während des Nadelns generiert. Die Daumen- und Zeigefingerbewegung von AM kann mit der synchronen Wiedergabe von kine...

Als eine Art der klinischen Fähigkeiten der Traditionellen Chinesischen Medizin (TCM) und der körperlichen Stimulation wird die Akupunkturmanipulation (AM) oft als ein wichtiger Faktor angesehen, der die therapeutische Wirkung der Akupunktur beeinflusst1,2. Viele Studien haben bestätigt, dass unterschiedliche AM oder unterschiedliche Stimulationsparameter (Nadelgeschwindigkeit, Amplitude, Frequenz usw.) derselben AM zu unterschiedlichen therapeutischen Wirkungen führten3,4,5,6,7. Daher können die Messung relevanter kinematischer Parameter der AM und die Korrelationsanalyse mit der therapeutischen Wirkung nützliche Datenunterstützung und Referenz für die klinische Behandlung mit Akupunktur liefern8,9.
Die Messung der kinematischen Parameter des AM begann in den 1980er Jahren10. In der Anfangszeit wurde die auf variablem Widerstand basierende elektrische Signalwandlungstechnologie hauptsächlich verwendet, um das Wegsignal des Nadelkörpers in ein Spannungs- oder Stromsignal zur Anzeige und Aufzeichnung der Amplituden- und Frequenzdaten von AM11 umzuwandeln. Darüber hinaus wird der berühmte ATP-II Chinese Medicine Acupuncture Technique Tester II (ATP-II) mit dieser Technologie derzeit von vielen Universitäten für traditionelle chinesische Medizin in China eingesetzt12. Danach, mit der kontinuierlichen Entwicklung und Innovation der Sensortechnologie, wurden verschiedene Arten von Sensoren verwendet, um kinematische Parameter von AM zu sammeln. Zum Beispiel wurde der elektromagnetische Bewegungssensor mit drei Achsen am Nadelgriff befestigt, um die Nadelamplitude und -geschwindigkeit zu erfassen13; Der bioelektrische Signalsensor wurde auf dem Rückenhorn des Rückenmarks des Tieres platziert, um die Nadelfrequenz14 usw. aufzuzeichnen. Obwohl die quantitative Forschung von AM auf der Grundlage der beiden oben genannten Arten von Technologien die Erfassung relevanter kinematischer Parameter während des Vernadelns abgeschlossen hat, sind ihre Hauptnachteile die Unfähigkeit, die nicht-invasive Echtzeitmessung durchzuführen, und die Änderung des Betriebsgefühls, die durch die Modifikation des Nadelkörpers verursacht wird.
In den letzten Jahren wurde die Motion-Tracking-Technologie schrittweise auf die quantitative Forschung von AM15,16 angewendet. Da es auf der Frame-by-Frame-Analyse von Nadelvideo basiert, kann die Messung von Akupunkturparametern während des In-vivo-Betriebs erfasst werden, ohne den Nadelkörper zu verändern. Diese Technologie wurde verwendet, um die kinematischen Parameter wie Amplitude, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Frequenz von vier Tracking-Punkten von Daumen und Zeigefinger während des Nadelns in einer zweidimensionalen (2D) Ebene zu messen und die entsprechende Finger-Stick-Figur zu ermitteln15. Einige Studien maßen auch den Winkeländerungsbereich des interphalangealen (IP) Gelenks von Daumen und Zeigefinger mit ähnlicher Technologie9,17,18. Die aktuellen Studien zur AM-Analyse beschränken sich jedoch immer noch hauptsächlich auf die 2D-Bewegungsebene, und die Anzahl der Tracking-Punkte ist relativ gering. Bisher gibt es keine vollständige dreidimensionale (3D) Kinematik-Mess- und Analysemethode für AM, und es wurden keine entsprechenden Daten veröffentlicht.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, wird diese Studie die 3D-Motion-Tracking-Technologie verwenden, um die kinematischen Parameter der sieben Tracking-Handpunkte während des Nadelns zu messen. Dieses Protokoll zielt darauf ab, eine vollständige technische Lösung für die kinematische Analyse von AM sowie die weitere Studie über die Dosis-Wirkungs-Korrelation der Akupunktur bereitzustellen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D calibration frame</td>
			<td>Any brand</td>
			<td></td>
			<td>15 x 15 x 15 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acupuncture needles</td>
			<td>Suzhou Medical Appliance Factory</td>
			<td></td>
			<td>0.35 x 40 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double-sided tape</td>
			<td>Any brand</td>
			<td></td>
			<td>Round, 1 cm-diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reflective balls</td>
			<td>Simi Reality Motion Systems GmbH</td>
			<td></td>
			<td>6.5 mm-diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SD card</td>
			<td>Western Digital Corporation</td>
			<td></td>
			<td>SDXC UHS-I</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SD card reader</td>
			<td>UGREEN Group Limited</td>
			<td></td>
			<td>USB 3.0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Simi Motion</td>
			<td>Simi Reality Motion Systems GmbH</td>
			<td></td>
			<td>Ver.8.5.15</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Swab</td>
			<td>Any brand</td>
			<td></td>
			<td>The volume fraction of ethanol is 70%-80%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Three cameras</td>
			<td>Victor Company of Japan, Limited</td>
			<td></td>
			<td>JVC GC-PX100BAC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Three tripods</td>
			<td>Any brand</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

three-dimensional finger motion tracking during needling: a solution for the kinematic analysis of acupuncture manipulation

Dreidimensionales (3D) Motion Tracking wurde in vielen Bereichen eingesetzt, wie z.B. bei der Erforschung sportlicher und medizinischer Fähigkeiten. Dieses Experiment zielte darauf ab, die 3D-Bewegungsverfolgungstechnologie zu verwenden, um die kinematischen Parameter der Fingergelenke während der Akupunkturmanipulation (AM) zu messen und drei technische Indikatoren "Amplitude, Geschwindigkeit und Zeit" zu ermitteln. Diese Methode kann die Betriebseigenschaften von AM widerspiegeln und quantitative Parameter entlang von drei Achsen mehrerer Keilzinken liefern. Die aktuellen Beweise zeigen, dass die Methode ein großes Potenzial für zukünftige Anwendungen wie die Untersuchung der Dosis-Wirkungs-Beziehung von Akupunktur, das Lehren und Lernen von AM und die Messung und Erhaltung der AM berühmter Akupunkteure hat.

Nach der Etablierung dieser experimentellen Methode wurden die Hebe-, Schub- und Wirbelfähigkeiten von grundlegenden AM von neunzehn Akupunkturlehrern der School of Acupuncture-Moxibustion und Tuina der Shanghai University of TCM mittels 3D-Bewegungsverfolgung gemessen. Gemäß der vom Standardization and Terminology Committee (STC) der International Society of Biomechanics21 vorgeschlagenen Definition eines gemeinsamen Koordinatensystems (JCS) für Schulter, Ellbogen, Handgelenk und Hand wurden ...

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Three-Dimensional Finger Motion Tracking during Needling: A Solution for the Kinematic Analysis of Acupuncture Manipulation

Diese experimentelle Methode beschreibt eine Lösung für die kinematische Analyse der Akupunkturmanipulation mit dreidimensionaler Fingerbewegungsverfolgungstechnologie.

Dreidimensionales Finger Motion Tracking beim Needling: Eine Lösung für die kinematische Analyse der Akupunkturmanipulation

Three-dimensional (3D) motion tracking has been used in many fields, such as the researches of sport and medical skills. This experiment aimed to use 3D ...

Die Akupunkturmanipulation ist als wichtige Grundlage für die Akupunkturbehandlung bekannt. Die quantitative Analyse der Akupunkturmanipulation kann Datenunterstützung für ihre klinische Anwendung liefern. Die Etablierung dieser Bewegungsmethode basiert auf der dreidimensionalen Motion-Tracking-Technologie.Es eröffnet einen neuen Weg für die quantitative Erforschung der Akupunkturmanipulation. Diese experimentelle Methode bietet eine Lösung für den Stimulationsgrad der Bestimmung der manuellen Akupunktur und die quantitative Bewertung für das Lehren und Lernen der Akupunkturmanipulation. Nehmen Sie zunächst sieben reflektierende Kugeln mit einem Durchmesser von 6,5 Millimetern zur Befestigung an der Nadelhand des Teilnehmers.Befestigen Sie eine Kugel auf dem Mittelpunkt der Ulna und des radialen Styloids, definiert als Tracking-Punkt-Handgelenk, und eine Kugel am Metacarpophalangealgelenk, definiert als Tracking-Point-Daumen-Basisgelenk, eine Kugel am Interphalangealgelenk, definiert als Tracking-Point-Daumen-Endgelenk, befestigen Sie eine Kugel an der Mitte der Miniaturansicht, die als Tracking-Punkt-Daumenspitze definiert ist. Als nächstes befestigen Sie eine Kugel am Metacarpophalangealgelenk, das als Tracking-Punkt-Zeigefinger-Basisgelenk definiert ist. Befestigen Sie eine Kugel am proximalen Interphalangealgelenk, das als Tracking-Punkt-Zeigefingermittelgelenk definiert ist, und eine Kugel an der Mitte des Vorderfingernagels, definiert als Tracking-Punkt-Zeigefingerspitze.Legen Sie für die 3D-Kalibrierung einen kleinen 3D-Kalibrierrahmen mit acht Punkten auf den Operationstisch. Entfernen Sie den Frame aus dem Tisch, nachdem Sie mindestens acht Sekunden lang ein Video des Kalibrierungsframes aufgenommen haben. Weisen Sie den Teilnehmer an, eine Akupunkturmanipulation am Akupunkturgelenk LI11 des Freiwilligen durchzuführen, einschließlich Hebe-Schub- und Wirbelfähigkeiten, um die Nadel zu steuern, um sich auf und ab zu bewegen und mit Daumen und Zeigefinger zu drehen.Exportieren Sie als Nächstes die Videos von den Kameras auf die dafür vorgesehene Festplatte des Computers und benennen Sie die 3D-Kalibrierungsvideos in Kamera eins in ca-1.mp4 um. Und in ähnlicher Weise benennen Sie die Videos der Kameras zwei und drei um. Synchronisieren Sie alle Manipulationsvideos in der Videobearbeitungssoftware und exportieren Sie sie mit dem Namen Lifting-Thrusting-1.avi, Heben-Stoßen-2. avi, Hebe-Schub-3. avi, Wirbel-1.begeistert, wirbelnd-2. avi und twirling-3. avi bzw.Öffnen Sie die Motion-Capture-Analysesoftware und wählen Sie Neues Projekt erstellen. Legen Sie den Projektnamen und die Projektbezeichnung fest und klicken Sie auf Erstellen und Speichern, um das Projekt auf dem angegebenen Datenträger zu speichern. Wählen Sie die Spezifikation gefolgt von Den Punkten, wählen Sie dann die rechte Hand aus und ziehen Sie die Tracking-Punkte aus dem Feld "Vordefinierte Punkte" in das Feld "Verwendete Punkte".Klicken Sie auf die Schaltfläche Schließen, um fortzufahren. Als nächstes wählen Sie Spezifikation gefolgt von Verbindungen, dann klicken Sie auf den neuen Verbindungs- und Eingangsverbindungsnamen als Zeigefinger III rechts. Wählen Sie das Zeigefingermittelgelenk rechts als Startpunkt und die Zeigefingerspitze rechts als Linienpunkt im selben Fenster.Klicken Sie auf die Schaltflächen Anwenden und Schließen, um den Verbindungsaufbau abzuschließen. Um die neuen Kameragruppen hinzuzufügen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Kameras und wählen Sie Kameragruppe hinzufügen. Klicken Sie dann mit der rechten Maustaste auf die Kameras, wählen Sie Umbenennen, um die Kameragruppen in Hub-Schub-Kameragruppe bzw. Wirbel-Kameragruppe umzubenennen.Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Hub-Schub-Kameragruppe, wählen Sie Kamera hinzufügen und klicken Sie im Tracking-Feld auf die Schaltfläche Datei auswählen. Klicken Sie dann auf die vorhandene Datei öffnen, wählen Sie das Operationsvideo Lifting-Thrusting-1 aus. avi im nächsten Fenster und klicken Sie auf Übernehmen, um den Videoimport abzuschließen.Importieren Sie ebenfalls das entsprechende Kalibrierungsvideo ca-1. mp4, indem Sie auf die Auswahldatei in der 3D-Kalibrierungsbox klicken und mit dem Import anderer operativer und entsprechender Kalibrierungsvideos fortfahren. Importieren Sie als Nächstes die Twirling-Skill- und Kalibrierungsvideos in die Twirling-Kameragruppe, ähnlich dem Videoimport in der Hub-Schub-Kameragruppe.Erweitern Sie für die 3D-Kalibrierung für jede Kamera die Hub-Schub-Kameragruppe, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Hub-Schub-1 und wählen Sie die Eigenschaften aus. Klicken Sie im Feld 3D-Kalibrierung auf die Schaltfläche 3D-Kalibrierung, geben Sie dann die Beschreibung ein und fügen Sie acht Punkte hinzu, indem Sie achtmal auf die Schaltfläche Punkt hinzufügen klicken. Stellen Sie den Namen und den entsprechenden XYZ-Wert für jeden Punkt entsprechend den Kalibrierungsparametern ein und klicken Sie auf Übernehmen.Nachdem Sie alle Punkte konfiguriert haben, klicken Sie auf jeden Endpunkt des Kalibrierungsvideos, um die 3D-Kalibrierung abzuschließen und die 3D-Kalibrierung der anderen Kameras in derselben Gruppe und der Kameras in der wirbelnden Kameragruppe ebenfalls abzuschließen. Klicken Sie für die 3D-Fingerbewegungsverfolgung mit der rechten Maustaste auf die Kameragruppe mit dem Heben und Stoßen, wählen Sie 3D-Tracking aus, wählen Sie alle Kameras aus und klicken Sie auf OK, um das 3D-Tracking-Fenster zu öffnen. Stellen Sie die Spur mit dem Muster ein, das allen Punkten für alle Kameras entspricht, und klicken Sie manuell auf alle Tracking-Punkte im ersten Bild.Klicken Sie auf die Schaltfläche Automatisch suchen, um die automatische 3D-Verfolgung Frame für Frame zu starten. Und in ähnlicher Weise vervollständigen Sie die Bewegungsverfolgung der wirbelnden Kameragruppe. Um die Daten zu exportieren, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Hub-Schub-Kameragruppe, wählen Sie neue 3D-Berechnung, wählen Sie alle Kameras aus, überprüfen Sie die Aktualisierung der Daten kontinuierlich und speichern Sie die Daten explizit in der Datei und erstellen Sie das 3D-Datenfenster, und klicken Sie dann auf OK, um fortzufahren.Klicken Sie anschließend mit der rechten Maustaste auf den Ordner 3D-Koordinaten der Hub- und Schubkameragruppe, wählen Sie Exportieren, um das Exportfenster zu öffnen, und überprüfen Sie Spaltenüberschriften, Tracking-Namen, Startzeit und -häufigkeit sowie Zeitinformationen in den Parametern der ersten Spalte X, Y, Z, VX, VY, VZ. Klicken Sie auf die Schaltfläche Exportieren, um die Datendatei mit dem benutzerdefinierten Namen zu exportieren und die Datendatei der wirbelnden Kameragruppe auf die gleiche Weise zu exportieren. In der vorliegenden Studie wurden während der Hebe-Schub- und Wirbelfähigkeiten die typischen Koordinatenzeitkurven entlang von drei Achsen jedes Punktes aufgezeichnet.Die vorläufige Analyse der experimentellen Daten zeigte, dass die Bewegungs-, Amplituden- und Geschwindigkeitsparameter der Metacarpophalangealgelenke die kleinsten, größer für die Interphalangealgelenke und die größten für die proximalen Interphalangealgelenke waren. Aufgrund der minimalen Bewegung konnte die Amplitude entlang der Hauptbewegungsachse während verschiedener Fähigkeiten des Handgelenks fixiert werden und die Bewegung schien vom Daumen und Zeigefinger aus zu erfolgen. Beim Vergleich der von ATP2 abgeleiteten Daten und der von der Motion-Capture- und Analysesoftware exportierten Daten wurde festgestellt, dass die Form der Koordinatenzeitkurve von TT entlang der z-Achse der Spannungszeitkurve ähnelte, die von ATP2 während der Hub-Schub-Fähigkeit erzeugt wurde.Während der Twirling-Fähigkeit ähnelte die Form der Amplitudenzeitkurve entlang der y-Achse von TT auch der Spannungszeitkurve von ATP2 und die durchschnittlichen Betriebszyklen dieser beiden Arten von Kurven waren gleich. Beim Motion Tracking sollten alle Trackingpunkte korrekt identifiziert werden, um hochpräzise Daten zu erhalten. Der Mustervergleichsalgorithmus wird für die automatische 3D-Verfolgung von lokalisierten Punkten empfohlen.

Research

JoVE Journal

Medicine

Heterotypic Three-dimensional In Vitro Modeling of Stromal-Epithelial Interactions During Ovarian Cancer Initiation and Progression

Heterotypic Three-dimensional In Vitro Modeling of Stromal-Epithelial Interactions During Ovarian Cancer Initiation and Progression

Heterotypische Dreidimensionale<em&gt; In Vitro</em&gt; Modellierung von Stromal-Epithelial Interaktionen beim Eierstockkrebs Initiation und Progression

Epithelial ovarian cancers (EOCs) are the leading cause of death from gynecological malignancy in Western societies. Despite advances in surgical ...

Forschung

Medizin

Human Neuroendocrine Tumor Cell Lines as a Three-Dimensional Model for the Study of Human Neuroendocrine Tumor Therapy

Menschliche neuroendokrinen Tumor-Zelllinien als dreidimensionales Modell für das Studium der menschlichen neuroendokrinen Tumor-Therapie

Neuroendocrine tumors (NETs) are rare tumors, with an incidence of two per 100,&#x200A;000 individuals per year, and they account for 0.5% of all human ...

Three-dimensional Co-culture Model for Tumor-stromal Interaction

Dreidimensionale Co-Kultur-Modell für Tumor-Stroma-Interaktion

Cancer progression (initiation, growth, invasion and metastasis) occurs through interactions between malignant cells and the surrounding tumor stromal ...

Three-Dimensional (3D) Tumor Spheroid Invasion Assay

Three-Dimensional 3D Tumor Spheroid Invasion Assay

Dreidimensionale (3D) Tumor Spheroid Invasionsassay

Invasion of surrounding normal tissues is generally considered to be a key hallmark of malignant (as opposed to benign) tumors. For some cancers in ...

Adapted Resistance Training Improves Strength in Eight Weeks in Individuals with Multiple Sclerosis

Angepasst Krafttraining verbessert die Festigkeit in acht Wochen bei Patienten mit Multipler Sklerose

Hip weakness is a common symptom affecting walking ability in people with multiple sclerosis (MS). It is known that resistance strength training (RST) can ...

Three-Dimensional Printing of a Complex Aortic Anomaly

Drei-dimensionale Druck einer komplexen Aorten Anomalie

Complex congenital aortic anomalies include diverse types of malformations that may be clinically asymptomatic or present with respiratory or esophageal ...

Whole-Kidney Three-Dimensional Staining with CUBIC

Ganznieren-dreidimensionale Färbung mit CUBIC

Although conventional pathology provided numerous information about kidney microstructure, it was difficult to know the precise structure of blood ...

FSN Therapy for Knee Osteoarthritis Pain Management

Fu's Subcutaneous Needling for Knee Osteoarthritis Pain

Fu's Subcutaneous Needling for Knee Osteoarthritis Pain (Video) | JoVE 

Subkutane Nadelung von Fu bei Schmerzen bei Kniearthrose

Fu's subcutaneous needling (FSN) is a new acupuncture and dry needling technique based on traditional Chinese medicine. It rapidly produces long-lasting ...

Computer-Aided Three-Dimensional Visualization in the Treatment of Locally Advanced Thyroid Cancer

Computergestützte dreidimensionale Visualisierung bei der Behandlung von lokal fortgeschrittenem Schilddrüsenkrebs

The diagnosis and treatment of locally advanced thyroid carcinoma are challenging. The challenge lies in the evaluation of the tumor scope and the ...

Improving FSN Therapy in the Rat Model&#58; Minimizing Discomfort and Maximizing Efficiency

Efficacy of Fu's Subcutaneous Needling on Sciatic Nerve Pain: Behavioral and Electrophysiological Changes in a Chronic Constriction Injury Rat Model

Author Spotlight: Unveiling the Therapeutic Effects of FSN Treatment &#8211; Bridging Research and Clinical Applications in Neuropathic Pain

Fu&#39;s subcutaneous needling (FSN), an invented acupuncture technique from traditional Chinese medicine, is used worldwide for pain relief. However, the ...