Разработка автоматизированного подхода к объективной оценке нарушений тонких движений кисти

Аннотация

Проблема восстановления моторной функции кисти актуальна в связи со значительным вкладом верхних конечностей в самообслуживание, осуществление повседневных и профессиональных действий. В настоящее время возникла острая необходимость разработки компьютерных технологий, позволяющих объективно оценивать и эффективно восстанавливать тонкую моторику кисти, в т. ч. в домашних условиях. Цель работы – разработка и оценка эффективности подхода на основе методов машинного обучения и работы с пером графического планшета к диагностике и, в перспективе, восстановлению графомоторных навыков у пациентов, перенесших острое нарушение мозгового кровообращения (ОНМК) и имеющих вследствие этого нарушение функции тонких движений кисти. Материалы и методы. Оценивалась статистическая различимость признаков, позволяющих разграничить здоровых людей и пациентов, перенесших ОНМК, на базе параметров, связанных с положением пера на графическом планшете, а также давления на пластину, угла наклона пера к планшету. Для этого обследуемые на планшете обводили пером предложенные стандартные образы. Контрольную группу составили 15 здоровых добровольцев (возраст 21–45 лет), группу исследования – 15 чел. с последствиями ОНМК (возраст 43–76 лет). Результаты. Выделены признаки, статистически значимо различающиеся у здоровых людей и пациентов после ОНМК; оценена применимость для двухклассовой классификации как полного набора данных, так и сокращенного, содержащего только признаки со статистическими различиями; проведено сравнение 5 различных классификаторов в решении задачи определения классов «здоровый/пациент» по экземпляру записи из собранного набора данных. Обучение стандартных классификаторов показало, что при использовании сокращенного набора признаков качество классификации остается высоким (например, для деревьев решений с ансамблированием точность классификации составляет 95,8 %), что подтверждает перспективность предложенного набора для дальнейшей клинической валидации и применения в скрининговых исследованиях.

Финансирование. Данная работа выполнялась в рамках Программы развития Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники на 2025–2036 годы Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».