軽度認知障害を有する中国患者における文字のデジタル手書き分析

Summary

本研究では、従来の鉛筆紙手書き分析で明らかになった情報よりも多くの情報を見つけるために、軽度の認知障害を持つ個人の文字のデジタル手書き分析を提案した。

Abstract

証拠の増加は、認知障害と運動機能不全が分離していないことを示しています。軽度認知障害(MCI)を有する患者は、上肢の細かい運動障害を現すことができる。手書きは、運動と認知の両方の協調を伴う複雑でユニークな人間の活動です。欧米諸国の研究者は、MCI患者が異常な手書き機能を持っていることを発見しました。しかし、中国の人口に関連する研究は行われていない。手書きのクロスカルチャー現象のために、MCIを有する高齢患者と年齢に合わせた健康な個人との間の手書き機能の違いを実証するための新しい手書きタスクを見つけることを目的としています。

Introduction

軽度認知障害(MCI)は、アルツハイマー病(AD)1の発症に先立つ過渡的だが徐々に変性認知期と考えられている。年間AD進行率は15%であるが、中等度および重度のMCI症例の75%近くが未診断のままである可能性があると報告^{されている。}最近の研究では、MCIの患者は細かい運動タスク³のいくつかの側面で困難を有し、遅い歩行などの運動障害を示した患者は、認知症のリスクが高い⁴を有することが報告されている。

手書きは、視覚と運動の知覚、運動計画、目と手の協調、視覚運動統合、器用さ、および手動スキルを含む認知、運動、および知覚運動コンポーネントの複雑なブレンドを伴う複雑な人間活動^{である1。}手書き分析は、ADおよびパーキンソン病^(PD)5のような多くのタイプの神経変性疾患における認知機能および運動障害を検出するために利用されてきた。また、筆跡の問題のいくつかの側面は、MCIの指標であり、疾患進行に関連すると報告されている^6.人口の大半が言語を使用しているので、中国語話者(特に簡体字中国語)の手書き分析を調査する研究はまだ欠けています。

MCIを持つ個人の手書きの異常や「アグラフィー」を調査した記事がいくつかありました。例えば、周氏らは従来の鉛筆紙法を用いて、MCI患者とMCIを持たない個人との間の明確な筆記能力を明らかにしようとした。グループ間の違いは明らかではなく、エラー⁷を書くことを除いて。Kawaらは、スマートペンを使用してMCI患者に手書き機能を発見^し、書き込み中にストロークとペンの速度を動的に分析することができました。WACOMハードウェアとMovAlyzeRソフトウェアは、従来の鉛筆や紙の方法やスマートペンの方法と比較して、より多くのリアルタイム情報を検出することができます。したがって、ペンダウン圧力、速度、加速度、ジャークなどの動的な手書きデータは、文字のサイズや単語間のスペースなど、静的データに対する手書き分析の新たな焦点であることが分^{かってきた}。

しかし、見逃せないもう一つの現象は、手書きの異文化効果です。異なる国の書記システムは必ずしも同じではありません(例えば、英語の文字は左から右に書かれ、ヘブライ語の文字は右から左に書かれています)⁸.この問題では、筆記分析^9,10の英字言語の有効性が確認され、中国語と西洋文字の間の広いギャップが、これらの研究の方法と結果¹¹における手書き分析の交換能力を妨げている。

西洋言語(例えば英語)と中国語の間には、いくつかの大きな違いがあります。まず、文字の書き込み¹²と比較して、中国語の文字の書き込み中にペン先の多くの地平線的な動きがあります。第二に、音素に関連付けられているアルファベット言語とは異なり、中国語はロゴグラフィック⁷であると考えられています。その結果、ほとんどの漢字は独自のストローク順序を持ち、ストロークの幅と高さは厳密に制限する必要があります。それ以外の場合、幅と高さを制限しない場合、判読性^{が 11} (“” と ” ” は完全に異なる漢字) が増加する可能性があります。また 、”””、””、 および “” は異なる漢字です。

“”(“鄭”と発音)は、2年間の教育レベルを持つほぼすべての中国語話者が読み書きできる典型的でシンプルで一般的に使用される漢字です。以前の中国語の手書き分析研究^6,12で筆記タスクとして選択されています。研究者は、” 正方形”であり、5ストロークで構成されているため、書き込みタスクとして使用することに決めましたが、そのすべてが水平線^{(#1、#3、#5}ストローク、左から5ストローク、左から5ストローク)または垂直^(#2、#4ストローク、上から下へ)(図1)。 多くの細かい運動研究によると^、#3ストローク(水平)と^#4ストローク(垂直)を満たすことは、それぞれ^6、12、13の純粋な手首と指の動きを必要とする。その結果、両方のストロークのストローク速度が適切な現れである可能性があります¹⁴.

また、筆記中の筆圧は、モータ制御^5,15を反射する際に他の運動学的特徴を上回る、手書き機能である。しかし、中国の患者には関連する研究はありませんが、チェコ共和国、スペイン、イスラエル、その他の国々の研究グループによって肯定的な結果が確認されています^8,16,17.

署名は、多くの研究⁵で手書きのタスクとして一般的に使用されています。一般に、署名は思考や放送時間¹⁸をほとんど必要としならない。「インエア」とは、手書きの間にペン先の画面への圧力が0の場合と定義され、「インエアタイム」は手書きの間の「空気中」の時間の合計です。多くの神経精神疾患に苦しむ個人は、精神運動制御に欠陥があり、したがって、署名の空気中時間の増加を示す可能性があります。例えば、Rosenblumら.は、うつ病とパーキンソン病のイスラエルの患者がヘブライ語^8、19で自分の名前を書いている間に健康なコントロールと比較して長い空気中時間を示すことを発見しました。漢字は独自の形状を持つため、この研究では、潜在的な指標パラメータとして名前を書く際に、文字間のセグメンテーションに空気中の長さのトルトユーティを使用することが決定されました。終点間のユークリッド距離に対する円弧長の比率によって定義されるトートオシティは、曲率の尺度であり、したがって、特定の書き込み出力²⁰の平滑性を指標にする。

Protocol

本研究は中国北京にある中国PLA総合病院生物科学部学術倫理委員会によって承認されました。 1. メソッド開発の一般的な側面 USB デジタイザ(ワコム Cintiq Pro 16 など)と手書きの動きにはハンドヘルド スタイラス ペンを使用します。デジタイザーの詳細な仕様は、外部寸法(幅x奥さx高さ)410 x 265 x 17.5 mm、空間解像度3840 x 2160ドット、ピクセルサイズ0.090 x 0.090 mm、時?…

Representative Results

被験者の人口統計データは、すべてのグループが年齢、性別、教育レベル、支配的な手、および他のパラメータでよく一致することを示した。 表1に示すように、中国語の文字の書き込み中 に”,MCIを有する高齢者被験者は、#3(0.40対1.82±0.55の平均絶対速度の低い平均速度を示±、 P = 0.001) および#4スト?…

Discussion

プロトコルの重要な手順は、 ” ” の読みやすさを確認 します。詳細は、キャラクタ全体の中で^、#3ストロークは他の水平ストロークよりも短くする必要があり^、#4ストロークは^#2ストロークよりも短くする必要があります。具体的には^、#3ストロークと^#4ストローク<sup class="xref…

Materials

	Microsoft	Surface Pro 2	computer
	MovAlyeR	3.4	software
	WACOM	Cintiq	digitizer