Dreidimensionales Finger Motion Tracking beim Needling: Eine Lösung für die kinematische Analyse der Akupunkturmanipulation
Summary
Diese experimentelle Methode beschreibt eine Lösung für die kinematische Analyse der Akupunkturmanipulation mit dreidimensionaler Fingerbewegungsverfolgungstechnologie.
Abstract
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.
Introduction
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.
Protocol
Representative Results
Discussion
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…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (Grant Number. 82174506) unterstützt.
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 |
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