Ένα «ανθρώπινο ραντάρ» για τη νόσο Πάρκινσον

Ερευνητές του Πανεπιστημίου ΜΙΤ των ΗΠΑ δημιούργησαν μία καινοτόμο ασύρματη οικιακή συσκευή που καταγράφει εξ αποστάσεως την κατάσταση των ασθενών με Πάρκινσον. Η συσκευή-ραντάρ καταγράφει μέσω ραδιοκυμάτων συνεχώς την ταχύτητα βηματισμού και τις κινήσεις των ασθενών στο σπίτι τους, αξιολογώντας στη συνέχεια με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης κατά πόσο επιδεινώνεται η κατάστασή τους, οπότε πρέπει να επισπεύσουν μία επίσκεψη σε γιατρό.
Η νόσος Πάρκινσον είναι η ταχύτερα αυξανόμενη νευροεκφυλιστική πάθηση, από την οποία πάσχουν σήμερα περισσότεροι από δέκα εκατομμύρια άνθρωποι στον κόσμο. Η νόσος, μεταξύ άλλων, προκαλεί τρέμουλο και κινητικές δυσκολίες που διαταράσσουν την ικανότητα βάδισης του ασθενούς.
Οι γιατροί αντιμετωπίζουν μεγάλες πρακτικές δυσκολίες να παρακολουθήσουν τη σοβαρότητα και επιδείνωση της νόσου. Κανονικά αυτό γίνεται με τακτική κλινική αξιολόγηση των κινητικών και γνωστικών ικανοτήτων του ασθενούς στο ιατρείο. Όμως, εκτιμάται ότι τουλάχιστον το 40% των ασθενών με Πάρκινσον, διεθνώς, ποτέ δεν έχουν επισκεφθεί νευρολόγο, επειδή ζουν μακριά από τέτοιο γιατρό ή για άλλο λόγο.
Σε μία προσπάθεια να λύσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο ιατρικό περιοδικό «Science Translational Medicine», ανέπτυξαν μία συσκευή που μπορεί να παρακολουθεί αυτόματα στο σπίτι την κινητικότητα του ασθενούς, χωρίς να χρειάζεται καν να τη φοράει πάνω του ή να κάνει κάποια μέτρηση ο ίδιος. Η συσκευή, η οποία έχει το μέγεθος περίπου ενός ασύρματου δρομολογητή (Wi-Fi router), συλλέγει στοιχεία με εκπομπή ραδιοσημάτων που ανακλώνται στο σώμα του ασθενούς, καθώς αυτός γυρνάει μέσα στο σπίτι του.
Η συσκευή, που δοκιμάστηκε για ένα έτος σε 50 άτομα, εκ των οποίων 34 με Πάρκινσον και 16 υγιείς (η ομάδα ελέγχου), έδειξε ότι είναι δυνατό -με τη βοήθεια αλγόριθμων τεχνητής νοημοσύνης (μηχανικής μάθησης)- να αναλυθούν τα συλλεγόμενα στοιχεία και να γίνει μία εκτίμηση πώς εξελίσσεται η νόσος Πάρκινσον σε έναν άνθρωπο, χωρίς να επισκέπτεται συχνά έναν ειδικό γιατρό.
«Έχοντας μία συσκευή στο σπίτι που μπορεί να παρακολουθήσει έναν ασθενή και να πει στον γιατρό εξ αποστάσεως σχετικά με την εξέλιξη της νόσου, καθώς και για την ανταπόκριση του ασθενούς στη χορηγηθείσα θεραπεία, ο γιατρός μπορεί να παρακολουθεί τον ασθενή ακόμη και αν ο τελευταίος δεν μπορεί να έρθει στην κλινική», δήλωσε η επικεφαλής ερευνήτρια, καθηγήτρια Ντίνα Κατάμπι του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Επιστήμης των Υπολογιστών του ΜΙΤ.
Ουσιαστικά, πρόκειται για ένα «ανθρώπινο ραντάρ», που αναλύει τα ραδιοσήματα, καθώς αυτά προσκρούουν και μετά ανακλώνται από το σώμα ενός ανθρώπου. Τα ραδιοσήματα περνάνε μέσα από τοίχους και άλλα στερεά αντικείμενα, αλλά ανακλώνται από τους ανθρώπους λόγω της μεγάλης ποσότητας νερού που υπάρχει μέσα στο σώμα τους. Η μετάδοση των σημάτων από τη νέα συσκευή χρησιμοποιεί ένα ελάχιστο μέρος της ισχύος του οικιακού Wi-Fi router, χωρίς να παρεμβαίνει στη λειτουργία άλλων ασύρματων συσκευών στο σπίτι.
Αυτό δημιουργεί ένα «ραντάρ» που μπορεί να καταγράψει την κίνηση κάποιου στον χώρο. Επειδή τα ραδιοκύματα ταξιδεύουν πάντα με την ίδια ταχύτητα, η διάρκεια του χρόνου που απαιτείται για να επιστρέψουν στη συσκευή τα ανακλασθέντα σήματα δείχνει πόσο αργά ή γρήγορα κινείται ένας άνθρωπος. Ο ενσωματωμένος στη συσκευή αλγόριθμος διακρίνει τα ραδιοσήματα που ανακλώνται από τον συγκεκριμένο ασθενή με Πάρκινσον και όχι από άλλα άτομα στο σπίτι του. Άλλοι αλγόριθμοι αναλύουν στατιστικά τα δεδομένα των κινήσεων για να εξάγουν συμπεράσματα σχετικά με την κινητικότητα – και άρα την εξέλιξη- του ασθενούς.
Η δοκιμή της συσκευής έδειξε π.χ. ότι η ταχύτητα βηματισμού των ατόμων με Πάρκινσον μειώνεται σχεδόν με διπλάσια ταχύτητα όσο περνάει ο καιρός, σε σχέση με τους ανθρώπους χωρίς τη νόσο. Επίσης, οι διαφοροποιήσεις μέσα στην ημέρα στον βηματισμό του ασθενούς σχετίζονται με το πόσο καλά δρουν τα φάρμακα πάνω του μόλις πάρει τη δόση του.
Έως τώρα τέτοιες πληροφορίες μπορούσε να έχει ο νευρολόγος μόνο ζητώντας από τον ασθενή να τις καταγράφει σε ημερήσιο ημερολόγιο. Έτσι ένας γιατρός μπορεί, πλέον, να χρησιμοποιήσει άμεσα τα δεδομένα της συσκευής για να τροποποιήσει ανάλογα τη δοσολογία πιο αποτελεσματικά και γρήγορα, κάτι σημαντικό δεδομένου ότι τα αντιπαρκινσονικά φάρμακα μπορεί να έχουν σοβαρές παρενέργειες σε υπερβολικά μεγάλες δόσεις.
Επίσης, σύμφωνα με την Κατάμπι, «μία φαρμακευτική ή βιοτεχνολογική εταιρεία που προσπαθεί να αναπτύξει νέα φάρμακα για τη συγκεκριμένη νόσο μπορεί -χάρη στη νέα συσκευή- να μειώσει σημαντικά το κόστος και την ταχύτητα ανάπτυξης των νέων θεραπειών». Ακόμη, θα γίνουν προσπάθειες για να αναπτυχθούν ανάλογες οικιακές ασύρματες συσκευές και για άλλες νευρολογικές παθήσεις, όπως Αλτσχάιμερ, πλάγια μυατροφική σκλήρυνση, νόσο Χάντιγκτον κ.ά.
Σύνδεσμος για την επιστημονική δημοσίευση:www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adc9669
Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ