这款家用无线传感器可能有助于监测帕金森病患者的症状

这款类似路由器的设备还可以追踪这种神经系统疾病的治疗情况。
An illustration of a person walking across a room, with radar bouncing off of them as a series of waves coming from a box.
这款家用监测设备使用非常微弱的无线电波来估算一个人的行走速度。N. Fuller, SayoStudio, 由刘应成提供

一种家用监测系统可能有助于克服照料帕金森氏症患者的一些挑战。由于患有这种神经系统疾病的患者通常是老年人,并且可能需要出行协助,因此前往医疗中心接受专科护理可能很困难。但通过安装无线电传感器,研究人员可以追踪他们症状的进展,甚至药物的变化,而无需患者离开舒适的家。研究结果于周三发表在《科学转化医学》杂志上。

帕金森氏症是一种影响全身的进行性神经系统疾病,但最广为人知的可能是它对活动能力的影响——它通常首先表现为肌肉僵硬,并可能发展为震颤、虚弱和其他运动障碍。 约有一百万美国人患有此病,而只有 60% 的接受医疗保险的帕金森氏症患者会看神经科医生或其他专科医生。“我们对患者群体提出了很高的要求,”帕金森氏症基金会首席科学官 James Beck 说,他没有参与这项研究。

这项研究的通讯作者、麻省理工学院机器感知与医疗保健专业的博士生 Yingcheng Liu 表示,该疾病的标准评估方法非常主观且耗时。“我们真的不能要求患者每天或每周都来诊所,”Liu 说。“这项技术让我们有可能持续监测患者,并提供更客观的评估。”

这项新研究的方法是在 50 名受试者(34 名帕金森氏症患者和 16 名非患者)家中安装一个相框大小的传感器:传感器产生无线电波,类似于超弱的 WiFi 信号,充当人体探测雷达。研究人员利用该雷达追踪行走速度,并可以对其进行数小时或数天的平均值计算,以衡量患者的活动能力。

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“有许多不同的传感器”正在开发中以追踪帕金森氏症,包括智能手表和手机应用程序,Beck 说。“这种方法有趣之处在于它是完全被动的……能够近乎实时地追踪一个人在室内活动,这非常令人兴奋。”

研究人员将家用的活动能力与帕金森氏症常见的临床测量结果进行了比较。在控制了年龄和其他影响步态的因素后,研究小组发现,传感器检测到的患者行走速度与深入评估该疾病的结果高度相关:即一项全面的帕金森氏症测试中的运动检查部分,该测试涉及对患者的手部运动、言语和行走能力进行评分。医生常用的快速评估,如计时患者从椅子上站起来,与这项测试的匹配度不高。

家用监测器有助于避免所谓的“白大褂效应”。“当我们当着医生面进行测试时,我们会尽量表现得最好,”Liu 说。简短的诊所测试可能反映了一个人的最佳表现,但不是他们的耐力——这有点像找出汽车的最高速度,但不知道它的里程数。

与临床测量能够观察到运动能力下降之前,家用的步态测量还检测到了患者活动能力的下降。在为期一年的研究中,每个人的行走速度都有所下降,但在帕金森氏症患者中,下降速度快了一倍——这种进展在综合检查中是无法察觉的。

步态只是衡量日常功能的一种方法,该设备之前的研究表明,它还可以捕捉到一个人完整的轮廓——Liu 说,他们很想知道它是否也能捕捉到步幅、手部运动或其他运动功能。

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研究人员表示,家用监测器还可以改善疾病的治疗方法。虽然帕金森氏症无法治愈,但其症状可以通过一种名为左旋多巴的药物进行管理。

“基本上,当患者服用这种药物时,他们的运动和认知功能会得到改善,”Liu 说。但这种效果对不同的人来说,减退的速度不同。而且这种药物还会产生副作用,包括不自主运动。“我将其比作喝咖啡,”Liu 说:喝得太少,你会头痛;喝得太多,你会烦躁不安、焦虑。因此,患者和医生需要找出最佳剂量和服用时间。“传统的做法是连续两周每半小时写一次日记,”Liu 说。他说他曾尝试过像这样记日记,只是为了了解这种评估对患者来说是什么样的。“这真的很繁琐。”

通过每日步态测量,医生或许能够更清楚地看到药物调整的效果。在这项研究中,“当我们比较患者的行走速度与日记记录时,我们发现它们是相关的,”Liu 说。这项研究是观察性的,因此研究人员并未故意调整患者的药物,但在研究过程中有两名患者确实改变了他们的服药计划。这些改变体现在他们每天的行走速度上——他们的低活动能力下降的次数减少了。“医生实际上可以查看这条波动曲线,并尝试一点一点地调整剂量。”

Beck 表示,像这样的临床研究仍处于验证阶段。“可能还需要数年时间才能成为广泛使用的工具,”他说,但“我认为这已经有一个好的开端了。”

 

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Philip Kiefer

特约撰稿人

Philip Kiefer是《Popular Science》的特约撰稿人。他于2021年开始作为自由撰稿人加入科学部门,同年晚些时候正式成为团队一员。他曾报道过COVID变种的演变、食腐蜜蜂以及史前藻类爆发。


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