多様な神経運動能力を持つ子ども／若年者向け動作追跡センサーの妥当性評価 (MOCAP)
多様な神経運動能力を持つ子ども／若者の運動追跡のためのセンサーの有効性評価
本研究の全体的な目標は、ゲームプレイ中の治療運動と動きを追跡するためのマーカーレスモーションキャプチャシステムの臨床的有用性と精度を確立することです。 具体的な目的は以下の通りです：
- マーカーレスモーションキャプチャシステムによって追跡される運動学的指標の精度を、ゴールドスタンダードであるマーカーベースのモーションアナリシスシステムと比較することで評価すること。
- マーカーレスモーションキャプチャシステムによって収集されたデータから決定される運動反復回数と臨床評価スコアの一致度を、ゴールドスタンダードのマーカーベースモーションアナリシスシステムおよび訓練を受けた臨床医と比較して評価すること。
- ゲームプレイ中に収集される運動学的指標（例：動きの滑らかさ、対称性指数）が、異なる運動能力をどの程度識別できるかを探ること。
- リハビリテーションの文脈におけるモーションキャプチャビデオゲームに関する子供たちの視点を理解すること。
参加者は以下のことを行います：
各関節の能動的可動域運動（ゲーム環境外で3回繰り返し）と、ホーランド・ブルービューで開発された、解剖学的運動を対象としたゲーム内でのリハビリテーション運動を行う（例：肩外転/内転、肩屈曲/伸展、肘屈曲/伸展、体幹側屈、股関節屈曲/伸展、膝屈曲/伸展、体幹屈曲/伸展）。
各ミニゲームについて、ゲームの目的に関して10回の反復が行われるか、または2分間のゲームプレイに達するまでプレイする。
調査の概要
詳細な説明
出生前の脳の発達の問題や乳児期の脳損傷は、脳性麻痺（CP）を引き起こす可能性があります。これは、運動、姿勢、バランスの障害に関連する非進行性の障害です。 CPは小児期で最も一般的な運動障害であり、出生1000人あたり2〜3人の子供に影響を与えています。
CPは永続的な障害ですが、作業療法や理学療法を実施することで、時間の経過とともに運動機能の改善や症状の管理に役立てることができます。 ただし、これらの療法へのアクセスは、経済的、時間的、地理的制約によって制限される場合があります。 これが、家庭ベースのリハビリテーションプログラムへの関心を高めています。 いくつかの研究では、従来の対面リハビリテーション介入を補完し、子供のモチベーションを高めるためのアクティブビデオゲーム（AVG）の可能性が評価されています。 ユーザーは、慣性計測ユニット（例：Wiiコントロールスティック）から3D深度センサー（例：Microsoft Kinect）まで複雑さの異なる様々なモーション追跡インターフェースを介して、AVG内の環境と相互作用します。 Renらが実施したメタ分析によると、AVGはCPの子供の粗大運動機能を向上させることがわかっています。
各子供の個別のリハビリテーション目標と能力を考慮すると、AVGは特定の身体部位をターゲットにした運動技能の発達のために調整できる場合に最も効果的です。 理想的には、AVGは、セラピストが患者の進歩を観察し、運動の強度と頻度を調整するのと同じように、子供の身体能力に適応するでしょう。 光電子モーション追跡システムなどの技術システムから収集されたデータは、進歩の追跡を支援するために運動能力の変化を追跡する可能性があります。 ゴールドスタンダードの光電子モーションキャプチャ（例：Vicon、Motion Analysis）は家庭用には高すぎますが、家庭での使用に実用的な低コストの市販製品があります（例：Microsoft Kinect、Orbbec Persee）。 これらのデバイスの動き追跡機能はゲームプレイをサポートするのに十分ですが、(i) ゲームプレイ中および (ii) 多様な運動技能とパターンを持つ子供たちに対して、どれだけ正確に動きを追跡できるかはわかっていません。 この情報は、低コストの光電子モーション追跡の使用を検証するために重要であり、(i) 高品質のフィードバックを提供し、療法エクササイズの練習をサポートすること（例：これらのシステムがセラピストと同じ方法でエクササイズを認識し、フィードバックを提供できる範囲はどの程度か？）および (2) 運動能力の変化を追跡すること（例：これらのシステムが運動技能の変化を正確に定量化し追跡するために使用できる範囲はどの程度か？）を目的としています。
より多くのCPの子供たちへのアクセシビリティを高めるために、Possibility Engineering and Research Lab（PEARL）では、リハビリテーションエクササイズを追跡し、それらをゲームプレイに統合する一連のインタラクティブビデオゲームが作成されました。 ビデオゲーム「Bootle Blast（BB）」と「Bootle Boot Camp（BC）」は、3D深度センサーであるOrbbec Persee+を利用しています。 Bootle Blastは、CPの4人の子供たちによって12週間にわたり自宅でパイロットテストが成功裏に実施され、2017年以降、Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospitalのクリニックで使用されています。 これまで、身体追跡は主にゲーム内での子供のインタラクションをサポートするために使用されてきました。 療法エクササイズの追跡精度、高品質なフィードバックを提供する可能性、および運動の質（例：到達範囲、運動の滑らかさ、運動軌道）を定量化するための妥当性はまだ確立されていません。
本研究の全体的な目標は、マーカーレスモーションキャプチャシステム（例：Orbbec Persee+/Astra 2、Apple LiDAR、2Dカメラ + 身体追跡ソフトウェア）の、療法エクササイズとゲームプレイ中の運動を追跡するための臨床的有用性と精度を確立することです。
研究の種類
入学 (推定)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究連絡先
- 名前：Selvi Sert, MEng
- 電話番号：3109 416-425-6220
- メール：ssert@hollandbloorview.ca
研究連絡先のバックアップ
- 名前：Alexander Hodge, BSc
- 電話番号：3245 416-425-6220
- メール：ahodge@hollandbloorview.ca
研究場所
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Ontario
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Toronto、Ontario、カナダ、M4G 1R8
- Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital
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コンタクト：
- Selvi Sert, MEng
- 電話番号：3109 416-425-6220
- メール：ssert@hollandbloorview.ca
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コンタクト：
- Alexander Hodge, BSc
- 電話番号：3245 416-425-6220
- メール：ahodge@hollandbloorview.ca
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主任研究者：
- Elaine Biddiss, PhD
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
- 子
- 大人
健康ボランティアの受け入れ
サンプリング方法
調査対象母集団
説明
対象条件：
- 5歳から24歳まで
- ゲームを成功させるのに十分な運動能力（例：手を肩より上に上げることができる）
- モニターを見て操作できること - 視覚または聴覚障害が最小限であること
- 肌と体にフィットする衣服に反射ステッカーを貼ることに同意すること
- ゆるい衣服を固定するために腕や脚にアスレチックテープを巻くことに同意すること
- GMFCSレベルI-IIIに相当する移動能力を有すること
除外条件：
- 中程度の運動を安全に行うことができない怪我や障害があること
- スクリーン時間によって悪化するてんかんの既往歴。後者については、保護者からの報告により、週に1時間のテレビ/ビデオゲームに安全に参加した場合、子供は参加資格があります
研究計画
研究はどのように設計されていますか？
デザインの詳細
コホートと介入
グループ/コホート |
介入・治療 |
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主要アーム
参加者の社会人口統計学的データは、研究セッションのアクティブな部分の前に収集されます。
アクティブな部分では、参加者は特定のリハビリ動作を対象とした動きベースのビデオゲームのコレクションをプレイします。
プレイ中、参加者の動きは、2Dおよび3Dカメラ、マーカーベースのモーションキャプチャシステムなどのさまざまな技術を使用して捕捉されます。
ゲームはランダムな順序でプレイされ、モーションデータは全期間にわたって収集されます。
参加者は各ミニゲームの間に必要に応じて休憩することができます。
全体のアクティブなゲームプレイは約30分で、約10分の歩行（可能な子供は5mトラックを3〜8回通過）とアクティブな可動域測定が含まれます。
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参加者は、様々なセンサーで動きを追跡しながら、体を動かしてアクティブなビデオゲームをプレイします。
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この研究は何を測定していますか？
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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標準化された臨床評価：30秒間の椅子立ち座りテスト
時間枠：ベースライン
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下肢の機能的な筋力を評価する測定法。
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ベースライン
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標準化臨床評価 - 5回座位起立テスト
時間枠：ベースライン
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Five Times Sit to Stand Testは、移乗スキルの一側面を測定します。
このテストは、下肢の機能的筋力を定量化する方法を提供し、および／または患者が移乗動作を完了するために使用する運動戦略を特定します。
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ベースライン
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標準化臨床評価：小児リーチテスト
時間枠：ベースライン
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機能性リーチテスト（FRT）の修正版。
PRTは、座位および立位での前方リーチに加えて、側方リーチも測定します。
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ベースライン
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標準化臨床評価: 片足立ちテスト
時間枠：ベースライン
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静的姿勢およびバランス制御の評価に使用されます
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ベースライン
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標準化臨床評価：Timed Up and Go
時間枠：ベースライン
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可動性、バランス、歩行能力、転倒リスクを評価します
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ベースライン
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センサー移動追跡データ
時間枠：ベースライン
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X-Y-Z座標空間における関節位置。
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ベースライン
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協力者と研究者
捜査官
- 主任研究者：Elaine Biddiss, PhD、Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital, Bloorview Research Institute
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (推定)
一次修了 (推定)
研究の完了 (推定)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
その他の研究ID番号
- 0551
個々の参加者データ (IPD) の計画
個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?
医薬品およびデバイス情報、研究文書
米国FDA規制医薬品の研究
米国FDA規制機器製品の研究
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