自動化された四肢機能検査を通じて、小脳の運動失調症の定量的評価

背景：小脳の損傷は、しばしば体の末梢領域に影響を与える障害を引き起こす可能性があります。これらには、バランス、歩行、発話に関連する障害としてしばしば現れることが多い、不正確で不正確な調整、震え、不規則な動きが含まれます。小脳運動失調（CA）の重症度評価は、専門家の意見によって決定され、本質的に主観的である可能性があります。このホワイトペーパーでは、一般的に使用される3つのテストの自動バージョンを調査します。指の鼻からの指標（FNT）、上肢の子宮内膜カキネジアテスト（DDK）のテスト、およびシンテスト（HST）（HST）の障害の評価において。 方法：これらのテストに関連する四肢の動きは、障害を捕捉するために慣性測定単位（IMU）を使用して測定されます。加速度、速度、角度などの運動学的パラメーターは、3つの直交軸の時間と周波数ドメインの両方で考慮され、関連する障害関連情報を取得します。基礎となる特徴のデータ分布における集合的支配が観察されましたが、主成分分析（PCA）が観察されました。支配的な特徴を組み合わせて、線形判別分析を通じて専門家の臨床評価との相関を実証しました。ここでは、ピアソンの相関関係を使用して、客観的評価と専門家の臨床スコアとの関係を調べますが、パフォーマンスもクロス検証によって検証されました。 結果：実験結果は、加速がDDKとHSTの主要な特徴であるのに対し、回転はFNTの分類の主要な機能であることを示しています。機能を組み合わせることで、各ドメインの相関が強化されました。主題データは、専門家の臨床スコアに基づいて重症度情報に基づいて分類されました。 結論：上肢FNTの主に翻訳される動きの場合、回転は障害を捉え、主に回転する動きを伴うDDKテストの場合、線形加速度は障害をキャプチャしますが、下肢HSTに拡張することはできません。感覚測定に起因する運動失調の直交方向の症状は、各テストで決定されました。 裁判登録：ヒューマンリサーチ倫理委員会、ロイヤルビクトリアンアイアンドイヤー病院、イーストメルボルン、オーストラリア（HREC参照番号：11/994H/16）。

BACKGROUND: Cerebellar damage can often result in disabilities affecting the peripheral regions of the body. These include poor and inaccurate coordination, tremors and irregular movements that often manifest as disorders associated with balance, gait and speech. The severity assessment of Cerebellar ataxia (CA) is determined by expert opinion and is likely to be subjective in nature. This paper investigates automated versions of three commonly used tests: Finger to Nose test (FNT), test for upper limb Dysdiadochokinesia Test (DDK) and Heel to Shin Test (HST), in evaluating disability due to CA. METHODS: Limb movements associated with these tests are measured using Inertial Measurement Units (IMU) to capture the disability. Kinematic parameters such as acceleration, velocity and angle are considered in both time and frequency domain in three orthogonal axes to obtain relevant disability related information. The collective dominance in the data distributions of the underlying features were observed though the Principal Component Analysis (PCA). The dominant features were combined to substantiate the correlation with the expert clinical assessments through Linear Discriminant Analysis. Here, the Pearson correlation is used to examine the relationship between the objective assessments and the expert clinical scores while the performance was also verified by means of cross validation. RESULTS: The experimental results show that acceleration is a major feature in DDK and HST, whereas rotation is the main feature responsible for classification in FNT. Combining the features enhanced the correlations in each domain. The subject data was classified based on the severity information based on expert clinical scores. CONCLUSION: For the predominantly translational movement in the upper limb FNT, the rotation captures disability and for the DDK test with predominantly rotational movements, the linear acceleration captures the disability but cannot be extended to the lower limb HST. The orthogonal direction manifestation of ataxia attributed to sensory measurements was determined for each test. TRIAL REGISTRATION: Human Research and Ethics Committee, Royal Victorian Eye and Ear Hospital, East Melbourne, Australia (HREC Reference Number: 11/994H/16).