Fine Motor Assessment in Upper Extremity Using Custom-Made Electronic Pegboard Test(2021) - 작성 중

Acharya, K. A., Bhat, S., Kanthi, M., & Rao, B. K. (2022). Fine motor assessment in upper extremity using custom-made electronic pegboard test. Journal of Medical Signals & Sensors, 12(1), 76.

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1. Abstract
   • 소근육 테스트는 손가락, 손, 손목으로 작은 물체를 조작하는 것을 포함한다. 이 테스트는 가장 극한의 기능을 평가하는 필수적인 부분이다. Nine Hole Peg Test(NHPT)는 이런 테스트 중 하나로 엄지와 검지로 peg를 조작하는 능력을 평가하는 테스트다. 자연적인 손의 움직임과 가깝게 모사하고 흉내낼 수 있는 소근육 평가 도구로 발전할 필요가 있다. 이 연구의 목표는 관리가 쉽고 시간적인 측면에서 효율적인 전자의 pegboard를 발전하는 것이다. Pegboard 기기는 변하고 있고 표준화되고 있다 : (1) 맞춤형 Pegboard에 전자 회로 추가 및 microcontroller를 사용하여 프로그래밍, (2) board로부터 peg를 놓고 들어올리는 특정한 시퀀스를 따름, (3) 적외선 센서 사용, 제시간에 하나의 peg의 움직임을 확신하는 탄탄한 알고리즘. 설정은 15명의 건강한 참가자에게 관리되고, 결과는 전통적인 NHPT의 결과와 비교된다. peg를 움직이는 것에 대해 이미 정의된 시퀀스와 전자 타이머 특징은 반복되는 측정과 디지털 repository에 테스트 점수 저장을 가능케 하는 것으로 믿을 수 있는 결과를 제공한다. 이 데이터는 visit를 덧붙이는 동안 레퍼런스 데이터로서 사용될 수 있다. 측정된 시간과 현재 설정과 전통적인 NHPT의 최대 차이는 대략 6.7%이다. 이걸 주목하는 게 중요한데, 현재 설정에서 측정된 시간이 항상 더 높은 면에 있다는 것을 비교할 때, 전통적인 NHPT에서 내재하는 지연때문이다. 시간을 기록하기 위해 수동의 스탑워치에 의존하지 않는 것과 어떠한 웨어러블 장치도 손에 없는 것은 현재 설정의 이점이다.
2. Introduction
   • 표준화된 손 기술 테스트는 주로 3개의 component로 구성된다.
     • (a) 팔과 손의 기능 테스트
     • (b) 손재주와 소근육 테스트
     • (c) 손의 힘 테스트
   • 여러 소근육 테스트 존재 : NHPT, Purdue Pegboard Test, Moberg Pick-up Test, Minnesota Rate of Manipulation Test, Box and Block Test, Coin Rotation Test (소근육 기술 검사). 테스트들은 손을 사용하여 task를 수행하는 기술로서 정의되는 소근육을 검사하는 테스트.
   • NHPT는 표준적, 의존적, 잘 구성된 테스트로 손의 기능을 객관적으로 측정, 관리하기 쉽고 15분 이내의 시간이 걸리며 믿을 수 있고 타당하고 변화에 민감하다고 여겨진다. NHPT는 multiple sclerosis(MS), Parkinson disease(PD), stroke, brain injury와 같은 환자의 미세한 수동의 재주를 평가한다. Keller에 의해 소개된 전통적인 NHPT는 소근육 기술에 대한 최적의 기준으로서 고려된다. Test kit는 플라스틱 보드, 9개의 peg(차원 : 7mm지름, 32mm의 길이),스탑워치로 구성된다. 테스트를 수행하기 위해, 피실험자는 의자에 편안하게 앉고 손은 테이블 위에 pegboard의 측면 모두에 인접하게 올려놓는다. 피실험자는 peg holder에서 peg를 잡아 pegboard에 놓는 것을 요구받는다. 9개의 peg는 어떠한 패턴이던 한번에 하나씩 pegboard의 구멍에 끼워진다. 테스트 과정에 대한 instruction은 다음과 같다 : 당신이 주로 사용하는 손을 사용하여 한번에 하나의 peg를 듭니다. 그리고 그것들은 모든 구멍이 꽉 찰 때까지 어떠한 순서로든 구멍에 끼워넣습니다. 그리고 peg들을 한번에 하나씩 peg holder에 다시 되돌려놓습니다. 잘 사용하지 않는 손을 이용하여 pegboard를 안정시킵니다. 얼마나 빠르게 모든 peg들을 꽂고 되돌려놓는지를 봅니다. 준비되었나요? 시작합니다. Task를 수행하는데 걸린 최종 시간은 수종의 스톱워치를 사용하여 잰다. 만약 300s이내에 테스트를 끝내지 못한다면, 제한된 시간 내에 전부 몇개의 peg를 옮겼는지를 카운트한다. 활동은 주로 사용하는 손과 그렇지 않은 손을 구별하여 반복된다.
   • Jobba'g등은 LED와 함께 정교한 NHPT를 발전시켰다. 움직임 패턴은 각각의 pegboard 구멍에 인접한 LED로 가이드된다. 발달된 기계는 테스트를 끝내는 시간을 자동적으로 계산한다. 이는 참가자가 여러 개의 peg를 잡고 과정의 속도를 올릴 가능성도 있다. 이 테스트 키트는 이러한 가능성을 고려하지 못한다. 이와 같은 참가자로부터의 수행은 테스트 과정을 위반하고 잘못된 테스트 점수를 준다. 본 연구는 적외선 센서와 탄탄한 알고리즘을 사용하여 참가자가 순서를 따를 경우에만 타이밍이 시작되고, 이후 peg를 선택하기 위해 peg holder쪽으로 손을 이동할 경우에만 peg 이동이 인식된다.
   • Johansson과 Hager은 2개의 pegboard로 구성된 표준화된 NHPT 설정을 발전시켰다. 9개의 peg들은 표준 지침에 따라 한개의 보드에서 다른 보드로 이동된다. Kinematic 평가는 8개의 카메라와 9개의 수동 반사 마커의 도움과 함께 30명의 참가자에 의해 수행된다. 전통적인 pegboard 테스트에서 peg holder를 사용하는 것에 비해, 이 NHPT는 배치하는 동안 한 번에 하나의 peg를 하나의 pegboard에서 다른 pegboard로 잡고 있고 들어야한다. 
   • 존재하는 많은 electronic pegboard 테스트는 Kinect 센서, wearable 센서 혹은 multiple 센서가 장갑에 있는 등으로 구성된 motion suite를 사용한다.  요즘 가상환경은 pegboard 테스트에서 또한 사용되는 비디오 게이밍 콘솔의 종류에서 윙윙거림을 만들어낸다. 이러한 가상의 pegboard 기술은 참가자가 손과 관련된 제스처를 수행하는 것을 복돋아준다. 그러나 실제 물체와 함께 정확한 움직임은 고스란히 그대로 있다. 활동 초기화와 정확한 실현은 custom game-based active device를 반영하지 않은 완전히 다른 측면이다. 더욱이 pegboard 테스트의 설정의 track을 유지하기 위해 연속적인 가상의 디스플레이를 모니터링하는 것은 쥐기나 촉감과 같은 실제 손의 사용을 제한한다. 임상의는 많은 환자수와 1대1 해결의 효과적임이 항상 실현가능하지 않기 떄문에 많은 제한된 시간을 가진다. 따라서 간편하고 비용 효율적이고 관리하기 쉬우며 시간 효율적인 pegboard를 사용하기 용이할 필요성이 있다.

전통적인 NHPT / 출처 : Acharya, K. A., Bhat, S., Kanthi, M., & Rao, B. K. (2022). Fine motor assessment in upper extremity using custom-made electronic pegboard test.  Journal of Medical Signals & Sensors ,  12 (1), 76.

• 3. Method
  • 테스트 목적에 기초하여, 다른 테스트 과정이 있다. 
    • 시나리오1. 직장 목적을 위해, 피고용인이 주로 사용하는 손을 알기위해 혹은 손가락이나 소근육 기능의 협동을 요구하는 직업을 위해 피고용인을 미리 차단하기 위해 요구될 수 있다. 이러한 시나리오에서는 다음과 같은 테스트 과정이 팔로우된다.
      • 1. 지시 기다리기 : "주로 사용하는 손을 이용해서 peg holder에서 한 번에 하나의 peg를 들어 모든 구멍이 꽉 찰 때까지 주어진 순서에 따라 구멍에 끼워넣어라. 한 번에 하나의 peg를 들어 반대의 순서로 peg holder에 되돌려 놓아라. 얼마나 빠르게 모든 peg를 끼우고 집어넣는 것을 반복할 수 있는지를 본다. 준비 되었는가? 시작!"
      • 2. Peg holder에서 pegboard의 구멍으로 주로 사용하는 손을 이용하여 특정한 순서대로 peg를 놓아라(한 번에 하나씩).
      • 3. 모든 peg들이 놓아질 때까지 반복해라.
      • 4. 한 번에 하나씩 peg holder로 peg를 되돌리는데, pegboard로 부터 반대의 순서로 peg를 꺼내라.
      • 5. 주로 사용하지 않는 손을 이용하여 과정을 반복해라.
    • 시나리오2. 하나의 손에 장애를 갖고 있는 사람들을 위한 치료 세션을 계획하기 위해. 이러한 시나리오에서는 과정이 오직 장애를 장애를 가진 손으로만 수행된다는 것을 제외하고는 위의 과정과 동일하다.

Block diagram representation of the pegboard test set-up / 출처 : Acharya, K. A., Bhat, S., Kanthi, M., & Rao, B. K. (2022). Fine motor assessment in upper extremity using custom-made electronic pegboard test.  Journal of Medical Signals & Sensors ,  12 (1), 76.

출처 : Acharya, K. A., Bhat, S., Kanthi, M., & Rao, B. K. (2022). Fine motor assessment in upper extremity using custom-made electronic pegboard test.  Journal of Medical Signals & Sensors ,  12 (1), 76.

• 4. Technical aspects of the device
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출처 : Acharya, K. A., Bhat, S., Kanthi, M., & Rao, B. K. (2022). Fine motor assessment in upper extremity using custom-made electronic pegboard test.  Journal of Medical Signals & Sensors ,  12 (1), 76.