ニードリング中の3次元指の動きの追跡:鍼治療操作の運動学的解析のためのソリューション
Summary
本実験法は、3次元指動軌跡技術を用いた鍼治療操作の運動学的解析のための解法を説明する。
Abstract
3次元(3D)モーショントラッキングは、スポーツや医療技術の研究など、多くの分野で使用されてきました。この実験は、3Dモーショントラッキング技術を用いて、鍼治療操作(AM)の間に指の関節の運動学的パラメータを測定し、3つのテクニカル指標「振幅、速度、時間」を確立することを目的としました。この方法は、AMの動作特性を反映し、複数の指関節の3つの軸に沿って定量的パラメータを提供することができる。現在の証拠は、この方法が鍼治療の用量効果関係の研究、AMの教えと学習、および有名な鍼灸師のAMの測定と保存などの将来の応用のための大きな可能性を持っていることを示しています。
Introduction
伝統的な漢方薬(TCM)と物理的刺激の臨床技術の一種として、鍼治療(AM)は、しばしば鍼治療効果に影響を与える重要な因子とみなされる1,2。多くの研究は、同じAMの異なるAMまたは異なる刺激パラメータ(必要速度、振幅、周波数など)が異なる治療効果を生じさせたことを確認しました3,4,5,6,7。従って、治療効果を有するAMおよび相関分析の関連運動学的パラメータの測定は、鍼治療における臨床処置のための有用なデータ支持および参照を提供することができる8,9。
AMの運動学的パラメータの測定は1980s10に始まった。初期の頃、可変抵抗に基づく電気信号変換技術は、主に、AM11の振幅および周波数データを表示および記録するための電圧または電流信号に針体の変位信号を変換するために使用された。また、この技術を用いた有名なATP-II中国医学鍼治療技術テスターII(ATP-II)は、現在、中国の多くの伝統的な中国医学の大学で使用されています12。その後、センサー技術の継続的な開発と革新により、AMの運動学的パラメータを収集するためにさまざまなタイプのセンサーが使用されました。例えば、3軸電磁モーションセンサーは、必要な振幅と速度13を獲得するために針ハンドルに取り付けられました。生物電気信号センサーは、必要な周波数14などを記録するために、動物の脊髄の裏角に置かれました。上記2種類の技術に基づくAMの定量的研究は、必要時に関連する運動学的パラメータの取得を完了しましたが、その主な欠点は、リアルタイムの非侵襲的測定を行う能力と、針体の改変によって生じる操作感触の変化です。
近年、モーショントラッキング技術は、AM15,16の定量的研究に徐々に応用されました。必要な映像のフレームごとの分析に基づいているため、鍼治療パラメータの測定は、針体を変更することなく、生体内操作中に取得することができます。この技術は、2次元(2D)面での必要時の親指と人差し指の4つの追跡点の振幅、速度、加速度、周波数などの運動学的パラメータを測定するために使用され、対応する指スティック図15を確立した。いくつかの研究はまた、同様の技術を有する親指と人差し指の間面切合体(IP)関節の角度変化範囲を測定した9,17,18。しかし、AM解析に関する現在の研究は、主に2Dモーションプレーンに限られており、追跡点の数は比較的少ないです。これまでのところ、AMの完全な3次元(3D)キネマティクスの運動学の測定と分析方法はなく、関連データは公開されていない。
上記の問題を解決するために、この研究は3Dモーショントラッキング技術を使用して、必要なときに手の7つの追跡ポイントの運動学的パラメータを測定します。このプロトコルは、AMの運動学的分析のための完全な技術的解法と、鍼治療の用量効果相関に関するさらなる研究を提供することを目的としている。
Protocol
本研究は、上海伝統医科大学(参考2021-062)に所属する玉陽病院の倫理委員会によって承認され、各参加者はインフォームド・コンセントフォームに署名した。 1. 実験準備 カメラ設定: 操作テーブルの前に三脚を3つ置き、3台のカメラに接続します。 カメラの撮影パラメータを次のように設定します: 解像度 1280 x720 ピクセル、フォーマッ?…
Representative Results
この実験方法を確立した後、TCM上海大学鍼灸師学とTuinaの19人の鍼灸教師の基本的なAMの持ち上げと旋回スキルを3Dモーショントラッキングを使用して測定した。国際バイオメカニクス21学会の標準化・用語委員会(STC)が提唱する肩、肘、手首、手の共同座標系(JCS)の定義によれば、7つの指追跡ポイントが選択されている。これらの点の解剖学的位置に基づいてモーションキャ?…
Discussion
本研究では 、AM in vivo の運動学的パラメータの測定方法を確立し、親指と人差し指の6つの重要な追跡点の運動振幅、速度、動作時間のデータを3軸に沿って取得した。一方、3Dキャリブレーションフレームに基づいて、3Dスティックビューと、ニードリング中の親指と人差し指の対応するアニメーションが生成されました。AMの親指と人差し指の動きは、運動学的パラメータ曲線とステ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、中国国立自然科学財団(助成金番号82174506)によって支援されました。
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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Cite This Article
Xu, L., Wang, F., Yang, H., Tang, W. Three-Dimensional Finger Motion Tracking during Needling: A Solution for the Kinematic Analysis of Acupuncture Manipulation. J. Vis. Exp. (176), e62750, doi:10.3791/62750 (2021).