Des vidéos de smartphone utilisées pour mesurer les tremblements de main
Une nouvelle méthode permet aux smartphones d'évaluer objectivement les tremblements de main pour un meilleur diagnostic.
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Table des matières
Les Tremblements des mains sont des mouvements de secousse involontaires qui peuvent être des symptômes de diverses maladies neurologiques, comme la maladie de Parkinson ou la sclérose en plaques. Les médecins évaluent souvent ces tremblements en observant le patient et en donnant un score selon leur jugement. Cependant, cette méthode peut être très subjective et peut entraîner des résultats incohérents. Il y a un besoin croissant d'une façon plus précise et objective de mesurer les tremblements des mains.
Objectif
Le but est de développer une méthode pour mesurer l'amplitude des tremblements des mains, c'est-à-dire l'étendue du mouvement, en utilisant des Vidéos prises avec des Smartphones. Cette méthode pourrait fournir des informations fiables pour diagnostiquer et suivre les Conditions neurologiques.
Comment ça marche
Cette nouvelle méthode repose sur les capacités des caméras de smartphones. Elle implique plusieurs étapes :
Extraction des caractéristiques de la main : La première étape consiste à identifier des points clés sur la main. Cela se fait à l'aide d'un programme informatique qui peut suivre les mouvements dans la vidéo. Ça se concentre sur des parties spécifiques de la main, comme la paume et les doigts, pour surveiller comment elles tremblent dans le temps.
Calcul de l'amplitude des tremblements : L'étape suivante est d'analyser les mouvements suivis pour calculer combien la main tremble en pixels. La direction principale du mouvement est horizontale, donc l'analyse se concentre sur ce mouvement. Pour filtrer les mouvements larges non liés, la méthode identifie les pics et les creux dans les données de mouvement. Ça aide à mesurer avec précision la hauteur des vagues de tremblement.
Conversion des Mesures : Après avoir mesuré en pixels, la dernière étape consiste à convertir cette mesure en distance physique réelle. Cela nécessite de savoir à quelle distance la main se trouve de la caméra du smartphone, ce qui peut être déterminé à l'aide d'outils de mesure de profondeur intégrés dans les smartphones modernes.
Validation de la méthode
Pour évaluer l'efficacité de cette méthode, des vidéos ont été enregistrées de deux personnes en bonne santé simulant des tremblements de mains à différentes distances de la caméra. Une règle a été placée derrière la main pour fournir une référence pour la mesure. Différents types de tremblements ont été simulés, y compris des tremblements au repos et posturaux, avec divers niveaux de secousse.
Les résultats ont montré que la méthode smartphone correspondait étroitement aux mesures prises avec une règle, indiquant qu'elle peut mesurer l'amplitude des tremblements avec précision. La méthode était également robuste sous différentes conditions, comme des teintes de peau variées et de légères obstructions.
Importance des mesures objectives
Actuellement, la manière standard de mesurer les tremblements implique des évaluations subjectives par des professionnels de la santé. Cela peut entraîner de grandes différences d'opinion sur la gravité d'un tremblement. Avec la méthode smartphone, les médecins peuvent avoir une façon plus précise et cohérente de mesurer l'amplitude des tremblements des mains.
Les informations provenant de ces mesures sont cruciales. Elles aident les médecins à diagnostiquer les conditions plus précisément et à suivre comment les tremblements d'une personne évoluent dans le temps, ce qui est essentiel pour adapter les plans de traitement.
Avantages des mesures basées sur les smartphones
Utiliser des smartphones pour évaluer les tremblements des mains a plusieurs avantages :
Accessibilité : Beaucoup de gens possèdent des smartphones, rendant cette méthode largement disponible. Elle peut être utilisée dans divers environnements, y compris dans les hôpitaux et à domicile.
Pas de matériel supplémentaire : La méthode ne nécessite pas d'équipement spécial comme des accéléromètres, qui peuvent être encombrants et inconfortables pour les patients. Les smartphones sont légers et faciles à utiliser.
Suivi à distance : Cette méthode permet la possibilité de consultations à distance. Les patients peuvent enregistrer leurs tremblements à domicile et envoyer les données à leurs prestataires de santé, facilitant le suivi de leur condition sans avoir besoin de se rendre dans une clinique.
Limitations de la méthode actuelle
Bien que cette méthode smartphone montre un grand potentiel, il y a encore quelques limitations à considérer :
Conditions d'enregistrement : La qualité de la vidéo peut affecter la précision des mesures. Une bonne lumière et un positionnement stable de la caméra sont cruciaux pour capturer des mouvements clairs.
Variabilité dans le monde réel : Les tremblements peuvent varier considérablement selon différents facteurs, y compris l'état du patient au moment de l'enregistrement. La méthode actuelle se concentre principalement sur les mouvements horizontaux, ce qui peut ne pas capturer tous les aspects des tremblements plus complexes.
Limitations spécifiques aux appareils : Actuellement, la méthode a été testée principalement sur des modèles de smartphones spécifiques. Bien que de nombreux smartphones aient des capacités similaires, tous les appareils ne fonctionneront pas aussi bien.
Directions futures
Pour surmonter ces limitations, des études plus approfondies sont nécessaires, notamment avec des patients ayant des conditions de tremblement réels. Ces études visent à reproduire des conditions du monde réel pour voir comment la méthode se comporte dans des environnements quotidiens.
Les chercheurs explorent également l'utilisation de vidéos 3D complètes pour améliorer la précision de la mesure tant de l'amplitude que de la fréquence des tremblements. Cela pourrait améliorer considérablement la façon dont les tremblements sont évalués et suivis.
Conclusion
Cette nouvelle méthode de mesure de l'amplitude des tremblements de mains à l'aide de vidéos de smartphones montre un grand potentiel pour améliorer la façon dont les conditions neurologiques sont diagnostiquées et suivies. En se dirigeant vers des mesures objectives, les médecins peuvent offrir de meilleurs soins et une compréhension plus claire des conditions de leurs patients. Avec plus de recherche et de développement, cette approche pourrait devenir un outil précieux dans la pratique clinique, offrant un moyen simple et efficace de suivre les tremblements dans le temps.
Titre: Contactless hand tremor amplitude measurement using smartphones: development and pilot evaluation
Résumé: Background: Physiological tremor is defined as an involuntary and rhythmic shaking. Tremor of the hand is a key symptom of multiple neurological diseases, and its frequency and amplitude differs according to both disease type and disease progression. In routine clinical practice, tremor frequency and amplitude are assessed by expert rating using a 0 to 4 integer scale. Such ratings are subjective and have poor inter-rater reliability. There is thus a clinical need for a practical and accurate method for objectively assessing hand tremor. Objective: to develop a proof of principle method to measure hand tremor amplitude from smartphone videos. Methods: We created a computer vision pipeline that automatically extracts salient points on the hand and produces a 1-D time series of movement due to tremor, in pixels. Using the smartphones' depth measurement, we convert this measure into real distance units. We assessed the accuracy of the method using 60 videos of simulated tremor of different amplitudes from two healthy adults. Videos were taken at distances of 50, 75 and 100 cm between hand and camera. The participants had skin tone II and VI on the Fitzpatrick scale. We compared our method to a gold-standard measurement from a slide rule. Bland-Altman methods agreement analysis indicated a bias of 0.04 cm and 95% limits of agreement from -1.27 to 1.20 cm. Furthermore, we qualitatively observed that the method was robust to differences in skin tone and limited occlusion, such as a band-aid affixed to the participant's hand. Clinical relevance: We have demonstrated how tremor amplitude can be measured from smartphone videos. In conjunction with tremor frequency, this approach could be used to help diagnose and monitor neurological diseases
Auteurs: James Bungay, Osasenaga Emokpae, Samuel D. Relton, Jane Alty, Stefan Williams, Hui Fang, David C. Wong
Dernière mise à jour: 2023-04-28 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2304.14937
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2304.14937
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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