Needling Sırasında Üç Boyutlu Parmak Hareketi takibi: Akupunktur Manipülasyonunun Kinematik Analizi için Bir Çözüm
Summary
Bu deneysel yöntem, üç boyutlu parmak hareketi izleme teknolojisi ile akupunktur manipülasyonunun kinematik analizi için bir çözüm tanımlamaktadır.
Abstract
Üç boyutlu (3D) hareket takibi, spor ve tıbbi beceri araştırmaları gibi birçok alanda kullanılmıştır. Bu deney, akupunktur manipülasyonu (AM) sırasında parmak eklemlerinin kinematik parametrelerini ölçmek ve üç teknik gösterge “genlik, hız ve zaman” oluşturmak için 3D hareket izleme teknolojisini kullanmayı amaçladı. Bu yöntem AM’nin çalışma özelliklerini yansıtabilir ve birden fazla parmak ekleminin üç ekseni boyunca nicel parametreler sağlayabilir. Mevcut kanıtlar, yöntemin akupunkturun doz etkisi ilişkisinin incelenmesi, AM’nin öğretilmesi ve öğrenilmesi ve ünlü akupunkturcuların AM’nin ölçülme ve korunması gibi gelecekteki uygulamalar için büyük bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.
Introduction
Geleneksel Çin tıbbının (TCM) ve fiziksel stimülasyonun klinik becerilerinin bir türü olarak, akupunktur manipülasyonu (AM) genellikle akupunkturun terapötik etkisini etkileyen önemli bir faktör olarak kabul edilir1,2. Birçok çalışma, aynı AM’nin farklı veya farklı stimülasyon parametrelerinin (ihtiyaç hızı, genlik, frekans vb.) farklı terapötik etkilere neden olduğunu doğrulamıştır3,4,5,6,7. Bu nedenle, AM’nin ilgili kinematik parametrelerinin ölçümü ve terapötik etki ile korelasyon analizi akupunktur ile klinik tedavi için yararlı veri desteği ve referans sağlayabilir8,9.
AM’nin kinematik parametrelerinin ölçümü 1980’lerde başladı10. İlk günlerde, değişken dirence dayalı elektrik sinyali dönüştürme teknolojisi esas olarak AM11’in genlik ve frekans verilerini görüntülemek ve kaydetmek için iğne gövdesinin deplasman sinyalini bir voltaj veya akım sinyaline dönüştürmek için kullanılmıştır. Ayrıca, bu teknolojiye sahip ünlü ATP-II Çin tıbbı akupunktur tekniği test cihazı II (ATP-II) şu anda Çin’in birçok geleneksel Çin tıp üniversitesi tarafından kullanılmıştır12. Bundan sonra, sensör teknolojisinin sürekli gelişimi ve yeniliği ile AM’nin kinematik parametrelerini toplamak için farklı sensör türleri kullanılmıştır. Örneğin, üç eksen elektromanyetik hareket sensörü iğne sapına iğne genliği ve hızı elde etmek için tutturuldu13; biyoelektrik sinyal sensörü, ihtiyaç sıklığı14 vb. AM’nin yukarıdaki iki teknoloji türüne dayanan nicel araştırması, iğnelenme sırasında ilgili kinematik parametrelerin alımını tamamlamış olsa da, başlıca dezavantajları gerçek zamanlı invaziv olmayan ölçümün yapılamaması ve iğne gövdesinin değiştirilmesinden kaynaklanan çalışma hissinin değişmesidir.
Son yıllarda AM15,16’nın nicel araştırmalarına kademeli olarak hareket takip teknolojisi uygulanmıştır. İğneleme videonun kare kare analizine dayandığından, in vivo çalışma sırasında iğne gövdesini değiştirmeden akupunktur parametrelerinin ölçümü elde edilebilir. Bu teknoloji, iki boyutlu (2D) bir düzlemde ihtiyaç duyma sırasında başparmak ve işaret parmağının dört izleme noktasının genliği, hızı, ivmesi ve frekansı gibi kinematik parametreleri ölçmek için kullanılmıştır ve ilgili parmak çubuğu figürünü oluşturmuştur15. Bazı çalışmalar ayrıca benzer teknolojiye sahip başparmak ve işaret parmağının interfalangeal (IP) ekleminin açı değişim aralığını ölçtü9,17,18. Bununla birlikte, analizi ile ilgili mevcut çalışmalar hala esas olarak 2D hareket düzlemi ile sınırlıdır ve izleme noktalarının sayısı nispeten azdır. Şimdiye kadar için tam bir üç boyutlu (3D) kinematik ölçüm ve analiz yöntemi yoktur ve ilgili bir veri yayımlanmamıştır.
Yukarıdaki sorunları çözmek için, bu çalışma, ihtiyatı sırasında eldeki yedi izleme noktasının kinematik parametrelerini ölçmek için 3D hareket izleme teknolojisini kullanacaktır. Bu protokol, AM’deki kinematik analiz için eksiksiz bir teknik çözüm sağlamayı ve akupunkturun doz etkisi korelasyonu üzerine daha fazla çalışma sağlamayı amaçlamaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışma , in vivo’nun kinematik parametrelerinin ölçüm yöntemini belirledi ve üç eksen boyunca başparmak ve işaret parmağındaki altı önemli izleme noktasının hareket genliği, hızı ve çalışma süresi verilerini elde etti. Bu arada, 3D kalibrasyon çerçevesine dayanarak, bir 3D çubuk görünümü ve ihtiyatı sırasında başparmak ve işaret parmağına karşılık gelen animasyon oluşturuldu. AM’nin başparmak ve işaret parmağı hareketi, araştırmacıların hareket özelliklerini…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (Grant Number. 82174506) tarafından desteklendi.
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 |
References
- 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).
