Hafif Bilişsel Bozukluğu Olan Çinli Hastalarda Karakterlerin Dijital El Yazısı Analizi
Summary
Bu çalışma, geleneksel kalem-kağıt el yazısı analizi ile ortaya çıkandan daha fazla bilgi bulmak için hafif bilişsel bozukluğu olan bireylerdeki karakterlerin dijital el yazısı analizini önerdi.
Abstract
Artan miktarda kanıt, bilişsel eksikliklerin ve hareket işlev bozukluklarının ayrılmadığını göstermektedir. Hafif bilişsel bozukluğu (MCI) olan hastalar üst ekstremitelerde ince motor bozukluklar gösterebilir. El yazısı, hem motor hem de bilişsel koordinasyonu içeren karmaşık ve benzersiz bir insan etkinliğidir. Batı ülkelerinden araştırmacılar, MCI’lı hastaların anormal el yazısı özelliklerine sahip olduğunu keşfettiler. Bununla birlikte, Çin nüfusunda ilgili herhangi bir çalışma yapılmamıştır. El yazısının kültürler arası fenomeni sayesinde, bu çalışmanın amacı, MCI’lı yaşlı hastalar ile yaş uyumlu sağlıklı bireyler arasındaki el yazısı özelliklerindeki farklılıkları göstermek için yeni el yazısı görevleri bulmaktır.
Introduction
Hafif bilişsel bozukluk (MCI), Alzheimer hastalığının (AD) başlangıcından önce geçişli ancak giderek dejeneratif bir bilişsel evre olarak kabul edilir1. AD’nin yıllık ilerleme oranının % 15 olduğu, orta ve ağır MCI vakalarının yaklaşık% 75’inin teşhis edilmemiş kalabileceği bildirilmiştir2. Son çalışmalar, MCI’lı hastaların ince motor görevlerin bazı yönlerinde zorluk çektiğini bildirmiştir3Ve yavaş yürüyüş gibi motor bozukluklar gösteren hastalarda yüksek demans riski vardı4.
El yazısı, görsel ve kinestetik algı, motor planlama, göz-el koordinasyonu, görsel-motor entegrasyonu, el becerisi ve manuel beceriler dahil olmak üzere bilişsel, kinestetik ve algısal motor bileşenlerin karmaşık bir karışımını içeren karmaşık bir insan aktivitesidir1. El yazısı analizi, AD ve Parkinson hastalığı (PD)5gibi birçok nörodejeneratif hastalık türünde bilişsel ve motor işlev bozukluklarını tespit etmek için kullanılmıştır. Buna ek olarak, el yazısı sorunlarının bazı yönlerinin MCI için bir gösterge olduğu ve hastalığın ilerlemesi ile ilgili olduğu bildirilmiştir6. Nüfusun çoğunluğu dil kullandığından, Çince konuşanlarda (özellikle basitleştirilmiş Çince karakterler) el yazısı analizini araştıran çalışmalar hala eksiktir.
MCI’lı bireylerde el yazısı anormalliklerini veya “agraphia”yı araştıran birkaç makale olmuştur. Örneğin, geleneksel kalem-kağıt yöntemlerini kullanarak, Zhou ve meslektaşları MCI’lı hastalar ile MCI’sız bireyler arasındaki farklı yazma yeteneklerini ortaya çıkarmaya çalıştılar. Gruplar arasındaki farklar, yazma hataları dışında açık değildi7. Kawa ve arkadaşları, MCI’lı hastalarda akıllı bir kalem kullanarak el yazısı özellikleri buldu, bu da yazma sırasında vuruş ve kalem hızını dinamik olarak analiz edebilir2. WACOM donanımı ve MovAlyzeR yazılımı, geleneksel kalem ve kağıt yöntemleri ve smartpen kağıt yöntemleriyle karşılaştırıldığında daha gerçek zamanlı bilgileri algılayabilir. Bu nedenle, kalem aşağı basınç, hız, ivme ve sarsıntı gibi dinamik el yazısı verilerinin, harf boyutu vesözcükler arasındakiboşluk gibi statik verilere göre el yazısı analizinin yeni bir odağı olduğu bulunmuştur.
Ancak göz ardı edilemeyecek bir diğer olgu da el yazısının kültürler arası etkisidir. Farklı ulusların yazı sistemleri her zaman aynı değildir (örneğin, İbranice harfler sağdan sola yazılırken İngilizce harfler soldan sağa yazılır)8. Bu konuda, incelemeler bile alfabetik dillerde el yazısı analizi9,10’un etkinliğini doğrulamıştır ve Çince karakterler ile batı harfleri arasındaki geniş boşluk, bu çalışmaların11’inde el yazısı analizinin değişim yeteneğini engellemiştir.
Batı dilleri (örneğin, İngilizce) ve Çince arasında birkaç büyük benzerlik vardır. İlk olarak, Çince karakter yazma sırasında kalem ucunun mektup yazma ile karşılaştırıldığında çok daha fazla ufuk hareketivardır 12. İkincisi, fonemlerle ilişkili alfabe dilinin aksine, Çince logografik olarak kabul edilir7. Sonuç olarak, çoğu Çince karakterin kendine özgü kontur sırası vardır ve konturların genişliği ve yüksekliğinin kesinlikle sınırlandırıldı. Aksi takdirde, sınırsız genişlik ve yükseklikler okunaksızlığın artmasına neden olabilir11 (” 
” ” ve ” ” tamamen farklı 
Çince karakterlerdir. Ayrıca, ” 
“, ” 
” ve ” 
farklı Çince karakterlerdir).
” 
” (“Zheng” olarak telaffuz edilir), iki yıllık eğitim seviyesine sahip hemen hemen her Çinli konuşmacının okuyup yazabileceği tipik, basit ve yaygın olarak kullanılan bir Çince karakterdir. Önceki Çince el yazısı analiz çalışmalarında yazma görevi olarak seçilmiştir6,12. Araştırmacılar ” ” ı yazma görevi olarak kullanmaya karar verdi, çünkü “kare benzeri” ve beş vuruştan oluşuyor, bunların hepsi ufuk açıcı (#1, #3, #5 vuruş, soldan sağa) veya dikey (#2, #4 vuruş, yukarıdan aşağıya) (Şekil 1). Birçok ince motor çalışmasına göre, #3 strok (ufuk) ve #4 vuruş (dikey) yerine getirmek, sırasıyla 6,12,13saf bilek ve parmak hareketleri gerektirir. Sonuç olarak, her iki vuruşun da inme hızı uygun bir tezahür olabilir14.
Buna ek olarak, el yazısı sırasında kalem basıncı, motor kontrolü 5,15‘i yansıtmada diğer kinematik özelliklerden daha iyi performans gösterdiği gösterilen bir el yazısı özelliğidir. Bununla birlikte, Çinli hastalarda ilgili bir çalışma yoktur, ancak olumlu sonuçlar Çek Cumhuriyeti, İspanya, İsrail ve diğer ülkelerden araştırma grupları tarafından doğrulanmıştır8,16,17.
İmza, çok sayıda çalışmada el yazısı görevi olarak yaygın olarak kullanılmıştır5. Genel olarak, bir imza çok az düşünme veya havada zaman gerektirir18. “Havada”, el yazısı sırasında kalem ucunun ekrana basıncının 0 olması ve “hava içi zaman”ın el yazısı sırasındaki “havada” sürenin toplamı olması olarak tanımlanır. Birçok nöropsikiyatrik bozukluktan muzdarip bireyler psikomotor kontrolde eksikliklere sahip olabilir ve bu nedenle imzanın havadaki süresinin arttığını sergilerler. Örneğin, Rosenblum ve arkadaşları, depresyon ve Parkinson hastalığı olan İsrailli hastaların İbranice8,19’dakendi isimlerini yazarken sağlıklı kontrollere kıyasla daha uzun hava süresi gösterdiğini buldu. Çinli karakterlerin kendi şekilleri olduğundan, bu çalışmada, adın yazılması sırasında karakterler arasındaki segmentasyonda hava uzunluğu işkencesinin potansiyel bir gösterge parametresi olarak kullanılmasına karar verilmiştir. Ark uzunluğunun bitiş noktaları arasındaki Öklid uzaklığına oranı ile tanımlanan tortuosity, eğriliğin bir ölçüsüdür ve bu nedenle belirli bir yazma çıktısının pürüzsüzlüğünü indeksler20.
Protocol
Representative Results
Discussion
Protokoldeki kritik adımlar ” ” un okunabilirliğini doğrular. Ayrıntılı olarak, tüm karakter içinde# 3vuruşunun diğer ufuk vuruşlarından daha kısa olması ve #4 vuruşunun #2 vuruşundan daha kısa olması gerekir. Daha spesifik olarak, # 3 kontur ve #4 kontur6,12‘ nin yazılması sırasında daha dikkatli kaynaklara ihtiyaç var…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Neuroscript LLD’den Profesör Hans-Leo Teulings’e dijital teknoloji desteği için teşekkür ederiz.
Bu çalışma Wu Jieping Vakfı tarafından desteklendi (Hibe No.: 320.6750.18456).
Materials
| Microsoft | Surface Pro 2 | computer | |
| MovAlyeR | 3.4 | software | |
| WACOM | Cintiq | digitizer |
Riferimenti
- Werner, P., et al. Handwriting process variables discriminating mild Alzheimer’s disease and mild cognitive impairment. Journals of Gerontology. 61 (4), 228-236 (2006).
- Kawa, J., et al. Spatial and dynamical handwriting analysis in mild cognitive impairment. Computers in Biology and Medicine. 82, 21-28 (2017).
- De Paula, J. J., et al. Impairment of fine motor dexterity in mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease dementia: association with activities of daily living. Revista Brasilra De Psiquiatria. 38 (3), 235-238 (2016).
- Takehiko, D., et al. Combined effects of mild cognitive impairment and slow gait on risk of dementia. Experimental Gerontology. 110, 146-150 (2018).
- Impedovo, D., et al. Dynamic handwriting analysis for the assessment of neurodegenerative diseases: a pattern recognition perspective. IEEE Reviews in Biomedical Engineering. 12, 209-220 (2019).
- Yu, N. Y., et al. Characterization of the fine motor problems in patients with cognitive dysfunction – A computerized handwriting analysis. Human Movement Science. 65 (17), 30841-30842 (2019).
- Zhou, J., et al. Characteristics of agraphia in Chinese patients with Alzheimer’s disease and amnestic Mild Cognitive Impairment. Chinese Medical Journal. 129 (13), 1553-1557 (2016).
- Rosenblum, S., et al. Handwriting process variables among elderly people with mild major depressive disorder: a preliminary study. Aging Clinical & Experimental Research. 22 (2), 141-147 (2010).
- Caligiuri, M. P., et al. Signature dynamics in Alzheimer’s disease. Forensic Science International. 302, 109880 (2019).
- Thomas, M., et al. Handwriting analysis in Parkinson’s disease: current status and future directions. Movement Disorders Clinical Practice. 4 (6), 806-818 (2017).
- Leung, S. C., et al. A comparative approach to the examination of Chinese handwriting-The Chinese character. Journal of the Forensic Science Society. 25, 255-267 (1985).
- Ma, H. I., et al. Progressive micrographia shown in horizontal, but not vertical, writing in Parkinson’s disease. Behavioural Neurology. 27 (2), 169-174 (2013).
- Yan, J. H., et al. Alzheimer’s disease and mild cognitive impairment deteriorate fine movement control. Journal of Psychiatric Research. 42, 1203-1212 (2008).
- Johnson, B. P., et al. Understanding macrographia in children with autism spectrum disorders. Research in Developmental Disabilities. 34 (9), 2917-2926 (2013).
- Afonso, O., et al. Writing difficulties in Alzheimer’s disease and Mild Cognitive Impairment. Reading and Writing. 32 (1), 217-233 (2019).
- Drotár, P., et al. Evaluation of handwriting kinematics and pressure for differential diagnosis of Parkinson’s disease. Artificial Intelligence in Medicine. 67, 39-46 (2016).
- Garre-Olmo, J., et al. Kinematic and pressure features of handwriting and drawing: preliminary results between patients with mild cognitive impairment, Alzheimer disease and healthy controls. Current Medicinal Chemistry. 14, 960-968 (2017).
- Cohen, J., et al. Digital clock drawing: differentiating “thinking” versus “doing” in younger and older adults with depression. Journal of the International Neuropsychological Society. 20 (9), 920-928 (2014).
- Rosenblum, S., et al. Handwriting as an objective tool for Parkinson’s disease diagnosis. Journal of Neurology. 260 (9), 2357-2361 (2013).
- Grace, N., et al. Do handwriting difficulties correlate with core symptomology, motor proficiency and attentional behaviours. Journal of Autism and Developmental Disorders. 47 (4), 1-12 (2017).
- Petersen, R. C. Mild cognitive impairment as a diagnostic entity. Journal of Interactive Marketing. 256 (3), 183-194 (2004).
- Ishikawa, T., et al. Handwriting features of multiple drawing tests for early detection of Alzheimer’s Disease: A preliminary result. Studies in Health Technology and Informatics. 264, 168-172 (2019).
- Herold, F., et al. Thinking while moving or moving while thinking-concepts of motor-cognitive training for cognitive performance enhancement. Frontiers in Aging Neuroscience. 10, 228 (2018).
