隆重介绍TRECEY：一种用于帕金森病（PD）患者通过眼动追踪在多媒体遥控器操作过程中实现震颤补偿的算法

《Assistive Technology》：Introducing TRECEY: An algorithm for tremor compensation using eye-tracking during multimedia remote controller operation in Parkinson’s disease (PD)

帕金森病（PD）是65岁以上人群常见进行性神经退行性疾病，其肢体震颤导致日常活动困难。现有治疗和辅助技术对数字多媒体设备交互支持不足。本文提出TRECEY算法，通过眼动追踪数据补偿遥控器输入的震颤，在模拟和真实PD患者中验证其有效性，显著提升光标控制准确率。

　　帕金森病（Parkinson’s disease, PD）是一种全球范围内第二常见的进行性神经退行性疾病。随着人口老龄化趋势的加剧，该疾病的患病率也在持续上升。据统计，65岁以上的老年人中有2%-3%患有PD，而85岁以上的老年人中这一比例接近4%。PD患者常常面临一系列运动和非运动症状，其中运动症状尤为显著，例如四肢震颤。这些震颤对患者的日常生活造成了极大的困扰，例如穿衣扣纽扣、使用餐具、书写以及操作电视遥控器和电脑鼠标等基本动作变得困难，进而导致患者需要依赖护理人员的帮助，影响其生活质量。

震颤是PD最常见的运动症状之一，尤其在患者的上肢中表现得尤为明显。其中，“药丸滚动”型震颤是较为典型的一种，主要发生在手部。这种震颤通常以4-7赫兹的频率出现，虽然个体之间的震颤频率和幅度存在差异，但总体上具有一定的规律性。震颤不仅影响患者的动作精度，还降低了其使用数字多媒体设备的能力，使得这些设备在某些情况下变得难以操作。因此，开发一种能够有效补偿震颤、提高操作稳定性的技术显得尤为重要。

目前，针对PD患者已经研发了多种辅助技术，如深部脑刺激（DBS）和外周电刺激等，这些方法在一定程度上能够缓解震颤症状。然而，DBS需要进行侵入性手术，存在诸如电极放置不当、中风、感染和癫痫等风险，而外周电刺激虽然较为安全，但长期使用可能导致肌肉疲劳。此外，现有的运动辅助设备多用于物理交互，如使用带振动补偿功能的餐具或手柄，但这些设备往往局限于特定的场景，无法有效支持复杂的数字多媒体操作。

随着科技的发展，数字多媒体设备在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，包括获取新闻、娱乐和教育内容。然而，对于PD患者而言，由于震颤的影响，他们往往难以独立操作这些设备。为此，研究者提出了一种基于眼动追踪的算法——TRECEY，旨在通过眼动数据来稳定遥控器操作中的光标移动，从而提升患者使用数字设备的能力。

TRECEY的核心理念是通过分析用户的目光和手部动作，将两者结合以减少震颤对光标控制的影响。在实验过程中，研究团队首先使用健康志愿者进行测试，通过自定义的双轴振动发生器模拟PD震颤，并验证了系统在PD患者中的实际效果。实验结果显示，使用TRECEY后，患者的光标控制精度显著提高，且在操作速度和准确性方面均有所改善。

在实验设计方面，研究团队使用了Unity游戏引擎开发了一款用于测试光标速度和准确性的游戏，该游戏模拟了真实世界中用户操作多媒体设备的情景。游戏中的目标由六个颜色各异的圆形组成，用户需要通过手持遥控器（称为“wand”）来选择这些目标。通过记录用户的操作数据，研究团队能够评估不同条件下的系统性能，包括无震颤补偿、仅使用低通滤波器和使用TRECEY的情况。

实验结果显示，健康志愿者在使用TRECEY后，其光标控制的得分提高了72%，并且在操作速度和准确性方面均优于其他条件。对于PD患者而言，使用TRECEY后，其得分提高了19.3%，且正确选择率显著增加。这些结果表明，TRECEY能够有效提升患者的数字设备操作能力，同时保持操作的自然性和直观性。

尽管TRECEY在实验中表现出色，但仍存在一些局限性。例如，系统对用户的姿态和与屏幕的距离较为敏感，这可能导致在长时间操作或用户位置变化时出现不稳定。此外，佩戴隐形眼镜或眼镜可能会影响眼动追踪的准确性。未来的研究方向包括开发可穿戴眼动追踪设备，以及优化系统以适应不同的用户需求和操作环境。通过这些改进，TRECEY有望成为一种更加广泛应用的辅助技术，提升数字设备的可及性，改善PD患者的生活质量。

总的来说，TRECEY的提出和验证为PD患者提供了新的解决方案，使其能够在不依赖护理人员的情况下，更加独立地使用数字多媒体设备。随着技术的不断进步，未来有望将TRECEY集成到更多的商业产品中，如智能电视和游戏主机，从而为更广泛的用户群体提供支持。这一研究不仅有助于改善PD患者的生活质量，也为其他类型的震颤疾病提供了潜在的应用前景。