تتبع حركة الإصبع ثلاثي الأبعاد أثناء الإبر: حل للتحليل الحركي للتلاعب بالوخز بالإبر
Summary
تصف هذه الطريقة التجريبية حلا للتحليل الحركي للتلاعب بالوخز بالإبر باستخدام تقنية تتبع حركة الإصبع ثلاثية الأبعاد.
Abstract
تم استخدام تتبع الحركة ثلاثي الأبعاد (3D) في العديد من المجالات ، مثل أبحاث الرياضة والمهارات الطبية. تهدف هذه التجربة إلى استخدام تقنية تتبع الحركة 3D لقياس المعلمات الحركية لمفاصل الأصابع أثناء التلاعب بالوخز بالإبر (AM) وإنشاء ثلاثة مؤشرات فنية “السعة والسرعة والوقت”. يمكن أن تعكس هذه الطريقة خصائص تشغيل AM وتوفر معلمات كمية على طول ثلاثة محاور لمفاصل أصابع متعددة. تظهر الأدلة الحالية أن هذه الطريقة لديها إمكانات كبيرة للتطبيقات المستقبلية مثل دراسة العلاقة بين الجرعة والتأثير للوخز بالإبر ، وتعليم وتعلم AM ، وقياس والحفاظ على AM للوخز بالإبر الشهيرة.
Introduction
كنوع من المهارات السريرية للطب الصيني التقليدي (TCM) والتحفيز البدني ، غالبا ما يعتبر التلاعب بالوخز بالإبر (AM) عاملا مهما يؤثر على التأثير العلاجي للوخز بالإبر1,2. أكدت العديد من الدراسات أن AM المختلفة أو معلمات التحفيز المختلفة (سرعة الإبرة ، السعة ، التردد ، إلخ) لنفس AM أدت إلى تأثيرات علاجية مختلفة3،4،5،6،7. لذلك ، يمكن أن يوفر قياس المعلمات الحركية ذات الصلة ل AM وتحليل الارتباط مع التأثير العلاجي دعما مفيدا للبيانات ومرجعا للعلاج السريري بالوخز بالإبر8,9.
بدأ قياس المعلمات الحركية ل AM في 1980s10. في الأيام الأولى ، تم استخدام تقنية تحويل الإشارة الكهربائية القائمة على المقاومة المتغيرة بشكل أساسي لتحويل إشارة الإزاحة لجسم الإبرة إلى إشارة جهد أو تيار لعرض وتسجيل بيانات السعة والتردد الخاصة ب AM11. علاوة على ذلك ، تم استخدام اختبار تقنية الوخز بالإبر الصيني ATP-II الشهير ATP-II (ATP-II) مع هذه التكنولوجيا حاليا من قبل العديد من جامعات الطب الصيني التقليدي في الصين12. بعد ذلك ، مع التطوير المستمر والابتكار في تكنولوجيا الاستشعار ، تم استخدام أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار لجمع المعلمات الحركية ل AM. فعلى سبيل المثال، تم توصيل مستشعر الحركة الكهرومغناطيسية للمحاور الثلاثة بمقبض الإبرة للحصول على سعة الإبرة وسرعتها13؛ تم وضع مستشعر الإشارة الكهروحيوي على القرن الظهري للحبل الشوكي للحيوان لتسجيل تردد الإبر14 ، إلخ. على الرغم من أن البحث الكمي ل AM استنادا إلى النوعين المذكورين أعلاه من التقنيات قد أكمل اكتساب المعلمات الحركية ذات الصلة أثناء الإبرة ، إلا أن عيوبه الرئيسية هي عدم القدرة على إجراء القياس غير الغازي في الوقت الفعلي وتغيير الشعور التشغيلي الناجم عن تعديل جسم الإبرة.
في السنوات الأخيرة ، تم تطبيق تقنية تتبع الحركة تدريجيا على البحث الكمي ل AM15,16. نظرا لأنه يعتمد على تحليل كل إطار على حدة لفيديو الإبرة ، يمكن الحصول على قياس معلمات الوخز بالإبر أثناء التشغيل في الجسم الحي دون تعديل جسم الإبرة. تم استخدام هذه التقنية لقياس المعلمات الحركية مثل السعة والسرعة والتسارع والتردد لأربع نقاط تتبع من الإبهام والسبابة أثناء الإبر في مستوى ثنائي الأبعاد (2D) وأنشأت شكل عصا الإصبع المقابلة 15. قامت بعض الدراسات أيضا بقياس نطاق تغير زاوية المفصل بين السلاميات (IP) للإبهام والسبابة باستخدام تقنية مماثلة9،17،18. ومع ذلك ، لا تزال الدراسات الحالية حول تحليل AM تقتصر بشكل أساسي على مستوى الحركة 2D ، وعدد نقاط التتبع صغير نسبيا. حتى الآن ، لا توجد طريقة كاملة لقياس وتحليل الحركيات ثلاثية الأبعاد (3D) ل AM ، ولم يتم نشر أي بيانات ذات صلة.
لحل المشاكل المذكورة أعلاه ، ستستخدم هذه الدراسة تقنية تتبع الحركة 3D لقياس المعلمات الحركية لنقاط التتبع السبع لليد أثناء الإبر. يهدف هذا البروتوكول إلى توفير حل تقني كامل للتحليل الحركي على AM ، بالإضافة إلى مزيد من الدراسة حول العلاقة بين الجرعة والتأثير للوخز بالإبر.
Protocol
Representative Results
Discussion
حددت هذه الدراسة طريقة قياس المعلمات الحركية ل AM في الجسم الحي وحصلت على بيانات سعة الحركة والسرعة ووقت التشغيل لنقاط التتبع الست المهمة على الإبهام والسبابة على طول ثلاثة محاور. وفي الوقت نفسه ، استنادا إلى إطار المعايرة ثلاثي الأبعاد ، تم إنشاء عرض عصا ثلاثي الأبعاد ورسوم متحركة مق…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم المنحة 82174506).
Materials
| 3D calibration frame | Any brand | 15 x 15 x 15 cm | |
| Acupuncture needles | Suzhou Medical Appliance Factory | 0.35 x 40 mm | |
| Double-sided tape | Any brand | Round, 1 cm-diameter | |
| Reflective balls | Simi Reality Motion Systems GmbH | 6.5 mm-diameter | |
| SD card | Western Digital Corporation | SDXC UHS-I | |
| SD card reader | UGREEN Group Limited | USB 3.0 | |
| Simi Motion | Simi Reality Motion Systems GmbH | Ver.8.5.15 | |
| Swab | Any brand | The volume fraction of ethanol is 70%-80% | |
| Three cameras | Victor Company of Japan, Limited | JVC GC-PX100BAC | |
| Three tripods | Any brand |
Riferimenti
- Xu, G., et al. Effect of different twirling and rotating acupuncture manipulation techniques on the blood flow perfusion at acupoints. Journal of Traditional Chinese Medicine. 39 (5), 730-739 (2019).
- Lan, K. C., et al. Effects of the New Lift-Thrust Operation in Laser Acupuncture Investigated by Thermal Imaging. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2019 (2), 1-8 (2019).
- Zhang, L., et al. Effects of acupuncture with needle manipulation at different frequencies for patients with hypertension: Result of a 24- week clinical observation. Complementary Therapies in Medicine. 45, 142-148 (2019).
- Sun, N., et al. Correlation between acupuncture dose and effectiveness in the treatment of knee osteoarthritis: a systematic review. Acupuncture in Medicine. 37 (5), 261-267 (2019).
- Choi, Y. J., Lee, J. E., Moon, W. K., Cho, S. H. Does the effect of acupuncture depend on needling sensation and manipulation. Complementary Therapies in Medicine. 21 (3), 207-214 (2013).
- Park, Y. J., Lee, J. M. Effect of acupuncture intervention and manipulation types on poststroke dysarthria: A systematic review and meta-analysis. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2020, 4981945 (2020).
- Yang, N. N., Ma, S. M., Yang, J. W., Li, T. R., Liu, C. Z. Standardizing therapeutic parameters of acupuncture in vascular dementia rats. Brain and Behavior. 10 (10), 01781 (2020).
- Lyu, R., Gao, M., Yang, H., Wen, Z., Tang, W. Stimulation parameters of manual acupuncture and their measurement. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2019, 1725936 (2019).
- Li, J., Grierson, L. E., Wu, M. X., Breuer, R., Carnahan, H. Perceptual motor features of expert acupuncture lifting-thrusting skills. Acupuncture in Medicine. 31 (2), 172-177 (2013).
- Xuemin, S., et al. Application of Twirling Replenishing and Reducing Technique and Its Quantitative Concept. Chinese Medical Journal. 05, 16-17 (1987).
- Guxing, Development of teaching test apparatus for acupuncture manipulations in TCM. Chinese Acupuncture & Moxibustion. 21 (4), 229 (2001).
- Liu, T. Y., Yang, H. Y., Li, X. J., Kuai, L., Gao, M. Exploitation and application of acupuncture manipulation information analysis system. Zhen Ci Yan Jiu. 33 (5), 330-333 (2008).
- Leow, M. Q., Cao, T., Cui, S. L., Tay, S. C. Quantifying needle motion during acupuncture: implications for education and future research. Acupuncture in Medicine. 34 (6), 482-484 (2016).
- Sun, L. . Research on Acupuncture Information Transmission and Quantification System. , (2005).
- Tang, W. C., Yang, H. Y., Liu, T. Y., Gao, M., Xu, G. Motion video-based quantitative analysis of the ‘lifting-thrusting’ method: a comparison between teachers and students of acupuncture. Acupuncture in Medicine. 36 (1), 21-28 (2018).
- Zhang, A., Yan, X. K., Liu, A. G. An Introduction to a newly-developed “Acupuncture Needle Manipulation Training-evaluation System” based on optical motion capture technique. Acupuncture Research. 41 (6), 556-559 (2016).
- Zhang, A., Yan, X. K., Liu, A. G. An Introduction to A Newly-developed “Acupuncture Needle Manipulation Training-evaluation System” [Based on Optical Motion Capture Techniqu]. Zhen Ci Yan Jiu. 41 (6), 556-559 (2016).
- Yang, P., Sun, X. W., Ma, Y. K., Zhang, C. X., Zhang, W. G. Quantitative research on acupuncture manipulation based on video motion capture. Medical Biomechanics. 31 (2), 154-159 (2016).
- Wang, F. C., Ma, T. M. . Acupuncture and Moxibustion Techniques and Manipulations, 4 end. , 31-34 (2016).
- . Acupuncture Manipulation Analysis (AMA) Version 1.1 Available from: https://github.com/SHUTCM-tcme/AMA (2021)
- Wu, G., et al. 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. Journal of Biomechanics. 38 (5), 981-992 (2005).
- Metcalf, C. D., Notley, S. V., Chappell, P. H., Burridge, J. H., Yule, V. T. Validation and application of a computational model for wrist and hand movements using surface markers. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 55 (3), 1199-1210 (2008).
- Ganguly, A., Rashidi, G., Mombaur, K. Comparison of the performance of the leap motion controller(tm) with a standard marker-based motion capture system. Sensors (Basel). 21 (5), (2021).
- Cecilio-Fernandes, D., Cnossen, F., Coster, J., Jaarsma, A. D. C., Tio, R. A. The effects of expert and augmented feedback on learning a complex medical skill. Perceptual and Motor Skills. 127 (4), 766-784 (2020).
- Asadipour, A., Debattista, K., Chalmers, A. Visuohaptic augmented feedback for enhancing motor skills acquisition. The Visual Computer. 33 (4), 401-411 (2017).
- Ozkaya, G., et al. Three-dimensional motion capture data during repetitive overarm throwing practice. Scientific Data. 5, 180272 (2018).
- Maidhof, C., Kastner, T., Makkonen, T. Combining EEG, MIDI, and motion capture techniques for investigating musical performance. Behavior Research Methods. 46 (1), 185-195 (2014).
- Turner, C., Visentin, P., Oye, D., Rathwell, S., Shan, G. Pursuing artful movement science in music performance: single subject motor analysis with two elite pianists. Perceptual and Motor Skills. 128 (3), 1252-1274 (2021).
- Holden, M. S., et al. Objective assessment of colonoscope manipulation skills in colonoscopy training. International Journal for Computer Assisted Radiology and Surgery. 13 (1), 105-114 (2018).
- Oquendo, Y. A., Riddle, E. W., Hiller, D., Blinman, T. A., Kuchenbecker, K. J. Automatically rating trainee skill at a pediatric laparoscopic suturing task. Surgical Endoscopy. 32 (4), 1840-1857 (2018).
- Kwak, J. M., et al. Improvement of arthroscopic surgical performance using a new wide-angle arthroscope in the surgical training. PLoS One. 14 (3), 0203578 (2019).
- Zhenzhu, L., et al. Feasibility study of the low-cost motion tracking system for assessing endoscope holding skills. World Neurosurgery. 140, 312-319 (2020).
- Sakakura, Y., et al. Biomechanical profiles of tracheal intubation: a mannequin-based study to make an objective assessment of clinical skills by expert anesthesiologists and novice residents. BMC Medical Education. 18 (1), 293 (2018).
- Hunukumbure, A. D., Smith, S. F., Das, S. Holistic feedback approach with video and peer discussion under teacher supervision. BMC Medical Education. 17 (1), 179 (2017).
