클리닉에서 가정까지 뇌졸중 후 걷기 개선 추적

목표 1 만성 뇌졸중 환자의 보행 능력과 보행 성능 간의 관계를 확립합니다. 뇌졸중 후 집에서 걷는 능력을 향상시키기 위한 첫 번째 중요한 단계는 사람들이 표준 클리닉 환경과 집에서 걷는 것이 얼마나 다른지 알아내는 것입니다. 각 개인에 대해 조사관은 클리닉과 가정 환경 모두에서 6분 동안 걷는 비디오 녹화를 얻을 것입니다. 그런 다음 조사관은 자세 추정 알고리즘을 사용하여 보행 길이 비대칭, 걸음 시간 비대칭 및 보행 속도의 세 가지 주요 기능을 정량화합니다. 연구자들은 병원에서 측정한 보행 능력이 세 가지 지표 각각에 대해 집에서 측정한 보행 능력보다 우수할 것이라는 가설을 세웠습니다.

목표 2 가정에서 클리닉에서 파생된 보행 개선의 규모와 내구성을 정량화합니다. 현재의 임상 실습은 재활 전이를 통해 보행 능력의 변화가 가정에서의 보행 능력 향상으로 이어진다는 믿음에 근거하고 있습니다. 여기에서 조사관은 이 가정을 직접 테스트합니다. 목표 1의 뇌졸중이 있는 동일한 그룹의 참가자는 실험실에서 보행 적응 훈련의 단일 세션을 받게 됩니다. 그런 다음 참가자는 4가지 시점(훈련 후 당일, 다음 날, 3일 및 1주)에서 개선된 보행 패턴으로 계속 걸으라는 지침과 함께 집에서 걷기 시험을 수행하면서 비디오를 녹화합니다. 연구자들은 집에서 보폭 대칭의 개선이 같은 날 클리닉에서 관찰된 것의 절반이고 다음날까지 0으로 감소할 것이라는 가설을 세웁니다.

연구 설계 참가자는 총 5개의 데이터 수집 세션을 완료합니다(그림 1). 1일차에는 표준화된 신경학적 임상 검사, 클리닉에서 걷는 비디오 녹화(예: 기본 용량 평가) 및 집에서 걷는 비디오 녹화(예: 기본 성능 평가). 2일차에는 실험실에서 참가자가 보폭 비대칭을 줄이는 것으로 알려진 확립된 프로토콜에 참여하는 단일 30분 교육 세션이 포함됩니다. 또한 걸음 대칭 훈련을 완료한 후 1시간 이내에 가정 내 걷기(당일 이동 평가) 비디오를 녹화합니다. 3일, 5일 및 9일에 참가자는 집에서 걷는 비디오 녹화본을 제출합니다.

참가자 수사관은 뇌졸중 후 보폭 비대칭이 ≥ 4 cm인 20명의 단일 코호트를 모집합니다. 여기에서 수집된 데이터는 가정 내 보행 성능에 영향을 미치는 요인을 조사하는 대규모 연구와 가정 내 보행 개선을 목표로 하는 개입을 테스트하는 연구에 필요한 예비 데이터로 사용될 것입니다.

비디오 녹화 보행 능력 평가를 위해 조사관은 조명이 밝고 산만하지 않은 임상 환경에서 평평한 타일 표면에서 지상을 걸을 때 참가자의 시상 및 정면 뷰의 비디오(~30Hz)를 기록합니다. 걷기 성능 평가를 위해 참가자 또는 가족 구성원은 30Hz에서 단일 고정 태블릿 또는 스마트폰 샘플링을 사용하여 집에서 걸을 때 참가자를 기록합니다(이상적으로는 시상 기록이지만 공간이 있는 경우 정면일 수 있음) 제한됨 - 조사관은 두 보기에서 단계 길이를 측정할 수 있는 포즈 추정 분석 워크플로우를 가짐). 주어진 전송 기록에 대해 참가자는 원하는 보행 속도로 5번의 걷기 시도를 수행합니다.

포즈 추정 연구자들은 무료로 사용할 수 있는 포즈 추정 알고리즘인 OpenPose를 사용하여 인간 보행 분석을 위한 포즈 추정 워크플로우를 개발했습니다. 이러한 워크플로우는 시상 및 정면 관점에서 많은 시공간 및 운동학적 보행 매개변수의 정확한 추정치를 제공할 수 있으며 뇌졸중이 있거나 없는 성인을 위한 실측 3차원 모션 캡처 측정에 대해 검증되었습니다. 이러한 검증 단계는 지상 및 러닝머신 걷기 모두에 대해 수행되었습니다.