論文の概要: Interpretable and Granular Video-Based Quantification of Motor Characteristics from the Finger Tapping Test in Parkinson Disease
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.18925v1
- Date: Thu, 19 Jun 2025 12:49:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-25 19:48:23.28749
- Title: Interpretable and Granular Video-Based Quantification of Motor Characteristics from the Finger Tapping Test in Parkinson Disease
- Title(参考訳): パーキンソン病における指タッピングテストによる運動特性の解釈とグラニュラービデオによる定量化
- Authors: Tahereh Zarrat Ehsan, Michael Tangermann, Yağmur Güçlütürk, Bastiaan R. Bloem, Luc J. W. Evers,
- Abstract要約: 本稿では,ビデオ記録からPDモータ特性を定量化するコンピュータビジョンに基づく手法を提案する。
低スキネジア、ブレジキネシア、シークエンス・エフェクト、鎮静剤を特徴付けるために、臨床的に関係のある4つの特徴セットが提案されている。
運動障害学会統一パーキンソン病評価尺度 (MDS-UPDRS) の指触診スコアを推定するために, これらの特徴を機械学習分類器の訓練に利用した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.001970681951346
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Accurately quantifying motor characteristics in Parkinson disease (PD) is crucial for monitoring disease progression and optimizing treatment strategies. The finger-tapping test is a standard motor assessment. Clinicians visually evaluate a patient's tapping performance and assign an overall severity score based on tapping amplitude, speed, and irregularity. However, this subjective evaluation is prone to inter- and intra-rater variability, and does not offer insights into individual motor characteristics captured during this test. This paper introduces a granular computer vision-based method for quantifying PD motor characteristics from video recordings. Four sets of clinically relevant features are proposed to characterize hypokinesia, bradykinesia, sequence effect, and hesitation-halts. We evaluate our approach on video recordings and clinical evaluations of 74 PD patients from the Personalized Parkinson Project. Principal component analysis with varimax rotation shows that the video-based features corresponded to the four deficits. Additionally, video-based analysis has allowed us to identify further granular distinctions within sequence effect and hesitation-halts deficits. In the following, we have used these features to train machine learning classifiers to estimate the Movement Disorder Society Unified Parkinson Disease Rating Scale (MDS-UPDRS) finger-tapping score. Compared to state-of-the-art approaches, our method achieves a higher accuracy in MDS-UPDRS score prediction, while still providing an interpretable quantification of individual finger-tapping motor characteristics. In summary, the proposed framework provides a practical solution for the objective assessment of PD motor characteristics, that can potentially be applied in both clinical and remote settings. Future work is needed to assess its responsiveness to symptomatic treatment and disease progression.
- Abstract(参考訳): パーキンソン病(PD)における運動特性の正確な定量化は、疾患進行のモニタリングと治療戦略の最適化に不可欠である。
指タップテストは標準的なモーターアセスメントである。
臨床医は、患者のタップパフォーマンスを視覚的に評価し、タップ振幅、速度、不規則性に基づいて総合的な重症度スコアを割り当てる。
しかし、この主観的評価は、放射間および放射内変動の傾向が強く、この試験で得られた個々の運動特性についての洞察を与えていない。
本稿では,ビデオ記録からPDモータ特性を定量化するためのコンピュータビジョンを用いた数値計算手法を提案する。
低スキネジア、ブレジキネシア、シークエンスエフェクト、鎮静剤を特徴付けるために、臨床的に関係のある4つの特徴セットが提案されている。
パーソナライズド・パーキンソン・プロジェクト(パーソナライズド・パーキンソン・プロジェクト)における映像記録と臨床評価について検討した。
Varimax回転による主成分分析の結果,ビデオベースの特徴は4つの欠点に対応していた。
さらに, ビデオ解析により, シーケンス効果と加湿・半減期障害において, よりきめ細かな相違を見出すことができた。
以下に示すように、これらの特徴を機械学習分類器の訓練に利用し、運動障害社会統一パーキンソン病評価尺度(MDS-UPDRS)の指タップスコアを推定した。
MDS-UPDRSスコアの精度は最先端の手法と比較して高いが,個々の指触り運動特性の解釈可能な定量化は可能である。
まとめると,提案フレームワークはPDモータの特性を客観的に評価するための実用的なソリューションであり,臨床と遠隔の両方に応用できる可能性がある。
症状治療と疾患進行に対する応答性を評価するためには,今後の研究が必要である。
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