基于网页摄像头严肃游戏与MediaPipe手部追踪的发育迟缓儿童精细运动评估及纵向康复监测框架

《IEEE Journal of Translational Engineering in Health and Medicine》：A Webcam-Based Serious-Game System for Translational Fine-Motor Rehabilitation Monitoring in Children With Developmental Delay

　　

摘要：

**目的**——儿童精细运动康复的低负担监测仍然困难，因为标准化临床评估是间歇性的、依赖评估者且很少与反复训练相结合。本研究提出了一种基于网页摄像头的研究用途严肃游戏系统，旨在支持治疗师指导下的发育迟缓（DD）儿童精细运动评估及纵向进展监测。**方法**——该系统集成了 MediaPipe 手部追踪技术与两款基于作业治疗理念的游戏：FingerBubble 用于评估远端手指灵巧性，Gacha Machine 用于评估近端手腕旋转和稳定性。从 RGB 视频中提取轨迹变异性、加速度控制、活动范围和旋转速度等运动学描述符，并使用受试者级别机器学习进行分析。典型发育队列（N = 21）提供了常模比较数据，发育迟缓儿童（N = 7）在治疗师监督下完成了为期 12 周、共 24 次治疗的干预方案。**结果**——整合远端和近端指标的最佳混合模型在留一受试者验证中实现了 0.821 的准确率和 0.615 的 F1 值，用于基线 DD/TD 分离。纵向分析显示远端轨迹变异性显著降低，手腕活动范围扩大，旋转速度降低（在该样本量下未达统计学显著性），且训练后模型预测的 DD 概率向左偏移至典型发育范围。**结论**——所提出的框架展示了可解释、低成本、基于视觉的数字生物标志物用于治疗师指导下的儿童精细运动康复监测的可行性。结果支持了可行性与测量效度，但尚不应被解释为确凿的临床疗效证据或自主诊断。临床与转化影响声明——本工作定位于转化促进型原型，在 Te...

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