無線電波可跟蹤帕金森病患者的步態(tài)并制定更好的治療計劃

一個Wi-Fi路由器大小的雷達(dá)設(shè)備即可以幫助遠(yuǎn)程持續(xù)監(jiān)測帕金森病患者在家中的生活。通過使用無線電波跟蹤帕金森病患者的步態(tài)，該設(shè)備可以幫助醫(yī)生評估藥物的療效，了解疾病的進(jìn)展情況，并制定更好的治療計劃。

帕金森病是一種慢性進(jìn)行性腦疾病，影響運(yùn)動功能，引發(fā)震顫、平衡受損以及跌倒和受傷的風(fēng)險。目前尚無治愈方法，患者只能依靠藥物來控制癥狀。

同時，患者必須定期就診，以便醫(yī)生或?qū)＜夷軌蛟u估他們的運(yùn)動和非運(yùn)動癥狀，以確定其對藥物的反應(yīng)。用于評估帕金森病的金標(biāo)準(zhǔn)測試是統(tǒng)一帕金森病評定量表（Unified Parkinson’s Disease Rating Scale，UPDRS），其中根據(jù)多項體育鍛煉評估和評分患者的運(yùn)動技能。但這種評估并不理想，可能會受到患者疲勞或評估者主觀性等因素的影響。

麻省理工學(xué)院電子工程與計算機(jī)科學(xué)系博士生Yingcheng Liu表示，在家里持續(xù)評估帕金森氏癥的客觀準(zhǔn)確的方法可以帶來更好的醫(yī)療護(hù)理，也可以幫助研究人員開發(fā)新的藥物來控制這種疾病。一種方法是讓患者佩戴傳感器或自己測量。但是，麻省理工學(xué)院的Liu和Guo Zhang，以及羅切斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的神經(jīng)學(xué)家表示，打算開發(fā)一種無接觸、被動式循環(huán)系統(tǒng)。所以他們決定使用無線電波。

據(jù)Science Translational Medicine雜志報道，研究人員開發(fā)的設(shè)備有Wi-Fi路由器那么大，但它傳輸?shù)臒o線電信號只有千分之一的功率。Liu說：“我們的設(shè)備就像一個低功耗的家用人體雷達(dá)?！?/p>

低功率信號可以穿過墻壁和物體，但由于人體含有水分，它們會反射到人體上。該設(shè)備收集信號，并將其發(fā)送到亞馬遜云，在那里通過研究人員開發(fā)的先進(jìn)信號處理和機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行分析。

根據(jù)這些信號，算法提取患者在家中的行走運(yùn)動和軌跡。Liu說，根據(jù)這些軌跡，研究人員可以計算出患者的步行速度，并評估其與帕金森病嚴(yán)重程度、疾病進(jìn)展和藥物反應(yīng)的相關(guān)性。

該團(tuán)隊使用該設(shè)備對34名帕金森病患者和16名健康對照受試者在家中連續(xù)數(shù)月進(jìn)行了測試。他們發(fā)現(xiàn)，計算出的步行速度與今天用來衡量疾病嚴(yán)重程度的標(biāo)準(zhǔn)測試的分?jǐn)?shù)相關(guān)。

但在家里的步速在跟蹤疾病進(jìn)展時更為敏感。Liu說：“我們發(fā)現(xiàn)，帕金森病患者的步速隨時間的推移下降速度比沒有帕金森病的患者更快。”

更重要的是，該設(shè)備能夠檢測患者在一天中對藥物治療的反應(yīng)中行走速度的波動。通常，患者必須在日記中記錄這些波動，以便醫(yī)生調(diào)整他們的治療計劃。研究人員說，能夠使用雷達(dá)設(shè)備遠(yuǎn)程檢測到它們，減輕了患者的負(fù)擔(dān)。

他們現(xiàn)在需要使算法更加穩(wěn)定和高效，并計劃在更大的人群中測試設(shè)備和方法。Liu說，他還想分析更多步態(tài)參數(shù)，如步長和擺動長度。他說：“我將嘗試結(jié)合步態(tài)和睡眠，從更全面的角度研究帕金森病。此外，還有許多其他疾病會導(dǎo)致步態(tài)功能障礙，如癌癥。我還將研究這些疾病?！?/p>