Assessment of a hand tremor based on analysis of the accelerometer signal

• Autorzy: Wilk B. , Olbrycht S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.11.36

Warianty tytułu

PL

Ocena drżenia ręki na podstawie analizy sygnału z akcelerometru

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the method developed for the assessment of a tremor based on analysis of the output signals from a 3-axis accelerometer placed on the index finger of the right hand. Firstly, the signal representing only acceleration caused by involuntary movement of the hand is determined. The tremor frequency is obtained as the dominant frequency of the PSD estimated for short segments of this signal by using the AR model. The presented method allows us to evaluate variability of tremor frequency in typical neurological tests.

PL

W artykule opisano metodę opracowaną do oceny drżenia na podstawie analizy sygnałów wyjściowych z trójosiowego akcelerometru, który został umieszczony na palcu wskazującym prawej ręki. Najpierw wyznaczany jest sygnał reprezentujący tylko przyśpieszenie wywołane mimowolnym ruchem ręki. Częstotliwość drżenia jest określana jako dominująca częstotliwość PSD estymowanej dla krótkich segmentów tego sygnału na podstawie modelu AR. Prezentowana metoda umożliwia ocenę zmienności częstotliwości drżenia w typowych testach neurologicznych.

Słowa kluczowe

EN

hand tremor; accelerometer; wavelet analysis; spectral analysis

PL

drżenie rąk; akcelerometr; analiza falkowa; analiza widmowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 11
• Strony: 144--147
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wilk B.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Zakład Metrologii i Systemów Diagnostycznych ul. W. Pola A, 35-959 Rzeszów

autor

Olbrycht S.

• absolwent Wydziału Elektrotechniki i Informatyki, Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] Sławko J., Friedman A., Bogucki A., Opala G., Choroba Parkinsona i inne zaburzenia ruchowe, Tom 2. Via Media, Gdańsk (2012)
• [2] Andrade A.O. et al., Human Tremor: Origins, Detection and Quantification, InTech (2012)
• [3] Panicker J.N., Pal P.K., Clinical Features, Assessment and Treatment of Essential Tremor, JAPI, 51 (2003), No.3, 276-273
• [4] Manto M. et al., Bioinformatic Approaches Used in Modelling Human Tremor, Current Bioinformatics, vol. 2 (2009), No. 4, 154-172
• [5] Palmes P., et al., Pattern mining of multichannel sEMG for tremor classification, IEEE Trans. Biomed. Eng., 57 (2010), No. 12, 2795-2805
• [6] Rissanen S.M. et al., Discrimination of EMG and acceleration measurements between patients with Parkinson’s disease and healthy persons, In Proc. the 32nd Annual International Conference of the IEEE EMBS (2010), 4878-4881
• [7] Di Pino G., et al., Neurophysiological bases of tremors and accelerometric parameters analysis, In Proc. the 4th IEEE RAS/EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics (2012), 1820-1825
• [8] Rigas G., et al., Assessment of tremor activity in the Parkinson’s disease using a set of wearable Sensors, IEEE Transaction on Information Technology in Biomedicine, 16 (2012), No. 3, 478-487
• [9] Niazmand K., Kalaras A., Dai H., Lueth T.C., Comparison of methods for tremor frequency analysis for patients with Parkinson’s disease, In Proc. The 4 th International Conference on Biomedical Engineering and Informatics (2011), 693-693
• [10] Pascoal-Faria, P. et al., Understanding Tremor in Rapid Upper Limb Movements Using 3D Accelerometers Data, Neuroscience & Medicine, (2014), No. 5, 205-213
• [11] Thanawattano C. et al., Temporal fluctuations of tremor signals from inertial sensor: a preliminary study in differentiating Parkinson’s disease from essential tremor, Biomed Eng Online (2015), 14, 101, doi: 10.1186/s12938-015-0098-1
• [12] Ayache S.S. et al., Distinction between essential and physiological tremor using Hilbert-Huang transform, Neurophysiologie Clinique/Clinical Neurophysiology, 44 (2014), 203-212
• [13] Sprdlik O. et al., Tremor analysis by decomposition of acceleration into gravity and inertial acceleration using inertial measurement unit, Biomedical Signal Processing and Control, 6 (2011), 269-279
• [14] Mallat S., A Wavelet Tour of Signal Processing. Academic Press, San Diego-London (1998)
• [15] Broersen P.M.T., de Waele S.: The Burg algorithm for segments. IEEE Trans. on Signal Processing, 48 (2000), 2876- 2880
• [16] Ćwik, T., Cianciara C., Piwowar P., System pomiarowy do rejestracji drżeń parkinsonowskich, Przegląd Elektrotechniczny, 90 (2014), No. 5, 130-133

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.