Digital håndskriftanalyse av tegn hos kinesiske pasienter med mild kognitiv svekkelse

Summary

Denne studien foreslo en digital håndskriftanalyse av tegn hos personer med mild kognitiv svekkelse for å finne mer informasjon enn det som er avslørt av tradisjonell blyant-papir håndskriftanalyse.

Abstract

En økende mengde bevis viser at kognitive underskudd og bevegelsesdysfunksjoner ikke er separert. Pasienter med mild kognitiv svekkelse (MCI) kan manifestere finmotoriske lidelser i øvre ekstremiteter. Håndskrift er en kompleks og unik menneskelig aktivitet som involverer både motorisk og kognitiv koordinering. Forskere fra vestlige land har oppdaget at pasienter med MCI har unormale håndskriftsfunksjoner. Det er imidlertid ikke utført relevante studier i den kinesiske befolkningen. På grunn av det tverrkulturerende fenomenet håndskrift, er målet med denne studien å finne nye håndskriftoppgaver for å demonstrere forskjellene i håndskriftfunksjoner mellom eldre pasienter med MCI og alderstilpassede friske individer.

Introduction

Mild kognitiv svekkelse (MCI) regnes som en overgangs, men gradvis degenerativ kognitiv fase som går forut for utbruddet av Alzheimers sykdom (AD)¹. Det har blitt rapportert at AD progresjonshastigheten per år er 15% mens nesten 75% av moderate og alvorlige MCI tilfeller kan forbli udiagnostisert². Nyere studier har rapportert at pasienter med MCI har problemer med noen aspekter av finmotoriske oppgaver³, og de pasientene som viste motoriske lidelser, som langsom gangart, hadde høy risiko for demens⁴.

Håndskrift er en kompleks menneskelig aktivitet som innebærer en intrikat blanding av kognitive, kinestetiske og perseptuelle-motoriske komponenter, inkludert visuell og kinestetisk persepsjon, motorplanlegging, øyehåndskoordinering, visuell-motorisk integrasjon, fingerferdighet og^{manuelle ferdigheter 1}. Håndskriftanalyse har blitt brukt til å oppdage kognitive og motoriske dysfunksjoner i mange typer nevrodegenerative sykdommer, som AD og Parkinsons sykdom (PD)⁵. I tillegg har noen aspekter av håndskriftproblemer blitt rapportert å være en indikator for MCI og relatert til sykdomsprogresjon⁶. Som et flertall av befolkningen bruker språk, studier som undersøker håndskrift analyse i kinesiske høyttalere (spesielt forenklet kinesiske tegn) mangler fortsatt.

Det har vært flere artikler som har undersøkt håndskriftabnormiteter eller “agraphia” hos personer med MCI. For eksempel, ved å bruke de tradisjonelle blyant-papir metoder, Zhou og kolleger prøvde å avsløre de distinkte skriveevner mellom pasienter med MCI og enkeltpersoner uten MCI. Forskjellene mellom gruppene var ikke åpenbare, med unntak av skrivefeil⁷. Kawa et al. fant håndskriftfunksjoner hos pasienter med MCI ved hjelp av en smart penn, som dynamisk kunne analysere slag- og pennehastigheten under skriving². WACOM maskinvare og MovAlyzeR programvare kan oppdage mer sanntidsinformasjon sammenlignet med tradisjonelle blyant- og papirmetoder og smartpen papir metoder. Derfor har dynamiske håndskriftdata, for eksempel pennetrykk, hastighet, akselerasjon og rykk, blitt funnet å være et nytt fokus for håndskriftanalyse i forhold til statiske data, for eksempel bokstavstørrelse og mellomrom mellom^{ord 2}.

Men et annet fenomen som ikke kan overses er den tverrkulturelle effekten av håndskrift. Skrivesystemene til forskjellige nasjoner er ikke alltid de samme (f.eks engelske bokstaver er skrevet fra venstre til høyre mens hebraiske bokstaver er skrevet fra høyre til venstre)⁸. I dette problemet har selv vurderinger bekreftet effektiviteten av håndskriftanalyse^9,10 på alfabetiske språk, og det brede gapet mellom kinesiske tegn og vestlige bokstaver har hindret utvekslingsevnen til håndskriftanalyse i metodene og^{resultatene 11} av disse studiene.

Det finnes flere store ulikheter mellom vestlige språk (f.eks. engelsk) og kinesisk. For det første er det mange flere horisontale bevegelser av pennespissen under kinesisk karakterskriving sammenlignet med^{brevskriving 12}. For det andre, i motsetning til alfabetet språk, som er forbundet med phonemes, kinesisk anses å være^{logografisk 7}. Som et resultat har de fleste kinesiske tegn sin egen unike slagrekkefølge, og bredden og høyden på slag må være strengt begrenset. Ellers kan ubegrensede bredder og høyder føre til økt uleselighet¹¹ (” ” og ” ” er helt forskjellige kinesiske tegn. Også, ” “, ” “, og ” ” er forskjellige kinesiske tegn).

” ” (uttales “Zheng”) er en typisk, enkel og vanlig kinesisk karakter som nesten alle kinesiske høyttalere med et toårig utdanningsnivå kan lese og skrive. Det har blitt valgt som en skriveoppgave i tidligere kinesiske håndskriftanalysestudier^6,12. Forskere besluttet å bruke ” ” som skriveoppgave fordi det er “firkantlignende” og består av fem slag, som alle er horisontelle (^#1, ^#3, ^#5 slag, fra venstre til høyre) eller vertikal (^#2, ^#4 slag, fra opp til ned) (Figur 1). Ifølge mange finmotoriske studier, oppfylle ^#3 slag (horisontal) og ^#4 slag (vertikal) krever ren håndledd og finger bevegelser,^{henholdsvis 6,12,13}. Som et resultat kan slaghastigheten til begge slag være en riktig manifestasjon¹⁴.

I tillegg er pennetrykk under håndskrift en håndskriftfunksjon som har vist seg å overgå andre kinematiske funksjoner i reflekterende motorkontroll^5,15. Det er imidlertid ingen relevante studier hos kinesiske pasienter, selv om positive resultater er bekreftet av forskningsgrupper fra Tsjekkia, Spania, Israel og andre land^8,16,17.

Signaturen har blitt ofte brukt som en håndskrift oppgave i mange studier⁵. Generelt krever en signatur liten tenkning eller in-air tid¹⁸. “In-air” er definert som når trykket på pennespissen til skjermen er 0 under håndskriften, og “in-air time” er summen av tiden “in-air” under håndskriften. Personer som lider av mange nevropsykiatriske lidelser kan ha underskudd i psykomotorisk kontroll, og dermed viser de økt i luften tid av signaturen. For eksempel fant Rosenblum et al. at israelske pasienter med depresjon og Parkinsons sykdom viste lengre lufttid sammenlignet med sunne kontroller under skriving av sitt eget navn på hebraisk^8,19. Som kinesiske tegn har sin egen form, i denne studien, ble det besluttet å bruke in-air lengde tortuosity i segmentering mellom tegn under skriving av navnet som en potensiell indikativ parameter. Tortuosity, definert av forholdet mellom buelengden og Euklidans avstand mellom endepunkter, er et mål på krumning, og indekserer derfor glattheten til en bestemt^{skriveutgang 20}.

Protocol

Vår studie ble godkjent av Den akademiske etikkkomiteen for biologisk vitenskapsdivisjon ved det kinesiske PLA General Hospital i Beijing, Kina. 1. Generelle aspekter ved metodeutvikling Bruk en USB-digitaliseringsenhet (f.eks. Wacom Cintiq Pro 16) og en håndholdt pekepenn for håndskriftbevegelsene. De detaljerte spesifikasjonene til digitalisering er som følger: eksterne dimensjoner (bredde x dybde x høyde) 410 x 265 x 17,5 mm, romlig oppløsning 3840 x 2160 prikker, pikselstø…

Representative Results

De demografiske dataene til fagene viste at alle gruppene matchet godt i alder, kjønn, utdanningsnivå, dominerende hånd og andre parametere. Som vist i tabell 1, under skriving av det kinesiske tegnet , eldre med MCI viste en lavere gjennomsnittlig absolutt hastighet på #3 (2,46 ± 0,40 vs 1,82 ± 0,55, P = 0,001) og #4 slag (2,61 ± 0,46 vs 1,93 ± 0,50, P < 0,001) og et høyere gjen…

Discussion

De kritiske trinnene i protokollen bekrefter lesbarheten til ” “. I detalj, innenfor et helt tegn, ^{må #}3-strøket være kortere enn de andre horisontslagene, ^{og #}4-slaget må være kortere enn ^#2-strøket. Mer spesifikt er det nødvendig med mer oppmerksomhetsressurser under skrivingen ^{av #}3-strøk ^{og #}4-slag^6,12, og begge strøkene har en l…

Materials

	Microsoft	Surface Pro 2	computer
	MovAlyeR	3.4	software
	WACOM	Cintiq	digitizer